本实用新型涉及工业机器人技术领域，具体涉及一种工业机器人可拆卸式扭矩平衡装置。
背景技术：
随着中国制造2025和德国工业4.0的大力推进，工业机器人在智能生产中的应用越来越广泛。 然而工业机器人在运行过程中总会出现这样或那样的问题，尤其是6R关节型机器人。 移动时，臂架的重心方向并不总是沿着关节轴线。 当臂架中心线偏离垂直方向时，由于自身重力载荷，不可避免地会产生旋转力矩，这不仅影响伺服电机和RV减速器。 它有着严格的测试物理资源网，对执行作业的工业机器人的动态性能和执行精度有很大影响。
目前市场上使用的大多是平衡缸装置。 卧式、卧式油缸大多采用密封式液压阻尼装置。 这在一定程度上吸收了储存的弹性势能，因此释放的能量必然会大大减少，从而降低平衡扭矩的效果。 另外，平衡杆的体积也比较大。 其体积庞大且组装拆卸困难，因此工业机器人的扭矩平衡装置还有很大的改进空间。 如何设计更好的扭矩平衡装置是我们需要考虑的问题。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可拆卸的工业机器人扭矩平衡装置。 扭矩平衡装置可以有效实时降低关节处的负载扭矩，平衡大臂重力负载产生的旋转扭矩。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种可拆卸式工业机器人扭矩平衡装置，包括壳体和壳盖。 壳体上设有圆柱齿轮和与圆柱齿轮啮合的一对齿条。 、双螺旋弹簧储能装置和输入转轴，壳体底部由输入转轴穿入圆柱齿轮内孔，一对齿条对称分布在圆柱齿轮两侧，任意其中一个机架两侧对称分布有双螺旋弹簧储能装置。 双螺旋弹簧储能装置包括上固定架、下固定架以及连接上固定架和下固定架的双螺旋弹簧。
进一步地，所述双螺旋弹簧储能装置的一端通过下固定架固定在机架上。
进一步地，所述输入转轴的外周面上设有多个沿周向均匀分布的棱形凸起，所述圆柱齿轮的内孔表面上设有多个沿周向均匀分布的凹槽。
进一步地，所述输入转轴的端部设有台阶端面，用于固定臂架接头的转轴。
进一步地，所述输入转轴的外周面上设有一圈锁紧凸台，所述锁紧凸台与所述棱柱状凸起垂直。
进一步地，壳体的四个角处设有定位柱，双螺旋弹簧储能装置的另一端通过上固定架固定在定位柱上。
进一步地，壳体内设有四个螺纹固定柱，壳盖上设有与螺纹固定柱位置对应的四个通孔。
进一步地，所述壳体盖的内表面设有限制圆柱齿轮轴向移动的环形凹槽。
进一步地，所述壳体的底面设有多个用于固定所述壳体的固定耳。
本实用新型的有益效果是：
工业机器人在工作时，其臂架的重心不会沿着臂架的中心线，不可避免地会因重力载荷而产生转动力矩。 通过圆柱齿轮和齿条的啮合运动，将力传递给四个双螺旋弹簧。 当双螺旋弹簧被压缩时，会对齿条产生反向力，必然导致圆柱齿轮作反向运动或反向运动趋势力矩平衡，从而实时输出平衡扭矩。 本实用新型所述的扭矩平衡装置结构巧妙，安装拆卸方便，成本低廉，便于批量生产。 可应用于各系列工业机器人机械手的输出关节，可有效降低伺服电机和RV的减速度。 它可以有效提高工业机器人的动力性能和运动精度，具有非常强的现实意义。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分， 它们与下述具体实施例一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。 在附图中：
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是壳盖的结构示意图；
图3是壳体结构示意图；
图4是圆柱齿轮的结构示意图；
图5是双螺旋弹簧储能装置的结构示意图；
图6是定位底座与吊杆的安装结构示意图；
图7是图6的侧视图（不包括壳盖）；
图中：壳盖1； 双螺旋弹簧储能装置2； 圆柱齿轮3； 圆形肋30； 机架 4； 住房5； 输入轴6； 台阶端面60； 挡住老板61； 定位柱7；固定耳8； 圆形通孔9； 螺纹固定柱10； 环形槽11； 通孔12； 上固定支架13； 下固定支架14； 圆孔140； 双螺旋弹簧15； 大臂16； 定位座 17.
