[發(fā)明專利]雙關(guān)節(jié)模塊

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611244369.2
• 申請(qǐng)日: 2014-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN106625749A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德魯·A·戈登伯格;布倫特·貝利;馬修·格利尼弗斯基;何曉佳;楊毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 工程服務(wù)公司
• 主分類號(hào): B25J17/00
• 分類號(hào): B25J17/00
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11204
• 代理人: 王達(dá)佐,王艷春

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及機(jī)器人關(guān)節(jié)，并且具體涉及雙關(guān)節(jié)模塊或二自由度機(jī)器人關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)

機(jī)器人臂中使用的機(jī)器人關(guān)節(jié)是眾所周知的。然而，在某些應(yīng)用場(chǎng)合，在對(duì)關(guān)節(jié)和臂的規(guī)范中引入了一般應(yīng)用中所沒有的限制。例如，在空間和星球上的應(yīng)用以及在移動(dòng)機(jī)器人上的應(yīng)用有效負(fù)荷與臂的重量比率是非常重要的。同樣，尺寸限制在制造業(yè)和移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用中可以是非常重要的。任何現(xiàn)代機(jī)器人的設(shè)計(jì)都需要考慮：低重量、高負(fù)載、長范圍、運(yùn)動(dòng)靈活性、高精確度和可重復(fù)性、以及低成本。

然而大部分上述要求可通過將兩個(gè)關(guān)節(jié)組合在單個(gè)模塊中來解決，該單個(gè)模塊優(yōu)于分開的第一關(guān)節(jié)和第二關(guān)節(jié)。組合雙關(guān)節(jié)模塊可提供緊湊尺寸、低重量、高負(fù)載、以及高精確度和可重復(fù)性方面的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

雙關(guān)節(jié)模塊包括模塊殼體、第一關(guān)節(jié)和第二關(guān)節(jié)。模塊殼體具有結(jié)構(gòu)支承部分。第一關(guān)節(jié)具有第一馬達(dá)和第一馬達(dá)軸線以及第一關(guān)節(jié)軸線。第二關(guān)節(jié)具有第二馬達(dá)和第二馬達(dá)軸線以及第二關(guān)節(jié)軸線。第二關(guān)節(jié)軸線與第一關(guān)節(jié)軸線成角度。第一關(guān)節(jié)附接至結(jié)構(gòu)支承部分，并且第二關(guān)節(jié)附接至結(jié)構(gòu)支承部分。

第一關(guān)節(jié)可以是俯仰關(guān)節(jié)。第二關(guān)節(jié)可以是滾動(dòng)關(guān)節(jié)和偏轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中的一個(gè)。第二關(guān)節(jié)可以是棱柱關(guān)節(jié)。

第二馬達(dá)可以垂直于第二關(guān)節(jié)軸線。第一馬達(dá)軸線和第一軸線可以平行。

每個(gè)關(guān)節(jié)可以包括可操作地連接至各自馬達(dá)的減速機(jī)和傳動(dòng)器。傳動(dòng)器可以是諧波傳動(dòng)器。每個(gè)馬達(dá)可包括絕對(duì)編碼器和增量編碼器。每個(gè)馬達(dá)可以能夠測(cè)量速度和電流。雙關(guān)節(jié)模塊可以包括扭矩傳感器。雙關(guān)節(jié)模塊的每個(gè)關(guān)節(jié)都可以是低功率、高扭矩關(guān)節(jié)。

第一馬達(dá)和第二馬達(dá)中的一個(gè)馬達(dá)可包括成角度的齒輪傳動(dòng)裝置，使得第二關(guān)節(jié)軸線與第一關(guān)節(jié)軸線成角度。第一關(guān)節(jié)軸線可與第二關(guān)節(jié)軸線正交或與第二關(guān)節(jié)軸線成直角。直角齒輪傳動(dòng)裝置可以是蝸輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪中的一個(gè)

