[发明专利]整体杆端关节轴承及其在delta并联机械臂上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及关节轴承技术领域，尤其是整体杆端关节轴承，及其用于delta并联机械臂上。

背景技术

杆端关节轴承是带有杆端或装于杆端的关节轴承，它属于关节轴承中的一支类。关节轴承是球面滑动轴承，一般是由具有球形滑动面的内、外圈组成，能承受较大的负荷。根据其不同的类型和结构，可以承受径向负荷、轴向负荷或径向、轴向同时存在的联合负荷。关节轴承的球形滑动接触面积大，倾斜角大，因此，关节轴承广泛用于速度较低的摆动运动、倾斜运动和旋转运动，如应用于工程液压油缸、锻压机床、工程机械、自动化设备，汽车减震器，水利机械等行业。

在GB/T9161-2001中对杆端关节轴承有详细的规定，其容许翻转角度最大只能达到±15°即在30°内翻转，在此基础上的整体型的翻转角度亦如此，由于翻转角较小，不能达到翻转角大于30°的delta并联机械臂的使用要求，无法应用到delta并联机械臂上。

而现有的delta并联机械臂一般是采用内球和半球状凹槽衔接构成，此结构有两个缺点：需要专门定制加工，成本上较高；需要添加支承作用力的结构以防止内球和半球状凹槽相互脱落，目前已有用户反映此结构的关节铰链的脱落情况。

发明内容

本发明针对不足，提出一种整体杆端关节轴承，其翻转角大于30°，能满足delta机械臂的使用要求。同时还提出了采用该整体杆端关节轴承的delta机械臂，成本低，且不易脱落。

为了实现上述发明第一目的，本发明提供以下技术方案：一种整体杆端关节轴承，由带球形滑动面的内圈和外圈组成，该内圈上的销轴内球连接处直径为5.0—6.0mm。

进一步地，该内圈上的销轴内球连接处直径为5.4mm。

进一步地，该外圈上的杆端眼宽度设为4.5—5.5mm。

进一步地，该外圈上的杆端眼宽度设为5mm。

为了实现上述发明第二目的，本发明提供以下技术方案：一种delta并联机械臂，包含上述的整体杆端关节轴承。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：减小内圈上的销轴内球连接处的直径，将GB/T9161-2001规定的标准（约8mm）改进加工至5.0—6.0mm，此时整体杆端关节轴承的翻转角度大于30°，甚至可达到±45°即90°，满足delta并联机械臂的结构上的要求。另外将杆端关节轴承进行尺寸改进，增大外圈上的杆端眼宽度，由GB/T9161-2001规定的标准（4mm）改进至4.5—5.5mm，以增大轴承所承受的轴向力。

而使用了本发明的整体杆端关节轴承的delta并联机械臂，不会出现内球外圈脱落情况，使得delta机械手安全和稳定性能得到提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1所示的一种整体杆端关节轴承，由带球形滑动面的内圈2和外圈1组成，该外圈1上的杆端眼11宽度B设为4.5—5.5mm；该内圈2上的销轴内球连接处21直径A为5.0—6.0mm。

内圈2为传统的销轴和内球连接构成，由于内球与外圈2之间为球形滑动面衔接，内圈2和外圈1之间不易脱离，且可翻转。

杆端眼11宽度B大于传统结构的4mm，增加了杆端眼11的厚度，提高了本发明轴承所承受的轴向力；而销轴内球连接处21直径A小于传统结构的8mm，相对增大了外圈1和内圈2之间的翻转角，即翻转角大于传统结构的30°。将内圈2上的销轴内球连接处21直径A设为5.4mm，能保证翻转角为±45°即90°，符合delta并联机械臂的使用要求。

对采用本发明整体杆端关节轴承的delta并联机械臂，且其销轴内球连接处21直径A为5.4mm，进行疲劳测试，过程如下：

1.负载：0.5kg；

2.机械臂运行动作周期：0.8ms；

3.测试时间：连续24小时×30天；

测试结果：经过约324万次的周期往复运动后，改进后的整体杆端关节轴承的球面和外圈无裂纹和明显磨损痕迹，能继续使用，精度和强度上完全满足delta机械手的实际使用要求。

本发明整体杆端关节轴承在充分利用了标准杆端轴承的强度特性和耐磨特性的基础上，使得其翻转角度能满足delta机械手的使用要求，在无须高成本特制如现市场上delta机械手上使用的结构的同时并且拥有自己的优点。