[發(fā)明專利]輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510426909.8
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN105313134A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊躒;陳宏偉;張偉;范亮亮;楊曉麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中科新松有限公司
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J19/00
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，屬于機器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前中國已成為全球工業(yè)機器人的重要市場，并且機器人在傳統(tǒng)汽車、消費電子領(lǐng)域以外正逐步向半導體(3C)、服務、醫(yī)療等行業(yè)領(lǐng)域不斷拓展，成為行業(yè)新的增長點。新的行業(yè)領(lǐng)域?qū)C器人重量、自重負載比、體積、傳動精度等方面要求提升的同時，在人機協(xié)同合作領(lǐng)域也產(chǎn)生了新的需求。因此開發(fā)一款面向人機協(xié)同方向且具有大自重負載比、小體積、高傳動精度的輕量型機械臂具有廣闊的市場應用前景。

申請?zhí)枮?01310397792.6的專利文獻“一種中空式智能模塊化關(guān)節(jié)”、申請?zhí)枮?01210112070.7的專利文獻“具有力反饋控制的彈性驅(qū)動模塊化關(guān)節(jié)”、申請?zhí)枮樯暾執(zhí)枮?01410594998.2的專利文獻“一種中空結(jié)構(gòu)的雙臂機器人模塊化關(guān)節(jié)”，均具有質(zhì)量輕、傳動精度高、體積小的優(yōu)點，但其關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)過于復雜，在關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)層面存在一定程度的過定位情況，對零部件尺寸公差要求過高，不利于批量生產(chǎn)。

另外，現(xiàn)有的機器人關(guān)節(jié)由于對輸出軸的位置判斷不精確，導致對關(guān)節(jié)控制的精度不高，并且斷電后也無法立即開始工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，以解決上述問題。

本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，其特征在于，包括：中空電機，具有：中空電機轉(zhuǎn)子，中空電機定子，以及中空電機軸；減速器；高速電機軸承；模塊化關(guān)機輸出軸，與減速器相連，向外輸出動力；第一編碼器，安裝在模塊化關(guān)節(jié)輸出軸外側(cè)，用于檢測模塊化關(guān)節(jié)輸出軸位置；以及，第二編碼器，與中空電機軸相連接，用于檢測中空電機轉(zhuǎn)子位置；中空電機轉(zhuǎn)子固定在中空電機軸上，中空電機轉(zhuǎn)子的兩端分別與減速器和高速電機軸承相連接。

另外，本發(fā)明的輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，其特征在于，減速器為諧波減速器，具有：諧波減速器柔輪，以及與該諧波減速器柔輪相連接的諧波減速器鋼輪和波發(fā)生器。

另外，本發(fā)明的輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，其特征在于,第一編碼器，為絕對式編碼器。

另外，本發(fā)明的輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，其特征在于,第二編碼器，為光電編碼器。

另外，本發(fā)明的輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，其特征在于,還包括：中空走線管；中空束線器，與中空走線管共軸心，安裝在輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)末端。

另外，本發(fā)明的的輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，還可以具有這樣的特征：其中，高速電機軸承還具有軸承調(diào)整墊片和高速電機軸承卡簧，軸承調(diào)整墊片用于調(diào)整高速電機軸承的軸向游隙，電機軸承卡簧用于進行軸向固定。

另外，本發(fā)明的輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，其特征在于，還具有：霍爾傳感器，固定在中空電機定子末端。

發(fā)明的有益效果

本發(fā)明輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，具有中空走線功能，其結(jié)構(gòu)簡單可靠，具有較大的自重負載比及傳動精度，且方便拆卸更換。

本發(fā)明輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單、可靠，利于大批量生產(chǎn)；

本發(fā)明輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，在低速端通過中空走線管實現(xiàn)中空走線方式，避免機械臂運動過程中對電纜摩擦及產(chǎn)生折線、繞線等風險，且利于減小機械臂整體外形尺寸；

本發(fā)明輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)，采用絕對式編碼器，掉電后可以保存關(guān)節(jié)輸出端的位置信息，使機械臂恢復上電后可以繼續(xù)工作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)的半剖圖；

圖3是本發(fā)明的輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)的剖面圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實施方式：

如圖1、2、3所示，輕量型機械臂模塊化關(guān)節(jié)包括：驅(qū)動總成、關(guān)節(jié)總成、電氣總成，

驅(qū)動總成包括中空電機轉(zhuǎn)子3、中空電機定子4、中空電機軸5、高速電機軸承6、中空抱閘定子7、中空抱閘轉(zhuǎn)子8、中空抱閘轉(zhuǎn)子安裝法蘭9、高速電機軸承卡簧11、諧波減速器的波發(fā)生器12，諧波減速器柔輪26。

關(guān)節(jié)總成包括模塊化關(guān)節(jié)安裝法蘭1、模塊化關(guān)節(jié)輸出軸2、諧波減速器鋼輪13、十字交叉滾子軸承16、中空抱閘安裝法蘭19、中空走線管20、中空束線器21、中空束線器安裝法蘭22。

電氣總成包括霍爾傳感器17、光電編碼器23、光電編碼器安裝座18、絕對式編碼器15、絕對式編碼器安裝法蘭24、絕對式編碼器安裝墊片25、絕對式編碼器安裝卡簧14。