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的结构和工作原理作进一步详细说明。 以下具体实施例旨在帮助本领域技术人员理解本实用新型的内容，但并不限制本实用新型。 本手册中的“前”、“后”、“左”、“右”均与图1方向一致。
详细方式
如图1-5所示，本实用新型提供了一种可拆卸式工业机器人扭矩平衡装置，包括相互配合的壳体5和壳体盖1。 壳体5上设有圆柱齿轮3和圆柱齿轮。 两个齿条4、双螺旋弹簧储能装置2和输入轴6啮合。 如图4所示，圆柱齿轮3是由齿轮体和下端的圆肋30组成的一体结构。 壳体5底部有圆形通孔9，输入转轴6通过圆形通孔9穿过壳体到达圆柱齿轮3的内孔； 壳体5的四个角设有定位柱7。沿定位柱2/3长度设有圆柱平台，用于定位双螺旋弹簧储能装置2的一端。
输入转轴6的外周面设有四个棱柱状突起。 四个棱柱形凸起沿输入转轴外周面的周向均匀分布，且四个凸起与输入转轴的轴线共线。 同时，圆柱齿轮3的内孔表面设有与棱柱形凸起相配合的凹槽。 棱柱形凸起与凹槽卡合，实现输入转轴6与圆柱齿轮3的同步转动。输入转轴6的端部有台阶端面60，用于固定臂架的关节旋转轴。 16、台阶端面60具有多个周向均匀分布的螺纹孔，通过螺栓与臂架16的关节旋转轴固定连接，从而使臂架16与关节旋转轴固定连接。 输入转轴同步圆周运动； 同时，输入转轴6的外周面上还设有一圈止动凸台61，止动凸台61垂直于棱柱形凸起，圆柱齿轮下端的圆形筋条30图3固定在锁紧凸台61上，当圆柱齿轮3旋转时，圆形肋30支撑两侧的齿条4。
两个齿条4对称分布在圆柱齿轮3的前后两侧，任一齿条4的两侧均设有对称分布的双螺旋弹簧储能装置2。双螺旋弹簧储能装置包括上固定架13、下固定架14以及连接上固定架13和下固定架14的双螺旋弹簧15。 机架两端设有螺纹孔，通过螺栓连接固定上固定架13上的螺纹孔，从而将双螺旋弹簧储能装置2的一端通过上固定架固定在机架上如图13所示，下固定架14上开有圆孔140。下固定架14通过圆孔140定位在定位柱7上。在圆柱平台上，用螺母垫圈将定位柱上端拧紧。立柱7完成双螺旋弹簧储能装置2的固定； 齿条4可将径向力传递给双螺旋弹簧15，双螺旋弹簧的节距、螺旋圈数和弹簧厚度根据工业机器人的负载扭矩确定； 如图1所示，当圆柱齿轮3顺时针旋转时，后齿条向右直线运动，前齿条向左直线运动。 ，从而将圆柱齿轮的圆周旋转转变为齿条的直线运动，同时压缩并储存固定连接在齿条两端的弹簧。 随着弹簧压缩量的增大，弹簧作用在齿条上的反作用力也增大。 大，实现对齿条直线运动的反推或反推倾向的效果。
壳体5上设有四个螺纹固定柱10，壳盖1上对应于螺纹固定柱10的位置设有四个通孔12。通孔12的直径与螺纹固定柱10的直径相同。将螺钉通过通孔12旋入螺纹固定柱10，将壳盖1与壳体5固定。
为了保证圆柱齿轮3与齿条4啮合的稳定性，壳盖1的内表面上设有环形凸槽11。当壳盖1固定到壳体5上后，凸槽11靠近圆柱齿轮3的上端面，用于限制圆柱齿轮3的轴向移动，使圆柱齿轮3与齿条4能够更加完美地啮合。 环形凸槽11的高度取决于圆柱齿轮3上端面与壳盖1内表面之间的距离； 壳体5底面左右两侧对称分布有固定耳8。固定耳8上设有螺纹通孔，通过螺栓固定在定位座17上。
上述壳体内的部件均对称分布。 四个双螺旋弹簧储能装置与圆柱齿轮、齿条的啮合运动为手臂提供了圆周平衡力矩，可以充分吸收工业机器人手臂运动时产生的重力载荷。 通过齿轮与齿条的啮合将扭矩传递给双螺旋弹簧，对工业机器人手臂具有良好的实时扭矩平衡效果，同时对伺服电机和RV减速器也有一定的保护作用。
参见图6-7，本设计提供的可拆卸式工业机器人扭矩平衡装置的安装顺序为：
第一步：通过螺栓连接输入轴与臂架接头。 此时，臂架位置必须保持重心沿臂架中心线垂直向下，这样输入轴就不会受到旋转扭矩；
第二步：将输入转轴穿过壳体底部的圆形通孔，然后将输入转轴的棱柱形凸起与圆柱齿轮内孔的凹槽卡合，并将圆筋固定在壳体上。阻挡老大。 优越的;
第三步：用螺钉或螺栓将外壳固定耳与定位底座固定；
步骤4：将机架的两端面用螺栓固定在双螺旋弹簧储能装置的上固定框架上； 第二个机架也以同样的方式安装；
步骤5：将齿条中心与圆柱齿轮啮合。 同时将双螺旋弹簧储能装置下固定架的圆孔固定在壳体定位柱的圆柱平台上，旋入螺母和垫圈拧紧； 第二齿条也是这样安装的；
第六步：安装外壳盖，将外壳盖的通孔与外壳的螺纹固定柱对齐，拧紧螺钉，固定外壳盖。
本发明的扭矩平衡功能是通过以下阶段实现的：
工业机器人在工作时，其臂架的重心不会沿着臂架的中心线，不可避免地会因重力载荷而产生转动力矩。 通过圆柱齿轮和齿条的啮合运动，将力传递给四个双螺旋弹簧。 当双螺旋弹簧被压缩时，会对齿条产生反向力，必然导致圆柱齿轮作反向运动或反向运动趋势，从而输出平衡扭矩。 参见图7，当臂架从垂直位置开始逆时针旋转时，带动输入轴和圆柱齿轮同步旋转。 此时，圆柱齿轮带动齿条啮合运动，左下端的双螺旋弹簧将被压缩，左上端的弹簧也将被压缩。 拉起，右上端的弹簧被压缩，右下端的弹簧被拉起，将重力势能转化为四个双螺旋弹簧的弹性势能； 当手臂旋转到最大角度时，弹簧压缩量达到最大力矩平衡，即输出平衡扭矩最大； 当臂架返回垂直位置时，弹性势能逐渐释放，进一步辅助臂架返回，从而减小伺服电机的旋转扭矩，提高其运动性能。 当工业机器人的手臂顺时针旋转时，工作原理类似，也能达到上述效果。