[發(fā)明專利]機(jī)器人及其集成關(guān)節(jié)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980064069.1
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN112888536B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海雷;趙明國;賀小玉;董浩;熊友軍
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市優(yōu)必選科技股份有限公司
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02;B25J9/12;B25J9/10
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 袁哲

一種機(jī)器人及其集成關(guān)節(jié)，屬于類人形服務(wù)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。該機(jī)器人集成關(guān)節(jié)將電機(jī)組件、諧波減速器、輸出軸、電機(jī)端編碼器、輸出端編碼器與電機(jī)驅(qū)動器集成一體。電機(jī)組件提供動力，電機(jī)軸高速轉(zhuǎn)動，并將動力傳遞至諧波減速器。諧波減速器的波發(fā)生器帶動柔輪柔性變形，柔輪與剛輪嚙合傳動，并且剛輪固定在電機(jī)框，柔輪低速轉(zhuǎn)動，柔輪帶動輸出軸轉(zhuǎn)動以輸出動力。輸出軸通過第一軸承支承在軸承支撐結(jié)構(gòu)上。電機(jī)端編碼器用于檢測電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角，輸出端編碼器用于檢測輸出軸的轉(zhuǎn)角，并通過電機(jī)驅(qū)動器來驅(qū)動電機(jī)軸轉(zhuǎn)動以輸出預(yù)定位移、速度與力矩。該機(jī)器人集成關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，快速裝配制造，電氣連接方便，重量較小，成本較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于類人形服務(wù)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及機(jī)器人及其集成關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)

機(jī)器人關(guān)節(jié)是機(jī)器人的重要組成部分，其性能的好壞直接影響機(jī)器人的性能。傳統(tǒng)的機(jī)器人關(guān)節(jié)采用成品電機(jī)、減速機(jī)、編碼器和驅(qū)動器等成熟器件來設(shè)計，在設(shè)計過程中往往遇到因器件過多而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)布局復(fù)雜、結(jié)構(gòu)件設(shè)計復(fù)雜重量大、電氣器件接線安裝復(fù)雜、成本較高、整機(jī)調(diào)試?yán)щy等問題。這些問題嚴(yán)重制約著機(jī)器人產(chǎn)品的快速迭代。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例的目的在于提供一種機(jī)器人集成關(guān)節(jié)及機(jī)器人，以解決現(xiàn)有機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)布局復(fù)雜、結(jié)構(gòu)件設(shè)計復(fù)雜重量大、不易實施的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例采用的技術(shù)方案是：

第一方面，提供一種機(jī)器人集成關(guān)節(jié)，包括：

電機(jī)組件，其包括電機(jī)框及轉(zhuǎn)動安裝于所述電機(jī)框上的電機(jī)軸；

諧波減速器，其包括由所述電機(jī)軸驅(qū)動的波發(fā)生器、由所述波發(fā)生器驅(qū)動變形的柔輪，以及固定于所述電機(jī)框上且與所述柔輪相嚙合的剛輪；

輸出軸，其同軸安裝于所述柔輪上；

軸承支撐結(jié)構(gòu)，其安裝于所述電機(jī)框上；

第一軸承，其支承所述輸出軸在所述軸承支撐結(jié)構(gòu)；

電機(jī)端編碼器，其用于檢測所述電機(jī)軸的轉(zhuǎn)角；

輸出端編碼器，其用于檢測所述輸出軸的轉(zhuǎn)角；以及

電機(jī)驅(qū)動器，其與所述電機(jī)端編碼器、所述輸出端編碼器電連接。

在一個實施例中，所述輸出軸具有沿軸向延伸的第一貫通孔，所述電機(jī)軸具有沿軸向延伸的第二貫通孔，所述輸出軸連接有同軸設(shè)置的中空軸，所述中空軸穿過所述第二貫通孔設(shè)置。

在一個實施例中，所述電機(jī)軸的一端部安裝有轉(zhuǎn)接法蘭，所述轉(zhuǎn)接法蘭具有沿所述中空軸的軸向延伸的過孔，所述中空軸穿過所述過孔，所述波發(fā)生器安裝于所述轉(zhuǎn)接法蘭上。

在一個實施例中，所述電機(jī)軸與所述中空軸之間設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。

在一個實施例中，所述密封結(jié)構(gòu)包括安裝于所述中空軸的外表面上的第一密封圈和/或第二軸承；在所述密封結(jié)構(gòu)包括所述第一密封圈與所述第二軸承時，所述第一密封圈與所述第二軸承沿所述中空軸的軸向間隔設(shè)置。

在一個實施例中，所述軸承支撐結(jié)構(gòu)包括固定于所述電機(jī)框的軸承座、安裝于所述軸承座上的外圈壓板、安裝于所述輸出軸上的內(nèi)圈壓板，所述外圈壓板抵設(shè)于所述第一軸承的外圈，所述內(nèi)圈壓板抵設(shè)于所述第一軸承的內(nèi)圈，所述外圈壓板與所述內(nèi)圈壓板之間設(shè)置有第二密封圈。

在一個實施例中，所述電機(jī)組件還包括固定于所述電機(jī)框的定子，固定于所述電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)子、安裝于所述電機(jī)框的一端的蓋體、支承所述電機(jī)軸在所述電機(jī)框上的第三軸承，以及支承所述電機(jī)軸在所述蓋體上的第四軸承，所述電機(jī)軸穿過所述蓋體設(shè)置。

在一個實施例中，所述電機(jī)端編碼器安裝于所述電機(jī)軸穿出所述蓋體的部分；所述輸出端編碼器安裝于所述中空軸穿出所述蓋體的部分，所述輸出端編碼器與所述電機(jī)端編碼器間隔設(shè)置。