[發(fā)明專利]模塊化關(guān)節(jié)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810812460.2
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108858276B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單新平;單晨
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州新劍機器人技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 胡美強;曾鶯華

本發(fā)明公開了一種模塊化關(guān)節(jié)，其包括設(shè)有凹槽的輸出端齒輪，凹槽沿輸出端齒輪的軸向凹陷；模塊化關(guān)節(jié)還包括金屬復(fù)合彈性件，金屬復(fù)合彈性件嵌設(shè)于凹槽中，且金屬復(fù)合彈性件的中心軸線與輸出端齒輪的中心軸線重合，金屬復(fù)合彈性件包括：金屬框架，金屬框架的一端與中空輸出軸固定連接，金屬框架的另一端沿輸出端齒輪的徑向向外延伸，且抵靠于凹槽的內(nèi)表面；及彈性單元，彈性單元填充于金屬框架內(nèi)，且與輸出端齒輪的凹槽的內(nèi)表面固定連接。本發(fā)明的模塊化關(guān)節(jié)通過設(shè)置金屬復(fù)合彈性件，降低了模塊化關(guān)節(jié)的剛性，使得模塊化關(guān)節(jié)具有本質(zhì)柔順性，增加了模塊化關(guān)節(jié)的安全性，同時能夠提供機械振動保護，減少了齒輪的磨損和出現(xiàn)故障的概率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模塊化關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)

隨著智能制造和新興服務(wù)行業(yè)應(yīng)用的爆發(fā)式增長，安全正成為機器人和自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計要求。由于力柔順控制的模塊化關(guān)節(jié)具有本質(zhì)柔順和力傳感特性，其組裝而成的機器人被認為可以滿足安全性要求。為實現(xiàn)模塊化關(guān)節(jié)的力柔順控制，通常在關(guān)節(jié)中加入橡膠彈簧或金屬彈簧，但是橡膠彈簧存在遲滯性、非線性和易老化等缺陷，而金屬彈簧存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜和難加工等缺陷。并且，目前已有的模塊化關(guān)節(jié)還存在自重高、體積大、集成度低、精度低和可替換性差等問題，限制了其在機器人市場的應(yīng)用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)為實現(xiàn)模塊化關(guān)節(jié)的力柔順控制，通常在模塊化關(guān)節(jié)中加入橡膠彈簧或金屬彈簧，但是橡膠彈簧存在遲滯性、非線性和易老化的缺陷，而金屬彈簧存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜和難加工的缺陷，提供一種模塊化關(guān)節(jié)。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：

一種模塊化關(guān)節(jié)，所述模塊化關(guān)節(jié)包括輸出端齒輪，其特點在于，所述輸出端齒輪的一端面設(shè)有凹槽，所述凹槽沿所述輸出端齒輪的軸向凹陷；所述模塊化關(guān)節(jié)還包括金屬復(fù)合彈性件，所述金屬復(fù)合彈性件嵌設(shè)于所述凹槽中，且所述金屬復(fù)合彈性件的中心軸線與所述輸出端齒輪的中心軸線重合，所述金屬復(fù)合彈性件包括：

金屬框架，所述金屬框架的一端與中空輸出軸固定連接，所述金屬框架的另一端沿所述輸出端齒輪的徑向向外延伸，且抵靠于所述凹槽的內(nèi)表面；及

彈性單元，所述彈性單元填充于所述金屬框架內(nèi)，且與所述輸出端齒輪的凹槽的內(nèi)表面固定連接。

在本技術(shù)方案中，通過設(shè)置金屬復(fù)合彈性件，降低了模塊化關(guān)節(jié)的剛性，使得模塊化關(guān)節(jié)具有本質(zhì)柔順性，增加了模塊化關(guān)節(jié)的安全性，同時能夠提供機械振動保護，減少了齒輪的磨損和出現(xiàn)故障的概率；與現(xiàn)有技術(shù)中的橡膠彈簧相比，金屬復(fù)合彈性件質(zhì)量更輕；與橡膠彈簧相比，金屬復(fù)合彈性件具有更好的力學(xué)性能，也能一定程度上克服由于橡膠老化使得關(guān)節(jié)精度下降的缺陷。同時，通過將金屬復(fù)合彈性件設(shè)置于輸出端齒輪的凹槽中，使得模塊化關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)更加的緊湊。

較佳地，所述金屬框架沿所述金屬框架的徑向由內(nèi)至外依次包括底座和框架主體，所述底座與所述框架主體固定連接，所述底座通過固定件與所述中空輸出軸固定連接，所述彈性單元填充于所述框架主體內(nèi)。

較佳地，所述框架主體為渦輪狀結(jié)構(gòu)，所述框架主體包括多個金屬彈片，多個所述金屬彈片均沿所述底座的徑向設(shè)置，且沿所述底座的周向等距間隔分布。

較佳地，所述框架主體為六邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)。

較佳地，所述凹槽的內(nèi)表面涂覆有粘合涂層，所述粘合涂層用于粘合所述彈性單元與所述輸出端齒輪。

在本技術(shù)方案中，通過在凹槽的內(nèi)表面涂覆粘合涂層，使所述彈性單元與所述輸出端齒輪粘合在一起，固定地更為牢固。