[實(shí)用新型]一種機(jī)械臂的關(guān)節(jié)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420857812.3
• 申請(qǐng)日: 2014-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204604352U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊慶華;林高宏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江琦星電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25J17/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J17/00
• 代理公司: 臺(tái)州市方圓專(zhuān)利事務(wù)所 33107
• 代理人: 蔡正保

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種機(jī)械臂，尤其涉及一種機(jī)械臂的關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)

機(jī)器人技術(shù)是近十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合技術(shù)，它集中了機(jī)械工程、自動(dòng)控制以及人工智能等多種技術(shù)的最新研究成果，體現(xiàn)了光電一體化的最新成就，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一。機(jī)械臂是目前在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域中得到最廣泛實(shí)際應(yīng)用的自動(dòng)化機(jī)械裝置，在生產(chǎn)生活中具有極其重要的作用，在實(shí)踐應(yīng)用中，很多的工業(yè)流程環(huán)節(jié)都需要機(jī)械臂進(jìn)行組裝和提取作業(yè)。機(jī)械臂能夠接受指令，精確地定位到三維(或二維)空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，能過(guò)極大地提高勞動(dòng)效率。

機(jī)械臂關(guān)節(jié)是機(jī)械臂構(gòu)成的核心部件，關(guān)節(jié)的整體結(jié)構(gòu)、負(fù)載能力及感知能力直接影響著機(jī)械臂整體的作業(yè)水平。目前常見(jiàn)的機(jī)械臂關(guān)節(jié)普遍采用電機(jī)、諧波減速器、關(guān)節(jié)輸出軸直接串聯(lián)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上機(jī)械臂關(guān)節(jié)普遍存在重量大、負(fù)載能力低、體積大、集成度低、感知能力差等問(wèn)題，限制了機(jī)械臂性能的進(jìn)一步提升。

如中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種具有失電制動(dòng)與多種感知功能的機(jī)械臂模塊化關(guān)節(jié)，該機(jī)械臂模塊化關(guān)節(jié)包括機(jī)械系統(tǒng)、關(guān)節(jié)電氣系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)及失電制動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械及關(guān)節(jié)電氣系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)和失電制動(dòng)器集成一體，該機(jī)械臂模塊化關(guān)節(jié)利用內(nèi)置的增量式磁編碼器檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)電機(jī)定子的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置，并利用絕對(duì)式編碼器檢測(cè)關(guān)節(jié)輸出端相對(duì)關(guān)節(jié)固定端的絕對(duì)位置，通過(guò)增量式磁編碼器與絕對(duì)式編碼器的融合，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)位置的檢測(cè)。另外，該機(jī)械臂模塊化關(guān)節(jié)還利用失電制動(dòng)器在停機(jī)時(shí)進(jìn)行抱死制動(dòng)。盡管該機(jī)械臂模塊化關(guān)節(jié)提高了感知能力，但是由于絕對(duì)式編碼器及失電制動(dòng)器都是另外增加的結(jié)構(gòu)，因此導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械臂關(guān)節(jié)的體積較大。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提出了一種能夠有效減小體積的機(jī)械臂的關(guān)節(jié)。

本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種機(jī)械臂的關(guān)節(jié)，包括外殼以及集成于外殼內(nèi)的電機(jī)與諧波減速器，所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的內(nèi)端與諧波減速器的輸入端相連接，所述的諧波減速器的輸出端連接有輸出軸，其特征在于，所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)軸呈中空狀，所述的輸出軸的內(nèi)端與諧波減速器的輸出端相固定且輸出軸的外端穿過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的外端，所述的電機(jī)轉(zhuǎn)軸的外端固定有電機(jī)光柵，所述的輸出軸外端固定有輸出軸光柵，所述的外殼內(nèi)固定有編碼器，所述的輸出軸光柵及電機(jī)光柵分別位于編碼器的上下側(cè)，且編碼器的上下側(cè)分別設(shè)有與上述輸出軸光柵及電機(jī)光柵配合的光電開(kāi)關(guān)。

本機(jī)械臂的關(guān)節(jié)中的電機(jī)轉(zhuǎn)軸做成中空狀，將輸出軸穿過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，這樣可以縮短電機(jī)轉(zhuǎn)軸與輸出軸之間的相對(duì)長(zhǎng)度。電機(jī)光柵固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上用于檢測(cè)電機(jī)位置，輸出軸光柵固定在輸出軸上用于檢測(cè)輸出軸的相對(duì)位置，由于輸出軸端部穿出電機(jī)轉(zhuǎn)軸端部，因此將輸出軸光柵固定于輸出軸的端部，縮短了輸出軸光柵與電機(jī)光柵之間的相對(duì)位置，然后在一個(gè)編碼器上設(shè)置兩個(gè)光電開(kāi)關(guān)，達(dá)到了同一個(gè)編碼器分別對(duì)輸出軸光柵及電機(jī)轉(zhuǎn)軸光柵進(jìn)行控制的目的，從而很好地縮小了整個(gè)外殼的體積。

在上述的機(jī)械臂的關(guān)節(jié)中，所述的電機(jī)位于外殼的中部，所述的諧波減速器位于外殼的一端，所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)軸伸入諧波減速器內(nèi)，且轉(zhuǎn)軸伸入諧波減速器內(nèi)的部分與諧波減速器之間設(shè)置有軸承，所述的輸出軸的內(nèi)端一體成型有法蘭盤(pán)，所述的輸出軸與諧波減速器的輸出端通過(guò)穿過(guò)法蘭盤(pán)并穿入諧波減速器內(nèi)的緊固件相固定，所述的輸出軸自諧波減速器的輸出端穿入電機(jī)的轉(zhuǎn)軸且輸出軸的外端自電機(jī)的轉(zhuǎn)軸外端伸出。

電機(jī)的轉(zhuǎn)軸伸入諧波減速器內(nèi)，并利用軸承對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行定位，這樣電機(jī)的轉(zhuǎn)軸便同時(shí)作為諧波減速器的輸入端使用，這樣的方式可以進(jìn)一步縮短長(zhǎng)度，減小體積，同時(shí)輸出軸通過(guò)穿過(guò)法蘭盤(pán)并穿入諧波減速器內(nèi)的緊固件與諧波減速器相固定，然后輸出軸從諧波減速器的輸出端穿入到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了輸出軸與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸之間連接長(zhǎng)度的縮短。

在上述的機(jī)械臂的關(guān)節(jié)中，所述的輸出軸的外端固定有呈筒狀的連接套，所述的連接套的外端具有呈環(huán)形凸起的定位部，所述的定位部的外側(cè)具有環(huán)形凸出的定位面，所述的輸出軸光柵呈環(huán)形，所述的輸出軸光柵套在定位部上并通過(guò)緊固件固定于定位面上。

輸出軸的大部分位于電機(jī)轉(zhuǎn)軸內(nèi)，為了能夠更加方便地將輸出軸光柵固定在輸出軸的端部，因此在輸出軸的端部連接一個(gè)連接套，利用連接套來(lái)固定輸出軸光柵。而盡管增加了連接套，但由于大部分輸出軸是穿設(shè)在電機(jī)轉(zhuǎn)軸內(nèi)，因此增加了連接套后的長(zhǎng)度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)中的長(zhǎng)度，