[发明专利]用于机器人关节的电机轴连接的锁紧装置

说明书

技术领域

本发明涉及连接件，特别涉及一种用于机器人关节的电机轴连接的锁紧装置，适用于机器人关节设计。

背景技术

仿人机器人机构设计是机器人设计中的一个关键内容，在机器人开发中占据重要的地位，是仿人机器人其它设计的基础。仿人机器人机构设计经过了长期的发展进化，本田公司的双足机器人开发历史基本代表了双足仿人机器人机构设计的一个发展历程。从本田公司的E0到ASIMO，双足仿人机器人机构设计逐渐趋于成熟。近年来，在仿人机器人机构设计方面出现了一些新的思想，日本、韩国、德国都在设计新的机器人结构。仿人机器人由于机构的紧凑性，传递功率大及尺寸要求严，一体化关节设计在机构设计中至关重要。一体化关节目前主流采用电机驱动、谐波发生器减速增矩，因此电机和谐波发生器的连接是一体化关节设计中的一个重点。目前传统的电机和减速器连接多采用键或顶丝的连接方式。在仿人机器人机构设计中，部分关节也是采用键或顶丝的连接。然而对于一些电机尺寸较小，电机需要与谐波发生器直接相连的关节，采用键连接或顶丝连接的方式就不能满足要求了。

原因在于：

键连接是电机轴和减速器等下一级传动常用的连接方式，用于连接轴和轴上零件，进行周向固定以传递转矩，如齿轮、带轮、联轴器与轴的连接。键连接是靠键的侧面传递转矩，只对轴上零件作周向固定，不能承受轴向力，如果要轴向固定，则需要附加紧定螺钉或定位环等定位零件，因此键连接拆卸不方便。而在一体化程度较高的仿人机器人一体化关节中，电机轴和谐波发生器直接相连，安装和拆卸都极不方便，容易损坏谐波发生器。尤其是直径较小的电机轴，加工键槽不方便，而且从电机轴强度和刚度考虑键连接都不是最优的选择。

顶丝又叫紧定螺钉，用以固定两个零件的相对位置，可传递不大的力和力矩。顶丝拧紧挤压轴以可达到固定轴外零件的目的，通常垂直的两个顶丝一起使用来达到固定目的。顶丝在电机轴旋转过程中容易松动；尤其对于电机轴半径尺寸较小的情况，采用顶丝接触面积不大，传递力和力矩不大，并且在仿人机器人一体化关节中安装和拆卸都不太方便。

综上所述，针对键连接在仿人机器人一体化关节中存在安装拆卸不方便，电机轴加工检测不适合的缺陷；顶丝连接存在安装拆卸不方便，易松动，传递扭矩小的缺陷。故需要研制出一种安装拆卸方便，旋转过程电机不易松动，能够传递大扭矩和力，并且保证电机轴安装精度的连接件。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种用于机器人关节的电机轴连接的锁紧装置，适用于仿人机器人一体化关节设计，具有安装拆卸方便，旋转过程电机不易松动，能够传递大扭矩和力，并且保证电机轴安装精度的优点。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种用于机器人关节电机轴连接的锁紧装置，套接在电机轴外部，包括主体，主体内部设有与电机轴相配的内孔，内孔沿其孔壁周长约四分之一段为平面段；主体外部依次设有锥段和螺纹段，主体外壁沿锥段长度方向设有与主体轴线相平行、并向主体径向延伸且贯通内孔的缝隙，缝隙的末端设有用于保证电机轴定位精度和导向的圆弧，缝隙至少为两条并且均布。其中，内孔中的平面段用于防止电机轴松动打滑，主体外部的螺纹段用于连接外部件，锥段及其缝隙用于抱死电机轴，缝隙末端的圆弧用来保证电机轴的定位精度及导向。因此，本发明具有安装拆卸方便，旋转过程电机不易松动，能够传递大扭矩和力，并且保证电机轴安装精度的优点，适用于机器人关节设计。特别适用于承受较大载荷而键槽加工不便，安装不便，顶丝固定易松的地方。另外对于电机轴半径尺寸较小的情况，同样适用。

所述缝隙的宽度为0.5-1.0mm，最佳宽度值为0.5mm。

所述锥段的锥度为1：10-1：20，最佳锥度值为1：16。

所述缝隙为四条并沿所述主体轴线均布。

本发明的有益效果是：

1)本发明相比现有技术的键连接，具有安装拆卸方便的优点，无需在电机轴上加工键槽，不存在电机轴加工检测不适合的缺陷，也不存在破坏电机轴的整体强度和刚度的问题；

2)本发明相比现有技术的顶丝连接，存在安装拆卸方便，电机旋转过程不易松动，传递扭矩大的优点。

本发明具有安装拆卸方便，电机旋转过程不易松动，能够传递大扭矩和力，并且保证电机轴安装精度等优点，适用于机器人关节。特别适用于承受较大载荷而键槽加工不便、安装不便，顶丝固定易松的地方。另外对于电机轴半径尺寸较小的情况，同样适用。

附图说明

图1是本发明所述用于机器人关节的电机轴连接的锁紧装置的主视图；

图2是图1的A-A剖视图；