本實用新型涉及工業機器人技術領域，具體涉及一種工業機器人可拆卸式扭矩平衡裝置。
背景技術：
隨著中國制造2025和德國工業4.0的大力推進，工業機器人在智能生產中的應用越來越廣泛。 然而工業機器人在運行過程中總會出現這樣或那樣的問題，尤其是6R關節型機器人。 移動時，臂架的重心方向并不總是沿著關節軸線。 當臂架中心線偏離垂直方向時，由于自身重力載荷，不可避免地會產生旋轉力矩，這不僅影響伺服電機和RV減速器。 它有著嚴格的測試物理資源網，對執行作業的工業機器人的動態性能和執行精度有很大影響。
目前市場上使用的大多是平衡缸裝置。 臥式、臥式油缸大多采用密封式液壓阻尼裝置。 這在一定程度上吸收了儲存的彈性勢能，因此釋放的能量必然會大大減少，從而降低平衡扭矩的效果。 另外，平衡桿的體積也比較大。 其體積龐大且組裝拆卸困難，因此工業機器人的扭矩平衡裝置還有很大的改進空間。 如何設計更好的扭矩平衡裝置是我們需要考慮的問題。
技術實現要素：
本實用新型要解決的技術問題是提供一種可拆卸的工業機器人扭矩平衡裝置。 扭矩平衡裝置可以有效實時降低關節處的負載扭矩，平衡大臂重力負載產生的旋轉扭矩。
為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：一種可拆卸式工業機器人扭矩平衡裝置，包括殼體和殼蓋。 殼體上設有圓柱齒輪和與圓柱齒輪嚙合的一對齒條。 、雙螺旋彈簧儲能裝置和輸入轉軸，殼體底部由輸入轉軸穿入圓柱齒輪內孔，一對齒條對稱分布在圓柱齒輪兩側，任意其中一個機架兩側對稱分布有雙螺旋彈簧儲能裝置。 雙螺旋彈簧儲能裝置包括上固定架、下固定架以及連接上固定架和下固定架的雙螺旋彈簧。
進一步地，所述雙螺旋彈簧儲能裝置的一端通過下固定架固定在機架上。
進一步地，所述輸入轉軸的外周面上設有多個沿周向均勻分布的棱形凸起，所述圓柱齒輪的內孔表面上設有多個沿周向均勻分布的凹槽。
進一步地，所述輸入轉軸的端部設有臺階端面，用于固定臂架接頭的轉軸。
進一步地，所述輸入轉軸的外周面上設有一圈鎖緊凸臺，所述鎖緊凸臺與所述棱柱狀凸起垂直。
進一步地，殼體的四個角處設有定位柱，雙螺旋彈簧儲能裝置的另一端通過上固定架固定在定位柱上。
進一步地，殼體內設有四個螺紋固定柱，殼蓋上設有與螺紋固定柱位置對應的四個通孔。
進一步地，所述殼體蓋的內表面設有限制圓柱齒輪軸向移動的環形凹槽。
進一步地，所述殼體的底面設有多個用于固定所述殼體的固定耳。
本實用新型的有益效果是：
工業機器人在工作時，其臂架的重心不會沿著臂架的中心線，不可避免地會因重力載荷而產生轉動力矩。 通過圓柱齒輪和齒條的嚙合運動，將力傳遞給四個雙螺旋彈簧。 當雙螺旋彈簧被壓縮時，會對齒條產生反向力，必然導致圓柱齒輪作反向運動或反向運動趨勢力矩平衡，從而實時輸出平衡扭矩。 本實用新型所述的扭矩平衡裝置結構巧妙，安裝拆卸方便，成本低廉，便于批量生產。 可應用于各系列工業機器人機械手的輸出關節，可有效降低伺服電機和RV的減速度。 它可以有效提高工業機器人的動力性能和運動精度，具有非常強的現實意義。
附圖說明
附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分， 它們與下述具體實施例一起用于解釋本實用新型，但并不構成對本實用新型的限制。 在附圖中：
圖1是本實用新型的整體結構示意圖；
圖2是殼蓋的結構示意圖；
圖3是殼體結構示意圖；
圖4是圓柱齒輪的結構示意圖；
圖5是雙螺旋彈簧儲能裝置的結構示意圖；
圖6是定位底座與吊桿的安裝結構示意圖；
圖7是圖6的側視圖（不包括殼蓋）；
圖中：殼蓋1； 雙螺旋彈簧儲能裝置2； 圓柱齒輪3； 圓形肋30； 機架 4； 住房5； 輸入軸6； 臺階端面60； 擋住老板61； 定位柱7；固定耳8； 圓形通孔9； 螺紋固定柱10； 環形槽11； 通孔12； 上固定支架13； 下固定支架14； 圓孔140； 雙螺旋彈簧15； 大臂16； 定位座 17.
