[发明专利]用于具有弹性可压缩预紧元件的机器人的关节轴承

说明书

本发明涉及一种用于机器人(1)的关节轴承，该关节轴承包括：轴(21)；和至少一个连接元件(24、35、36、37、38、59、60)，该至少一个连接元件在两个轴向轴承(22、23、43、44、45、46、54、55、63、64、69)之间可转动地安装在所述轴(21)上，其中设置弹性可压缩的预紧元件(33、49、52、53、56、57、65、66)，该预紧元件对所述轴向轴承施加轴向预紧力。本发明还涉及一种包括这样的关节轴承的机器人以及一种用于组装机器人的关节轴承的方法。

本发明涉及一种用于机器人的关节轴承，该关节轴承包括轴和在两个轴向轴承之间可转动地安装在轴上的连接元件。本发明还涉及一种具有至少一个这样的关节轴承的机器人以及一种用于组装用于机器人的关节轴承的方法。根据本发明的关节轴承主要用于机器人的驱动系中。

现有技术中已知用于设计机器人的各种运动学。通过串联运动学，驱动装置设置在机器人的各轴中。然而，这有一个缺点，即移动质量因这些驱动装置的重量而增加。

从CN 106 989 142 A中已知一种用于工业机器人的传动装置，其中偏心套筒附接在压缩弹簧和锁环之间的轴上。

另选地，已知将并联运动学用于设计机器人，其中，例如，在机器人的基座中设置多个驱动装置，这些驱动装置的驱动运动借助与机器人臂分开设置的传动装置被引导至各个机器人臂上。例如，在此使用了四连杆链。

此外，混合运动学也是已知的，其中，例如，串联基本运动学借助并联运动学与驱动装置结合。

然而，混合运动学和并联运动学需要大量的安装点，不仅在机器人臂之间的轴上，而且在驱动链内也需要大量的安装点。如果机器人要在大的工作空间中提供灵活的运动，则这一点尤其适用，因为这样就有利地提供了结构精细的并联运动学。

为了实现机器人的运动的必要的精度，轴承必须精确定位，并且基本上没有游隙。

在各个现有技术的机器人中，连接元件在径向方向上通过径向轴承安装在轴上，并且在轴向方向上安装在两个轴向轴承之间，其中轴向定位通过止挡件实现，并且轴向预紧通过夹紧元件施加，该夹紧元件的位置被精确调节。

调节环、夹紧套环或螺母被用作夹紧元件，即可以精确调节其在轴上的轴向布置的元件。然而，夹紧元件的初始调节和维护期间的后续调节需要大量的工作，因为不仅必须仔细调节轴承预紧而且必须仔细调节轴承位置。

因此，本发明的目的是提供一种用于机器人的关节轴承，该关节轴承满足并联运动学和混合运动学的要求，操作可靠，但制造和组装不是很复杂。

本发明提供了一种用于机器人的关节轴承，该关节轴承包括轴和在两个轴向轴承之间可转动安装在轴上的至少一个连接元件，其中根据本发明提供了弹性可压缩的预紧元件，该预紧元件对轴向轴承施加轴向预紧力。

弹性可压缩的预紧元件实现了游隙补偿，并提供了操作上可靠的轴承预紧。此外，根据本发明的关节轴承是足够精确的，因为作用在其上的力主要是在径向方向上的。然而，在轴向方向上产生的力可以以足够的位置精度被吸收。

因为通过预紧元件的弹性压缩在轴向方向上施加限定的预紧力，因此根据本发明的布置实现了精确的预紧。此外，连接元件由预紧元件对准，并且可以补偿制造公差。

轴向轴承特别是：轴向滚动轴承，偏斜滚动轴承，具有由塑料、金属、复合材料或烧结材料制成的套环的滑动轴承，或由塑料、金属、复合材料或烧结材料制成的止推垫圈。

可转动安装的连接元件各自借助径向轴承安装在轴上。这些径向轴承特别是：径向滚动轴承，偏斜滚动轴承或具有或不具有由塑料、金属、复合材料或烧结材料制成的套环的滑动轴承衬。用于径向轴承的滑动轴承衬可以设计成使得其在一个或两个侧上、在连接元件上轴向突出，因此也在一个或两个侧面上设置轴向轴承。因此该衬特别形成轴向轴承的止推垫圈或轴承座圈。