机器人结构用单页卷制铰接合页结构

　　这类单页卷制铰接结构，常被应用在工业机器人末端执行器的辅助定位翻板、小型协作机器人的防护壳开合部位，以及桌面级教学机器人的关节辅助限位结构中，区别于普通民用门窗合页，这类铰接件的转动间隙控制更严格，不会出现民用合页长期使用后的轴向窜动问题，能够满足机器人结构反复启停转动下的位置精度保持要求。从实际使用场景来看，这类铰接件不需要搭配额外的轴承组件，依靠卷制筒身与配套销轴的配合就能实现0-180度范围内的定轴转动，单页式的安装底座可以直接通过两个沉头孔固定在机器人的铝型材框架或者钣金安装面上，不需要额外加工避让槽，安装面的平面度要求控制在0.1mm以内就能保证转动时无卡滞。

　　设计这类铰接结构的时候，首先要确认转动副的径向载荷上限，这款结构的卷制筒身采用整板卷圆工艺，筒身与底座平板为一体加工结构，没有焊接接缝，避免了焊接变形带来的筒身圆度误差，卷制后的筒身内径公差控制在H7级别，配套同精度的销轴插入后，径向间隙可以控制在0.02mm以内，完全满足机器人结构小载荷转动下的精度要求。底座平板上的两个安装孔采用沉头设计，适配M3规格的内六角沉头螺丝，安装后螺丝头不会突出平板表面，不会对转动的合页页片造成干涉，两个安装孔的中心距经过适配，刚好匹配工业铝型材2020系列的端面孔位，也可以直接固定在3mm厚度以上的冷轧钢板安装面上，不需要额外增加补强板。

　　从安装边界来看，这款铰接件的底座平板厚度为3mm，卷制筒身的外径为8mm，整体安装后突出安装面的最大高度为11mm，转动时的页片摆动半径不会超过筒身中心到平板边缘的距离，在布局机器人内部走线或者周边结构的时候，只需要预留出12mm的转动避让空间即可，不会占用过多的结构安装空间。这类铰接结构在实际使用中，不需要额外添加润滑脂，卷制筒身的内壁经过精整处理，表面粗糙度达到Ra1.6，与销轴配合时的摩擦阻力足够小，在机器人防护门这类需要频繁开合的部位，能够实现数万次开合无明显磨损，不会出现转动松动或者异响的问题。

　　区别于双页合页结构，这款单页铰接件的固定端直接与安装面贴合，转动端可以搭配对应的另一页结构或者直接与转动件连接，结构灵活性更高，在机器人的小型翻盖结构、传感器安装角度调节支架、走线拖链的端部铰接部位都能适用。设计过程中特意将卷制筒身的端部做了0.2mm的倒角处理，安装销轴的时候可以直接对准插入，不需要额外修磨筒身边缘的毛刺，平板的四个边角都做了R1的圆角处理，安装时不会划伤操作人员或者刮破周边的线缆保护层。在做结构选型的时候，如果是用于垂直方向转动的翻盖结构，只需要确认铰接件的径向载荷大于翻盖重量的1.5倍即可，这款结构的单组额定径向载荷可以达到50N，完全覆盖小型机器人结构上的大部分铰接场景，不需要额外做强度校核。如果是用于水平方向转动的限位结构，可以在销轴两端加装卡簧来限制轴向窜动，卷制筒身的两端预留了卡簧安装的让位空间，不需要额外加工卡槽，直接选用标准轴用卡簧就能完成轴向固定，装配效率比分体式铰接座高很多。