[發(fā)明專利]一種中空結(jié)構(gòu)的雙臂機器人模塊化關(guān)節(jié)

有效

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• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104400794A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 房立龍;駱敏舟;李濤
• 申請（專利權(quán)）人: 常州先進制造技術(shù)研究所
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)機器人領(lǐng)域，特別是涉及一種中空結(jié)構(gòu)的雙臂機器人模塊化關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)

目前，傳統(tǒng)單臂形式的工業(yè)機器人在我國已經(jīng)取得了較好的發(fā)展和應(yīng)用，已經(jīng)在制造行業(yè)廣泛替代人工進行沖壓、鑄造、焊接、涂裝、碼垛等操作，但在一些需要精密裝配和微細操作的高技術(shù)場合，尤其在工序復(fù)雜，裝配精度要求高，工作效率高的場合，傳統(tǒng)機器人在實際的應(yīng)用中遇到很大的障礙，幾乎很難甚至不可應(yīng)用，成本代價很高。

近年來，國外各大工業(yè)機器人制造商紛紛將目光投向面向制造業(yè)的仿人雙臂工業(yè)機器人，但仍然不能滿足人們對高靈活性和高智能化機器人的要求，且國內(nèi)機器人也具有機械臂關(guān)節(jié)體積大，負載自重比過低，傳動精度低，線纜裸露在關(guān)節(jié)外部，影響關(guān)節(jié)的信號傳輸和關(guān)節(jié)的壽命的缺點，因此，開發(fā)像人一樣具有高度靈活性與智能化水平，可以以雙臂進行協(xié)調(diào)操作的機器人是下一代工業(yè)機器人的發(fā)展方向，研制成功后將會給工業(yè)機器人帶來革命性的改變，對我國工業(yè)和服務(wù)機器人發(fā)展將產(chǎn)生極大的促進作用，不但具有重大的經(jīng)濟價值，而且具有重要的社會價值。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新型高集成度機電一體化中空結(jié)構(gòu)的雙臂機器人模塊化關(guān)節(jié)，它體積小、設(shè)計緊湊、質(zhì)量輕、功耗小，負載自重比大；由于機械臂是冗余自由度的，更加靈活、運動范圍大；它適用于軍事、家庭服務(wù)、排爆、娛樂、在太空中安裝操作，也適用于環(huán)境條件苛刻和要求高的工業(yè)場合。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種中空結(jié)構(gòu)的雙臂機器人模塊化關(guān)節(jié)，其特征在于：包括輸入裝置、輸出裝置和電機；

所述輸入裝置和所述輸出裝置通過主傳動軸連接；

所述輸入裝置由法蘭Ⅰ固定，該輸入裝置包括：中空電機轉(zhuǎn)子、電機定子、轉(zhuǎn)子軸向定位套筒、第三電機軸承、中空抱閘轉(zhuǎn)子、O型密封圈、中心孔走線管、第二電機軸承、軸承壓蓋和諧波減速器波發(fā)生器；

在輸入裝置上，所述電機定子通過法蘭Ⅱ固定在法蘭Ⅰ上，所述法蘭Ⅱ通過螺釘與驅(qū)動器安裝法蘭鏈接，驅(qū)動安裝底蓋與所述驅(qū)動器安裝法蘭鏈接，所述驅(qū)動安裝底蓋與驅(qū)動器固定鏈接，所述驅(qū)動器上焊接PCB板，所述中空電機轉(zhuǎn)子通過螺釘固定在主傳動軸上，所述轉(zhuǎn)子軸向定位套筒通過螺紋軸向擰緊中空電機轉(zhuǎn)子，所述主傳動軸通過第二電機軸承和第三電機軸承與諧波減速器波發(fā)生器固定，所述第二電機軸承與主傳動軸之間通過螺釘連接軸承壓蓋凸臺徑向定位，所述第二電機軸承外圈通過與法蘭Ⅰ固定進行密封，所述第三電機軸承的內(nèi)圈通過主傳動軸的軸肩定位，所述O型密封圈置于主傳動軸凹槽內(nèi)進行密封，所述中空抱閘轉(zhuǎn)子通過螺釘與主傳動軸固定，所述中心孔走線管的外圈套置于主傳動軸中心孔中；

所述輸出裝置包括：關(guān)節(jié)輸出法蘭、第一輸出軸承、安裝法蘭、絕對值編碼器轉(zhuǎn)子、絕對值編碼器處理電路板、密封軸承和諧波減速器鋼輪；

所述絕對值編碼器轉(zhuǎn)子套接在所述安裝法蘭外圈的凸臺上，并通過絕對值編碼器轉(zhuǎn)子端蓋進行緊固，所述絕對值編碼器處理電路板固定在所述外殼上，所述絕對值編碼器轉(zhuǎn)子和絕對值編碼器處理電路板構(gòu)成輸出裝置的位置檢測裝置；

在輸出裝置上，所述諧波減速器波發(fā)生器固定于所述主傳動軸的輸出端；

所述諧波減速器剛輪通過法蘭凸臺部分定位的方式固定在所述法蘭Ⅰ上，所述外殼采用軸肩定位方式與諧波減速器剛輪配合固定，所述安裝法蘭采用軸肩定位方式與諧波減速器柔輪配合固定，關(guān)節(jié)輸出法蘭套接所述第一輸出軸承內(nèi)圈進行軸向定位，所述第一輸出軸承外圈外殼軸肩定位，所述關(guān)節(jié)輸出法蘭采用軸肩定位與安裝法蘭配合固定，使所述外殼、安裝法蘭緊固在諧波減速器柔輪輸出端；所述密封軸承外圈與安裝法蘭內(nèi)部凸臺軸向固定，所述密封軸承套接在套筒外圈，通過套接在所述套筒和密封軸承外圈與所述安裝法蘭內(nèi)圈緊固配合進行密封，所述中心孔走線管外圈套接在套筒內(nèi)圈；

所述諧波減速器柔輪位于諧波減速器剛輪和諧波減速器波發(fā)生器徑向之間，且所述諧波減速器柔輪的輸出端和安裝法蘭固定連接，所述安裝法蘭和關(guān)節(jié)輸出法蘭固定連接；

所述諧波減速器波發(fā)生器、諧波減速器剛輪和諧波減速器柔輪構(gòu)成輸出裝置的諧波減速器單元；

所述中心孔走線管貫穿套筒、諧波減速單元、主傳動軸、中空抱閘轉(zhuǎn)子和抱閘定子，其輸入端固定在法蘭Ⅱ上，其輸出端套接在套筒內(nèi)圈支撐。

所述第二電機軸承的外圈由所述法蘭Ⅰ來定位，使所述法蘭Ⅰ與軸承壓蓋連接對諧波減速器密封。

所述抱閘定子和法蘭Ⅱ之間設(shè)置調(diào)整墊片。

所述主傳動軸和中心孔走線管之間采用動態(tài)O型密封圈置于所述主傳動軸凹槽中。