下面結合附圖和具體實施例對本實用新型的結構和工作原理作進一步詳細說明。 以下具體實施例旨在幫助本領域技術人員理解本實用新型的內容，但并不限制本實用新型。 本手冊中的“前”、“后”、“左”、“右”均與圖1方向一致。
詳細方式
如圖1-5所示，本實用新型提供了一種可拆卸式工業機器人扭矩平衡裝置，包括相互配合的殼體5和殼體蓋1。 殼體5上設有圓柱齒輪3和圓柱齒輪。 兩個齒條4、雙螺旋彈簧儲能裝置2和輸入軸6嚙合。 如圖4所示，圓柱齒輪3是由齒輪體和下端的圓肋30組成的一體結構。 殼體5底部有圓形通孔9，輸入轉軸6通過圓形通孔9穿過殼體到達圓柱齒輪3的內孔； 殼體5的四個角設有定位柱7。沿定位柱2/3長度設有圓柱平臺，用于定位雙螺旋彈簧儲能裝置2的一端。
輸入轉軸6的外周面設有四個棱柱狀突起。 四個棱柱形凸起沿輸入轉軸外周面的周向均勻分布，且四個凸起與輸入轉軸的軸線共線。 同時，圓柱齒輪3的內孔表面設有與棱柱形凸起相配合的凹槽。 棱柱形凸起與凹槽卡合，實現輸入轉軸6與圓柱齒輪3的同步轉動。輸入轉軸6的端部有臺階端面60，用于固定臂架的關節旋轉軸。 16、臺階端面60具有多個周向均勻分布的螺紋孔，通過螺栓與臂架16的關節旋轉軸固定連接，從而使臂架16與關節旋轉軸固定連接。 輸入轉軸同步圓周運動； 同時，輸入轉軸6的外周面上還設有一圈止動凸臺61，止動凸臺61垂直于棱柱形凸起，圓柱齒輪下端的圓形筋條30圖3固定在鎖緊凸臺61上，當圓柱齒輪3旋轉時，圓形肋30支撐兩側的齒條4。
兩個齒條4對稱分布在圓柱齒輪3的前后兩側，任一齒條4的兩側均設有對稱分布的雙螺旋彈簧儲能裝置2。雙螺旋彈簧儲能裝置包括上固定架13、下固定架14以及連接上固定架13和下固定架14的雙螺旋彈簧15。 機架兩端設有螺紋孔，通過螺栓連接固定上固定架13上的螺紋孔，從而將雙螺旋彈簧儲能裝置2的一端通過上固定架固定在機架上如圖13所示，下固定架14上開有圓孔140。下固定架14通過圓孔140定位在定位柱7上。在圓柱平臺上，用螺母墊圈將定位柱上端擰緊。立柱7完成雙螺旋彈簧儲能裝置2的固定； 齒條4可將徑向力傳遞給雙螺旋彈簧15，雙螺旋彈簧的節距、螺旋圈數和彈簧厚度根據工業機器人的負載扭矩確定； 如圖1所示，當圓柱齒輪3順時針旋轉時，后齒條向右直線運動，前齒條向左直線運動。 ，從而將圓柱齒輪的圓周旋轉轉變為齒條的直線運動，同時壓縮并儲存固定連接在齒條兩端的彈簧。 隨著彈簧壓縮量的增大，彈簧作用在齒條上的反作用力也增大。 大，實現對齒條直線運動的反推或反推傾向的效果。
殼體5上設有四個螺紋固定柱10，殼蓋1上對應于螺紋固定柱10的位置設有四個通孔12。通孔12的直徑與螺紋固定柱10的直徑相同。將螺釘通過通孔12旋入螺紋固定柱10，將殼蓋1與殼體5固定。
