[實(shí)用新型]多自由度中空協(xié)作機(jī)械臂采用的關(guān)節(jié)模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721614288.7
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN207448506U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖聚亮;張秋隆;洪鷹;王國棟;張智濤;劉宏業(yè);段文斌
• 申請（專利權(quán)）人: 天津揚(yáng)天科技有限公司
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗英

本實(shí)用新型公開了一種多自由度中空協(xié)作機(jī)械臂采用的關(guān)節(jié)模塊,包括外殼，外殼頂部安裝端蓋，外殼內(nèi)上部固定金屬支架，金屬支架固定有套筒，套筒頂面固定電磁鐵端蓋，電磁鐵端蓋固定電磁鐵。制動軸上部設(shè)置在電磁鐵下面的套筒內(nèi)，下部固定制動體，套筒和制動體之間的制動軸套有彈簧，制動體底壁和外殼內(nèi)腔底壁附著摩擦材料。減速器固定在外殼底部，其波發(fā)生器上固定有減速器帶輪和剎車片，伺服電機(jī)滑塊機(jī)構(gòu)可在金屬支架上滑動，依靠螺釘固定，伺服電機(jī)軸上固定有帶輪，減速器帶輪和伺服電機(jī)帶輪通過同步齒形帶相連；外殼側(cè)壁上設(shè)置一凸臺，開有階梯孔，階梯孔軸線與減速器軸線共面并相互垂直。采用本關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)緊湊，自重小，安裝維護(hù)簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可自由構(gòu)建的多自由度中空協(xié)作機(jī)械臂采用的關(guān)節(jié)模塊。

背景技術(shù)

目前，協(xié)作機(jī)械臂在各行業(yè)不斷普及。隨著人們對機(jī)械臂的能力要求以及工作場合的要求越來越高，協(xié)作機(jī)械臂的模塊化、輕量化要求也逐步提高。現(xiàn)有協(xié)作機(jī)械臂往往較為笨重，人機(jī)協(xié)同程度低，組裝、操作都受到極大影響。而小型化設(shè)計后，機(jī)械臂的負(fù)載能力大幅下降，如何提高輕量化協(xié)作機(jī)械臂的負(fù)載/自重比，提高結(jié)構(gòu)緊湊性成為急需解決的問題。另外，現(xiàn)有機(jī)械臂關(guān)節(jié)多采用失電制動器，發(fā)熱量大，在封閉的關(guān)節(jié)模塊中難以將熱量傳導(dǎo)至外空間，極大影響關(guān)節(jié)模塊性能與壽命。

申請?zhí)枮?00710072717.7的中國專利公開了“空間機(jī)械臂模塊化關(guān)節(jié)”，該關(guān)節(jié)包含驅(qū)動裝置、行星減速器、轉(zhuǎn)接法蘭盤等結(jié)構(gòu)。驅(qū)動裝置包含直流無刷電機(jī)、摩擦式反向制動器等結(jié)構(gòu)。整體外殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用雙外殼結(jié)構(gòu)，且雖有多種安裝方式，但模塊化程度低，自重較大，結(jié)構(gòu)緊湊程度低。

申請?zhí)枮?01110333688.1的中國專利公開了“多自由度機(jī)械臂模塊化關(guān)節(jié)”，該關(guān)節(jié)包含兩個以上的串聯(lián)模塊。關(guān)節(jié)一包含動力輸入軸并設(shè)有第一諧波減速器以及第一離合器；關(guān)節(jié)二包含與關(guān)節(jié)一動力輸入軸相連的傳動軸，該傳動軸固連于第一離合器，第二離合器和分動的傳動軸相連，且分別和第二諧波減速器相連。所闡述的模塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且有部分結(jié)構(gòu)和線纜等裸露在外，整體自重較大，連接方式只有一種，可重構(gòu)性差，構(gòu)建的協(xié)作機(jī)械臂工作范圍小，缺乏制動，不能實(shí)現(xiàn)精確控制。

申請?zhí)枮?01210131083.9的中國專利公開了“具有失電制動與多種感知功能的機(jī)械臂模塊”，該模塊采用力矩傳感器、絕對式光電編碼器、增強(qiáng)式磁編碼器、霍爾傳感器等多傳感器系統(tǒng)，失電制動器旋轉(zhuǎn)摩擦片連接在電機(jī)軸上。整體結(jié)構(gòu)模塊化程度高，但裝配困難，難以批量生產(chǎn)；且外部走線，可靠性差，防塵性差。

申請?zhí)枮?01410393610.2的中國專利公開了“中空串聯(lián)機(jī)械臂用模塊化關(guān)節(jié)”，該關(guān)節(jié)采用失電制動器、直流電機(jī)、整體式減速器結(jié)構(gòu)。整體采用三組帶輪，結(jié)構(gòu)重量大，緊湊程度低。制動裝置發(fā)熱量大，整體結(jié)構(gòu)封閉，不利于熱量向外傳導(dǎo)，影響使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種多自由度中空協(xié)作機(jī)械臂采用的關(guān)節(jié)模塊，本模塊采用碟剎制動方式，可以更好的構(gòu)建協(xié)作機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)更高的負(fù)載/自重比，更好的運(yùn)動性能和精度。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

多自由度中空協(xié)作機(jī)械臂采用的關(guān)節(jié)模塊，包括外殼，在所述的外殼頂部安裝有端蓋，在所述的外殼內(nèi)上部固定有金屬支架，在所述的金屬支架上分別開有軸線沿豎直方向設(shè)置的套筒安裝孔、電機(jī)長孔以及安裝有導(dǎo)線護(hù)套的中心穿線孔，所述的導(dǎo)線護(hù)套為耐磨非金屬材質(zhì)，伺服電機(jī)通過電機(jī)長孔固定在所述的金屬支架的頂面上，在所述的金屬支架的底壁上開有凹槽并且在所述的凹槽內(nèi)設(shè)置有滑塊，所述的滑塊與電機(jī)外殼通過穿過支架長孔的連接螺釘固定相連，兩個拉緊螺釘沿水平方向穿過外殼和金屬支架連接在滑塊上；