[實用新型]具有力感知功能的協(xié)作機器人關節(jié)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721686680.2
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN207534828U
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設計）人: 王洪光;潘新安;胡明偉;田勇;劉愛華;姜勇;景鳳仁;凌烈;孫鵬;宋屹峰;孔繁旭
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本實用新型屬于機器人技術領域，特別涉及一種具有力感知功能的協(xié)作機器人關節(jié)。包括輸出法蘭、力矩傳感器、諧波減速器、無框直驅(qū)力矩電機、輸入法蘭及穿線管，其中諧波減速器和無框直驅(qū)力矩電機容置于由輸出法蘭和輸入法蘭形成的腔體內(nèi)，輸出法蘭和輸入法蘭可相對轉(zhuǎn)動，諧波減速器和無框直驅(qū)力矩電機均套設于穿線管上，無框直驅(qū)力矩電機的輸出端通過諧波減速器與穿線管連接，穿線管通過力矩傳感器與輸出法蘭連接。本實用新型具有力感知功能，由其組成的協(xié)作機器人能夠在半結(jié)構環(huán)境下與人協(xié)同作業(yè)，該協(xié)作機器人關節(jié)具有高精度力感知功能、結(jié)構緊湊、剛度高、可擴展性好的優(yōu)點。

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域，特別涉及一種具有力感知功能的協(xié)作機器人關節(jié)。

背景技術

傳統(tǒng)的工業(yè)機器人適應結(jié)構化生產(chǎn)環(huán)境、大批量的制造模式，已經(jīng)在汽車、電子電氣、橡膠及塑料等行業(yè)得到了廣泛的應用。近年來，隨著市場需求向用戶定制、多品種、中小批量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，對機器人的應用需求也發(fā)生了變化，要求機器人能夠適用柔性的作業(yè)任務、半結(jié)構化的工作環(huán)境等。

近年來，協(xié)作機器人日益受到人們的重視，已經(jīng)有多家機器人制造商開發(fā)出這種可以與人協(xié)同工作，更加安全且靈活的新型機器人，這種機器人已應用于精密裝配、包裝、打磨、檢測及機床上下料等生產(chǎn)制造領域。協(xié)作機器人具有輕質(zhì)、大負載自重比、靈活易用、安全性高、能夠與人協(xié)同作業(yè)等特點。此項技術不僅有益于提高大型企業(yè)的生產(chǎn)效率，也為中小型企業(yè)提高自動化作業(yè)水平提供了技術支撐。

目前，協(xié)作機器人關節(jié)實現(xiàn)力感知功能的方法主要分為兩種，基于電機電流強度檢測的力感知以及基于傳感器的力感知。前者存在檢測精度差、不精確的缺點，后者由于引入了力矩傳感器、編碼器等元器件對機器人剛度性能的提高造成了困難。

所以如何在引入傳感器的同時保證機器人關節(jié)甚至是機器人的剛度，提高結(jié)構緊湊性，是本技術領域人員亟待解決的問題。

實用新型內(nèi)容

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種具有力感知功能的協(xié)作機器人關節(jié)，該裝置具有力感知功能，由其組成的協(xié)作機器人能夠在半結(jié)構環(huán)境下與人協(xié)同作業(yè)，該協(xié)作機器人關節(jié)具有高精度力感知功能、結(jié)構緊湊、剛度高、可擴展性的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種具有力感知功能的協(xié)作機器人關節(jié)，包括輸出法蘭、力矩傳感器、諧波減速器、無框直驅(qū)力矩電機、輸入法蘭及穿線管，其中諧波減速器和無框直驅(qū)力矩電機容置于由輸出法蘭和輸入法蘭形成的腔體內(nèi)，所述輸出法蘭和所述輸入法蘭可相對轉(zhuǎn)動，所述諧波減速器和無框直驅(qū)力矩電機均套設于穿線管上，所述無框直驅(qū)力矩電機的輸出端通過諧波減速器與所述穿線管連接，所述穿線管通過力矩傳感器與所述輸出法蘭連接。

所述無框直驅(qū)力矩電機包括無框直驅(qū)力矩電機定子、無框直驅(qū)力矩電機轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子安裝軸，其中無框直驅(qū)力矩電機定子與所述輸入法蘭固定連接，所述無框直驅(qū)力矩電機轉(zhuǎn)子套裝在所述轉(zhuǎn)子安裝軸上，所述轉(zhuǎn)子安裝軸的輸出端與所述諧波減速器連接。

所述諧波減速器包括諧波減速器柔輪、諧波減速器波發(fā)生器及諧波減速器鋼輪，其中諧波減速器波發(fā)生器與所述轉(zhuǎn)子安裝軸連接，所述諧波減速器鋼輪與輸入法蘭連接，所述諧波減速器柔輪與所述穿線管連接。

所述轉(zhuǎn)子安裝軸的輸入端設有制動器，所述制動器包括制動器安裝座、制動器摩擦片及制動器銜鐵，其中制動器安裝座與所述輸入法蘭連接，所述制動器銜鐵安裝在制動器安裝座上，所述制動器摩擦片與所述轉(zhuǎn)子安裝軸連接。

所述轉(zhuǎn)子安裝軸的輸入端還設有絕對值編碼器和增量式編碼器。

所述絕對值編碼器包括絕對值編碼器安裝座、絕對值編碼器轉(zhuǎn)子和絕對值編碼器定子，其中絕對值編碼器轉(zhuǎn)子安裝于所述穿線管上，所述絕對值編碼器定子通過絕對值編碼器安裝座安裝于所述制動器安裝座上。