模塊殼體可以充當(dāng)電磁屏蔽。模塊殼體可以包括模塊殼體箱，并且每個(gè)馬達(dá)都可以在模塊殼體箱外部。模塊殼體可包括馬達(dá)殼體。

第一關(guān)節(jié)和第二關(guān)節(jié)可以配置成可反轉(zhuǎn)。

每個(gè)馬達(dá)都可以可操作地連接至在模塊殼體內(nèi)部的電纜。第一關(guān)節(jié)和第二關(guān)節(jié)中的一個(gè)可具有殼體的主動(dòng)端和從動(dòng)端，而第一關(guān)節(jié)和第二關(guān)節(jié)中的另一個(gè)可具有中空中心軸，并且電纜可穿過一個(gè)關(guān)節(jié)的殼體的從動(dòng)端以及另一關(guān)節(jié)的中空中心軸。

雙關(guān)節(jié)模塊包括模塊殼體、第一關(guān)節(jié)和第二關(guān)節(jié)。第一關(guān)節(jié)具有從動(dòng)端和主動(dòng)端，并且具有第一馬達(dá)。第二關(guān)節(jié)具有中空中心軸和離軸傳動(dòng)器，并且具有第二馬達(dá)。內(nèi)部布線穿過第一關(guān)節(jié)的從動(dòng)端，并穿過第二關(guān)節(jié)的中空中心軸。

每個(gè)關(guān)節(jié)都可包括電子設(shè)備，并且電子設(shè)備能夠串聯(lián)連接，而且電纜可操作地連接至電子設(shè)備且可操作地連接至馬達(dá)。

第一馬達(dá)和減速機(jī)可以是組合式的馬達(dá)和減速機(jī)。諧波傳動(dòng)器可以在組合式馬達(dá)和減速機(jī)的內(nèi)部。

進(jìn)一步的特征將在下面詳細(xì)描述的過程中進(jìn)行描述或變得顯而易見。

附圖說明

先將僅通過示例的方式，參照附圖描述實(shí)施方式，在附圖中：

圖1是雙關(guān)節(jié)模塊的實(shí)施方式的立體圖，該雙關(guān)節(jié)模塊可用作腕關(guān)節(jié)；

圖2是圖1的雙關(guān)節(jié)模塊的分解圖；

圖3是圖1的雙關(guān)節(jié)模塊沿3-3線截取的剖視圖；

圖4是圖1的雙關(guān)節(jié)模塊沿4-4線截取的剖視圖；

圖5是雙關(guān)節(jié)模塊的替代實(shí)施方式的立體圖，該雙關(guān)節(jié)模塊可用作肘關(guān)節(jié)；

圖6是雙關(guān)節(jié)模塊的替代實(shí)施方式的立體圖，該雙關(guān)節(jié)模塊可用作肩關(guān)節(jié)；

圖7是雙關(guān)節(jié)模塊的替代實(shí)施方式的立體圖，該雙關(guān)節(jié)模塊類似于圖6中所示的模塊，但還包括叉式連接器；

圖8是包括圖1、圖5和圖7中所示二自由度關(guān)節(jié)的臂組件的立體圖；

圖9是雙關(guān)節(jié)模塊的替代實(shí)施方式的立體圖；

圖10是圖9的雙關(guān)節(jié)模塊的俯視圖；

圖11是圖9的雙關(guān)節(jié)模塊的側(cè)視圖；

圖12是圖9的雙關(guān)節(jié)模塊的主視圖；

圖13是圖9的雙關(guān)節(jié)模塊的分解圖；

圖14是圖9的雙關(guān)節(jié)模塊的剖視圖；

圖15是包括滾動(dòng)關(guān)節(jié)和棱柱關(guān)節(jié)的雙關(guān)節(jié)模塊的分解圖；

圖16是包括圖9和圖15的雙關(guān)節(jié)模塊的臂的立體圖；以及

圖17是圖16的臂的立體分解圖。

具體實(shí)施方式