用于機器人的自動定中定位螺栓

文湖南廣益實驗中學1402班 周昱民

用于機器人的自動定中定位螺栓

文湖南廣益實驗中學1402班 周昱民

機器人是自動執行工作的機器裝置。它既可以聽從人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類在生產業、建筑業等方面的工作。

隨著科技的進步，不論是生產還是生活都趨于機器化和智能化，出現了各種類型的生活機器人和工業機器人。由于機器人是通過控制器和傳感器完成基本動作，因此對各個部位的連接精度具有較高的要求，尤其是各個活動關節，一旦安裝偏斜，就會導致動作精度降低、工作效率降低、動作出錯率增加等一系列問題。

螺栓作為機械連接的主要部件之一，在機器人各部分結構的連接、拼裝中被大量采用。普通的螺栓安裝速度慢，安裝進度難以保證，且在頻繁裝卸以及機械動作過程中易松脫，造成安裝精度下降。

如果采用我設計的用于機器人的自動定中定位螺栓，在裝配時就能進行精確的對中定位，防止螺栓擰緊后的松脫問題，它適用于高精度裝配要求的零件之間的相互連接定位。

自動定中定位螺栓包括螺頭、螺桿、定位件和對中件。

圖1 自動定中定位螺栓結構圖

定位件用于固定在待連接的零件上，對中件用于可轉動的套設在螺桿的光面段外，并利用螺桿的螺紋段限制位置，防止松脫。

定位件上開有用于貫穿螺桿和容納對中件的裝配孔，裝配孔的內壁面與對中件的外壁面之間通過錐面接觸。在擰緊狀態下，錐面與螺紋接觸面呈角度設置，不會造成螺紋扭轉的阻礙，具有一定的轉動止逆作用。

裝配孔遠離對中件的一端的窄口位置，并設有用于與螺紋段螺紋連接的螺紋口。通過螺紋口與螺桿之間以及螺母與螺桿之間形成雙重連接鎖定，保證裝置具有良好的穩定性。

裝配孔的內錐面覆蓋至少一層用于緩沖上部作用力和防止擰緊的螺桿松脫的彈性墊層，以提高連接過程中的相互作用力，降低裝配后的沖擊作用力，延長裝置的使用壽命，還能提高螺栓的性能，密封連接部位。

圖2 裝配孔的內錐面覆蓋至少一層彈性墊層

利用定位與待安裝位置進行同軸定位的方式可使定位件在待連接零件上進行精確定位。螺桿穿過定位件進行連接時，利用對中件與定位件之間的錐面配合，以保證螺桿的中軸線精確到位。

定位件的外形與裝配孔形狀相同，采用圓柱、棱柱、圓錐、棱錐中的一種，可根據需要選擇，方便與待連接零件進行裝配安裝，擴大適用范圍。

對中件的內壁面徑向尺寸大于螺紋段的最大徑向尺寸。光面段的徑向尺寸大于螺紋段的最大徑向尺寸。對中件可以沿螺桿徑向移動，方便制作和裝配。

內錐面與外錐面的形狀可采用用于匹配連接自動定中定位的圓錐，這樣可以對中定位以及防松脫，且對中性能更好。也可采用用于匹配連接自動定中定位并限制定位件與對中件之間的相對周向轉動的棱錐，不僅能對中定位，其抗扭、防脫落性能更好。

圖3 內、外錐面的形狀可有多種選擇