[發明專利]模塊化關節

有效

• 申請號: 201810812460.2
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108858276B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 單新平;單晨
• 申請（專利權）人: 杭州新劍機器人技術股份有限公司
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 胡美強;曾鶯華

本發明公開了一種模塊化關節，其包括設有凹槽的輸出端齒輪，凹槽沿輸出端齒輪的軸向凹陷；模塊化關節還包括金屬復合彈性件，金屬復合彈性件嵌設于凹槽中，且金屬復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，且抵靠于凹槽的內表面；及彈性單元，彈性單元填充于金屬框架內，且與輸出端齒輪的凹槽的內表面固定連接。本發明的模塊化關節通過設置金屬復合彈性件，降低了模塊化關節的剛性，使得模塊化關節具有本質柔順性，增加了模塊化關節的安全性，同時能夠提供機械振動保護，減少了齒輪的磨損和出現故障的概率。

技術領域

本發明涉及一種模塊化關節。

背景技術

隨著智能制造和新興服務行業應用的爆發式增長，安全正成為機器人和自動化系統的關鍵設計要求。由于力柔順控制的模塊化關節具有本質柔順和力傳感特性，其組裝而成的機器人被認為可以滿足安全性要求。為實現模塊化關節的力柔順控制，通常在關節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，而金屬彈簧存在結構復雜和難加工等缺陷。并且，目前已有的模塊化關節還存在自重高、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用和推廣。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術為實現模塊化關節的力柔順控制，通常在模塊化關節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，而金屬彈簧存在結構復雜和難加工的缺陷，提供一種模塊化關節。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

一種模塊化關節，所述模塊化關節包括輸出端齒輪，其特點在于，所述輸出端齒輪的一端面設有凹槽，所述凹槽沿所述輸出端齒輪的軸向凹陷；所述模塊化關節還包括金屬復合彈性件，所述金屬復合彈性件嵌設于所述凹槽中，且所述金屬復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表面；及

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

在本技術方案中，通過設置金屬復合彈性件，降低了模塊化關節的剛性，使得模塊化關節具有本質柔順性，增加了模塊化關節的安全性，同時能夠提供機械振動保護，減少了齒輪的磨損和出現故障的概率；與現有技術中的橡膠彈簧相比，金屬復合彈性件質量更輕；與橡膠彈簧相比，金屬復合彈性件具有更好的力學性能，也能一定程度上克服由于橡膠老化使得關節精度下降的缺陷。同時，通過將金屬復合彈性件設置于輸出端齒輪的凹槽中，使得模塊化關節結構更加的緊湊。

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。

較佳地，所述框架主體為渦輪狀結構，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構。

較佳地，所述凹槽的內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。

在本技術方案中，通過在凹槽的內表面涂覆粘合涂層，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。