[發明專利]一種模塊化的電動執行器

在審

• 申請號: 201611197065.5
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106584443A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 葉磊;戴軍;王宏軍;林睿;厲茂海
• 申請（專利權）人: 蘇州元謀智能機器人系統有限公司
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J15/00;B25J19/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 馮瑞

技術領域

本發明涉及一種機器人末端使用的執行器，尤其涉及一種模塊化的電動執行器。

背景技術

科技水平的日新月異，推動著傳統的手工作業模式逐漸向工業自動化模式過渡。當代社會，在各行各業里，具備不同職能的工業機器人屢見不鮮。它們通過執行預先規劃好的操作指令，執行一些比如搬運、上下料、焊接、噴涂、裝配等任務，憑借其所具有的操作靈活性和定位的準確性，在某些領域里已經基本能夠取代人工完成一些生產制造的作業任務。機器人在工業領域的大量投入使用，節省了人工勞動力和成本，同時也極大程度上地提高了工廠的實際生產效率。

在工業機器人方面，多自由度機械臂較為常見，常用的機械臂以4軸、6軸和7軸居多。在實際作業時，需要在機械臂的末端法蘭盤上安裝具有不同功能的執行器(又稱機械手)，通過兩者的配合操作以完成特定的作業任務。

目前，機器人末端執行器主要以電動執行器和氣動執行器兩種為主。電動執行器通常采用直流電機(有刷、無刷)、步進電機等作為驅動元件，氣動執行器采用氣壓推進的方式。電動執行器采用了電機驅動的方式，通常會通過一些中間傳動機構如帶傳動、齒輪傳動、螺旋傳動等，將合適的扭矩和速度傳遞給手爪，結構上稍微復雜，有一定的功率損失，且價格較高，但是機構性能穩定，工作壽命長，環境適應能力強。氣動執行器結構相對簡單，能耗低，響應速度快，成本低廉，但是定位精度、穩定性以及環境適應能力不如電動執行器。此外，由于氣動執行器需要氣源，需要定期維護，而且工作時噪音較大，因而在某些對噪音有嚴格限制的場合也常常受限。因此，在對工作穩定性以及環境適應性要求較高的場合通常會優先采用電動執行器。

盡管電動執行器相比于氣動執行器在性能方面表現出了諸多的優點，但是目前大多的電動執行器，在工作可靠性、安全性方面，仍然存在著一定的隱患，亟待改善。經文獻檢索，公開日為2016年07月27日，公開號為CN205394576U的一種零間隙導向結構及電動夾爪，它提出通過利用電機輸出軸上的齒輪驅動與交叉導軌內滑道固定連接的齒條，進而將電機的旋轉運動轉換為與交叉導軌內滑道固連的夾爪的直線運動。其傳動方式簡單合理，傳動精度也比較高，但是其結構本身不具備自鎖功能，即當系統掉電時，如果夾爪正處于夾持工件的狀態，會因系統失電而喪失夾緊力。由于夾緊力不能自保持，導致工件從夾爪中松脫，在操作現場容易引發進一步的安全事故問題。

此外，對于現今市場上的大多電動執行器，其集成度都欠低，需要為其添加外部控制系統才能正常使用。在應用層次上，對于某些特殊場合，電動執行器也存在著一定的局限性。比如在現代電子半導體生產制造領域，通常會對工廠的潔凈度、噪音有嚴格的要求。由于大多電動執行器中的中間傳動機構，比如齒輪齒條傳動，工作前的潤滑措施必不可少，在電動執行器出廠以及后期維護時均需要定期定量地補給潤滑油或潤滑脂，長期工作難免會因潤滑油泄露而存在著污染工廠環境的隱患。此外，中間機構在實際運轉時，也在所難免會產生一定的噪音。

有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種模塊化的電動執行器，使其更具有產業上的利用價值。

發明內容

為了提高電動執行器的可靠性、安全性以及使用上的方便性，消除內部潤滑介質泄露而污染環境的隱患，并有效降低機構運轉時產生的噪音影響，以便電動執行器將來能夠更好地投入現代化工廠使用，本發明提供了一種模塊化的電動執行器，該電動執行器體積小、結構緊湊、集成度高、工作噪音小、免維護；而且具備自鎖保持功能，定位精度較高，可以妥善解決目前市場中電動執行器所存在的一些弊端問題。

本發明的模塊化的電動執行器，包括

-殼體，所述殼體內設有長度小于殼體長度的橫梁，橫梁與殼體頂部之間的空間為上槽、與殼體底部之間的空間為下槽；

-直線導軌機構，包括設置在所述殼體頂部上的導軌、兩沿所述導軌滑動的滑塊；

-兩夾爪，分別與兩所述滑塊連接；

-兩滑塊連接件，設置在所述上槽內，分別與兩所述滑塊連接；

-螺桿螺母機構，設置在所述上槽內，包括具有正旋螺紋和反旋螺紋的螺桿、分別與正旋螺紋和反旋螺紋螺接的T形正旋螺母和T形反旋螺母，T形正旋螺母和T形反旋螺母分別嵌套在兩滑塊連接件中并形成緊配合，所述滑塊連接件連接有將T形正旋螺母或T形反旋螺母緊壓在其內的壓板，所述螺桿與T形正旋螺母及T形反旋螺母均為單線梯形螺牙；

-驅動單元，設置在所述下槽內，包括電機、對電機的轉速和角位移信息進行實時反饋的編碼器、與電機輸出端連接的減速器；