為了保證圓柱齒輪3與齒條4嚙合的穩定性，殼蓋1的內表面上設有環形凸槽11。當殼蓋1固定到殼體5上后，凸槽11靠近圓柱齒輪3的上端面，用于限制圓柱齒輪3的軸向移動，使圓柱齒輪3與齒條4能夠更加完美地嚙合。 環形凸槽11的高度取決于圓柱齒輪3上端面與殼蓋1內表面之間的距離； 殼體5底面左右兩側對稱分布有固定耳8。固定耳8上設有螺紋通孔，通過螺栓固定在定位座17上。
上述殼體內的部件均對稱分布。 四個雙螺旋彈簧儲能裝置與圓柱齒輪、齒條的嚙合運動為手臂提供了圓周平衡力矩，可以充分吸收工業機器人手臂運動時產生的重力載荷。 通過齒輪與齒條的嚙合將扭矩傳遞給雙螺旋彈簧，對工業機器人手臂具有良好的實時扭矩平衡效果，同時對伺服電機和RV減速器也有一定的保護作用。
參見圖6-7，本設計提供的可拆卸式工業機器人扭矩平衡裝置的安裝順序為：
第一步：通過螺栓連接輸入軸與臂架接頭。 此時，臂架位置必須保持重心沿臂架中心線垂直向下，這樣輸入軸就不會受到旋轉扭矩；
第二步：將輸入轉軸穿過殼體底部的圓形通孔，然后將輸入轉軸的棱柱形凸起與圓柱齒輪內孔的凹槽卡合，并將圓筋固定在殼體上。阻擋老大。 優越的;
第三步：用螺釘或螺栓將外殼固定耳與定位底座固定；
步驟4：將機架的兩端面用螺栓固定在雙螺旋彈簧儲能裝置的上固定框架上； 第二個機架也以同樣的方式安裝；
步驟5：將齒條中心與圓柱齒輪嚙合。 同時將雙螺旋彈簧儲能裝置下固定架的圓孔固定在殼體定位柱的圓柱平臺上，旋入螺母和墊圈擰緊； 第二齒條也是這樣安裝的；
第六步：安裝外殼蓋，將外殼蓋的通孔與外殼的螺紋固定柱對齊，擰緊螺釘，固定外殼蓋。
本發明的扭矩平衡功能是通過以下階段實現的：
工業機器人在工作時，其臂架的重心不會沿著臂架的中心線，不可避免地會因重力載荷而產生轉動力矩。 通過圓柱齒輪和齒條的嚙合運動，將力傳遞給四個雙螺旋彈簧。 當雙螺旋彈簧被壓縮時，會對齒條產生反向力，必然導致圓柱齒輪作反向運動或反向運動趨勢，從而輸出平衡扭矩。 參見圖7，當臂架從垂直位置開始逆時針旋轉時，帶動輸入軸和圓柱齒輪同步旋轉。 此時，圓柱齒輪帶動齒條嚙合運動，左下端的雙螺旋彈簧將被壓縮，左上端的彈簧也將被壓縮。 拉起，右上端的彈簧被壓縮，右下端的彈簧被拉起，將重力勢能轉化為四個雙螺旋彈簧的彈性勢能； 當手臂旋轉到最大角度時，彈簧壓縮量達到最大力矩平衡，即輸出平衡扭矩最大； 當臂架返回垂直位置時，彈性勢能逐漸釋放，進一步輔助臂架返回，從而減小伺服電機的旋轉扭矩，提高其運動性能。 當工業機器人的手臂順時針旋轉時，工作原理類似，也能達到上述效果。