[發明專利]一體化旋轉關節和確定一體化旋轉關節零位的方法

有效

• 申請號: 201210251461.7
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102744731A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 黃遠燦;李健;李方興;冉崇建;李國棟
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 桑傳標;董彬

1.一種一體化旋轉關節，該一體化旋轉關節包括殼體（10）、設置在該殼體（10）內的關節主體（20）、關節輸出軸（26）和控制器（30），所述關節主體（20）包括電機（21）和與該電機（21）相連的減速器（22），該減速器（22）的減速器輸出軸與所述關節輸出軸（26）相連，所述電機（21）與所述控制器（30）電連接，其特征在于，所述關節主體（20）還包括力矩傳遞傳感裝置（23），該力矩傳遞傳感裝置（23）連接在所述減速器（22）和所述關節輸出軸（26）之間，以將所述減速器（22）輸出的力矩傳遞給所述關節輸出軸（26）并測量該關節輸出軸（26）輸出的力矩。

2.根據權利要求1所述的一體化旋轉關節，其特征在于，所述力矩傳遞傳感裝置（23）包括彈性模塊單元（24）和彈性形變測量單元（25），所述彈性模塊單元（24）包括輸入件（24a）、輸出塊（24b）和連接所述輸入件（24a）和所述輸出塊（24b）的彈簧（24c），所述減速器（22）與所述輸入件（24a）相連，所述輸出塊（24b）與所述彈性形變測量單元（25）連接，且所述輸出塊（24b）與所述關節輸出軸（26）連接。

3.根據權利要求2所述的一體化旋轉關節，其特征在于，所述輸入件（24a）包括底壁和環繞該底壁設置的側壁，所述減速器輸出軸與所述底壁相連，所述彈簧（24c）設置在所述側壁上，以使所述輸出塊（24b）位于所述側壁和所述底壁圍成的空間內。

4.根據權利要求3所述的一體化旋轉關節，其特征在于，所述輸入件（24a）的側壁上設置有多個連接塊（24d），該多個連接塊（24d）沿所述輸入件（24a）的周向均勻分布，所述輸出塊（24b）包括多個輸出輻（24e），該多個輸出輻沿所述輸入件（24a）的周向均勻分布，且每個所述輸出輻（24e）位于兩個相鄰的所述連接塊（24d）之間，所述彈簧（24c）連接相鄰的所述連接塊（24d）和所述輸出輻（24e）。

5.根據權利要求3所述的一體化旋轉關節，其特征在于，所述減速器（22）為諧波減速器，該諧波減速器包括杯形柔輪（22a），該杯形柔輪（22a）固定在所述減速器輸出軸上，該減速器輸出軸與所述輸入件（24a）的所述底壁相連。

6.根據權利要求5所述的一體化旋轉關節，其特征在于，所述輸入件（24a）的所述底壁上設置有第一通孔，所述輸出塊（24b）的中部設置有與所述第一通孔同軸的第二通孔，所述減速器輸出軸穿過所述第一通孔，并通過軸承支撐在所述第二通孔中。

7.根據權利要求2至6中任意一項所述的一體化旋轉關節，其特征在于，所述彈性形變測量單元（25）為增量式編碼器，該彈性形變測量單元（25）包括第一基座（25a）、第一碼盤（25c）、第一電路板（25b）和設置在該第一電路板（25b）上的第一發射器（25d），所述第一碼盤（25c）設置在所述第一基座（25a）內部，所述第一基座（25a）與所述輸出塊（24b）相連，所述第一碼盤（25c）與所述減速器輸出軸相連，且所述第一電路板（25b）與所述控制器（30）電連接，且所述第一發射器（25d）設置在所述第一基座（25a）上，且與所述第一碼盤（25c）上Z脈沖信號的位置相鄰。

8.根據權利要求7所述的一體化旋轉關節，其特征在于，該一體化旋轉關節還包括與所述減速器輸出軸連接的減速器角度測量單元（27），該減速器角度測量單元（27）與所述控制器（30）電連接。

9.根據權利要求8所述的一體化旋轉關節，其特征在于，所述減速器角度測量單元（27）為增量式編碼器，該減速器角度測量單元（27）包括第二基座、第二碼盤、第二電路板和設置在該第二電路板上的第二發射器，所述第二碼盤設置在所述第二基座內部，且該第二基座與所述殼體（10）相連，所述第二碼盤與所述減速器輸出軸相連，所述第二發射器設置在所述第二基座上。

10.根據權利要求9所述的一體化旋轉關節，其特征在于，所述電機（21）為無框無刷電機，所述電機（21）的中心軸（21a）內形成有沿該中心軸（21a）延伸的第一中心孔，所述減速器輸出軸的一部分穿過所述第一中心孔延伸至所述殼體（10）外部，所述減速器角度測量單元（27）設置在所述減速器輸出軸位于所述殼體（10）外部的部分上。