[發明專利]機器人一體化驅動關節模組

有效

• 申請號: 201911048666.3
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110722595B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 高峰;陳先寶;孫競
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種機器人一體化驅動關節模組，包括：外殼(1)、電機定子(2)、電機轉子(3)、諧波減速機(4)、編碼器(7)、電機組件輸出軸(9)以及電機驅動器(11)；所述電機定子(2)、電機轉子(3)分別與外殼(1)連接；所述諧波減速機(4)安裝在電機定子(2)與電機轉子(3)的內部；所述編碼器(7)安裝在電機轉子(3)與外殼(1)之間；所述電機驅動器(11)安裝在外殼(1)上。本發明采用的諧波減速機完全安裝在電機定子和電機轉子的內部，不僅最大程度的降低了驅動關節模組軸線方向的長度，提高組件的緊湊程度，而且也可以減少連接組件，降低重量。

技術領域

本發明涉及機器人領域，具體地，涉及一種機器人一體化驅動關節模組。

背景技術

伴隨著機器人技術的發展，人機交互越來越重要，對機器人開發設計也提出了新的要求。模塊化、輕量化、柔順力覺成為協作機器人以及其它便攜機器人、移動機器人應用的共同需求。傳統的如專利文獻CN108724244A所公開的一種機器人關節模組，包括：前調磁支架、后調磁支架、調磁銜鐵、電路板、定子鐵芯和集電環；所述前調磁支架套接在所述直軸前端的外周上，所述后調磁支架套接在所述直軸的后段的外周上；所述后調磁支架向前伸出第一環形包繞部，所述前調磁支架向后伸出第二環形包繞部；所述調磁銜鐵的兩端分別插接在所述第一環形包繞部的前端面和所述第二環形包繞部后端面上；所述直軸、前調磁支架、后調磁支架、調磁銜鐵的外側構成半封閉空間；所述半封閉空間內的直軸上套接有電路板、定子鐵芯，所述定子鐵芯繞制有定子線圈；所述后調磁支架的后側的所述直軸上套接所述集電環；所述直軸空心設置，所述直軸上設置有多個過線孔，所述電路板的導線穿過所述過線孔、所述直軸的內空部分分別連接所述集電環和定子線圈。

傳統機器人關節硬件存在如下問題：

1、結構相對較為沉重，體積也較為龐大，功率自重比低。

2、非模塊化設計令機器人在安裝、維護過程中較為繁瑣。

3、傳統機器人關節缺乏力覺感知傳感器；一些通過電機電流感知力覺的方法雖然簡單，但是分辨率低；也有通過雙編碼器感知諧波減速機變形，并通過標定諧波旋轉剛度的方式分辨外部載荷，但這樣的方式也不足以讓機器人具有靈敏感知的效果。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種機器人一體化驅動關節模組。

根據本發明提供的一種機器人一體化驅動關節模組，包括：外殼1、電機定子2、電機轉子3、諧波減速機4、編碼器7、電機組件輸出軸9以及電機驅動器11；

所述電機定子2、電機轉子3分別與外殼1連接；

所述諧波減速機4安裝在電機定子2與電機轉子3的內部；

所述編碼器7安裝在電機轉子3與外殼1之間；

所述電機組件輸出軸9一端安裝在外殼1內，另一端與外部執行機構或負載連接；

所述電機驅動器11安裝在外殼1上。

優選地，機器人一體化驅動關節模組還包括：轉軸連接件5與輸出扭矩傳感器6；

所述諧波減速機4通過轉軸連接件5與輸出扭矩傳感器6連接。

優選地，機器人一體化驅動關節模組還包括：十字交叉軸承10；

所述十字交叉軸承10與諧波減速機4共軸且固定安裝在外殼1上。

優選地，所述諧波減速機4包括：鋼輪41、柔輪42以及波發生器43；

所述柔輪42與轉軸連接件5連接，并且穿過所述十字交叉軸承10內圈；

所述鋼輪41與外殼1緊固連接；

所述波發生器43與電機轉子3緊固連接。