[發(fā)明專利]一種協(xié)作機(jī)器人的關(guān)節(jié)模組

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010670398.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN111791261A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鵬;張慧明;張振興;胡群飛;吳俊峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)昆山創(chuàng)新中心
• 主分類號(hào): B25J17/00
• 分類號(hào): B25J17/00
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 王會(huì)

本發(fā)明公開了一種協(xié)作機(jī)器人的關(guān)節(jié)模組，諧波減速器左端由柔輪和交叉滾子軸承通過轉(zhuǎn)接盤與外殼連接，諧波減速器右端與輸出軸連接，輸出軸與電機(jī)軸軸向定位，柔輪和剛輪與交叉滾子軸承連接，剛輪與輸出軸連接，柔性軸承套在凸輪上，凸輪與電機(jī)軸一體化，凸輪和柔性軸承構(gòu)成波發(fā)生器，柔輪嵌套在波發(fā)生器上。本發(fā)明提供的協(xié)作機(jī)器人的關(guān)節(jié)模組，根據(jù)電機(jī)的尺寸誤差調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)接盤尺寸，當(dāng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使柔輪只發(fā)生變形，剛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力傳遞給輸出軸，通過轉(zhuǎn)接盤將外殼與輸出模塊隔離，縮小輸出模塊的空間占比，縮小其體積，與其他負(fù)載軸向連接，增加傳遞扭矩，適用于物流行業(yè)、太空研究、醫(yī)療、激光等精密行業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于協(xié)作機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種協(xié)作機(jī)器人的關(guān)節(jié)模組。

背景技術(shù)

近年來，協(xié)作機(jī)器人發(fā)展迅猛，但關(guān)節(jié)模塊的高集成度決定著協(xié)作機(jī)器人的本體體積，以及對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的適應(yīng)能力。關(guān)節(jié)模塊中集成了減速機(jī)、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、編碼器、控制器等。如何提高制造工藝，保證精度、力矩、功率的前提下，盡可能縮小關(guān)節(jié)模塊的體積是一個(gè)很大的瓶頸。

現(xiàn)有的協(xié)作機(jī)器人既要滿足其負(fù)載剛度的要求，又要減小其體積，因此急需設(shè)計(jì)一種高度集成化關(guān)節(jié)模組，實(shí)現(xiàn)在滿足協(xié)作機(jī)器人的剛度條下，縮小關(guān)節(jié)模組的體積。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種協(xié)作機(jī)器人的關(guān)節(jié)模組。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種協(xié)作機(jī)器人的關(guān)節(jié)模組，包括協(xié)作機(jī)器人控制模塊、轉(zhuǎn)接盤、輸出軸、電機(jī)、電機(jī)軸和諧波減速器，所述協(xié)作機(jī)器人控制模塊的控制器與電機(jī)連接，諧波減速器包括柔輪、交叉滾子軸承、剛輪和波發(fā)生器，諧波減速器左端由柔輪和交叉滾子軸承通過轉(zhuǎn)接盤與外殼連接，諧波減速器右端與輸出軸連接，輸出軸與電機(jī)的電機(jī)軸軸向定位且同心，柔輪和剛輪右端面分別與交叉滾子軸承連接，剛輪通過螺釘與輸出軸螺紋連接，凸輪和柔性軸承構(gòu)成波發(fā)生器，柔性軸承套在凸輪上，產(chǎn)生變形，凸輪與電機(jī)軸成一體化，剛輪與交叉滾子軸承軸肩定位，電機(jī)軸與柔性軸承軸肩定位，柔輪右端內(nèi)壁嵌套在波發(fā)生器上，柔輪與柔性軸承接觸，柔輪的外齒圈與剛輪的內(nèi)齒圈相嚙合，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)，柔輪發(fā)生變形且不轉(zhuǎn)動(dòng)，柔輪變形促使剛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力傳遞給輸出軸。

進(jìn)一步的，所述外殼通過螺釘與轉(zhuǎn)接盤和諧波減速器螺紋連接，外殼只起固定配合作用，縮小輸出裝置的空間占比，從而保證整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)緊湊性，外殼右端面通過止口與轉(zhuǎn)接盤左端軸肩定位，轉(zhuǎn)接盤右端軸肩與柔輪左端止口定位連接，柔輪的右端面與交叉滾子軸承上端連接，剛輪的右端面與交叉滾子軸承的下端軸肩定位，通過螺釘將轉(zhuǎn)接盤、柔輪、交叉滾子軸承和外殼螺紋連接。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)接盤的右端面凹槽中有密封圈密封，交叉滾子軸承的左端面凹槽中有密封圈密封。

進(jìn)一步的，所述交叉滾子軸承右側(cè)固定有套筒，防護(hù)套可拆卸式嵌入在套筒內(nèi)，防護(hù)套采用彈性材料制成。

進(jìn)一步的，所述輸出軸為中空結(jié)構(gòu)，便于關(guān)節(jié)模組的電源線，信號(hào)線等走線，輸出軸通過軸承與電機(jī)軸軸向定位裝配，確保輸出軸與電機(jī)軸的同心度。

進(jìn)一步的，所述輸出軸右端面沿圓周方向由外至內(nèi)依次分布若干個(gè)第一通孔和第二通孔，第一通孔呈葫蘆狀，輸出軸通過第二通孔與剛輪和交叉滾子軸承螺紋連接，輸出軸通過第一通孔連接其他負(fù)載傳遞動(dòng)力，增加傳遞扭矩。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)軸為中空結(jié)構(gòu)，凸輪在電機(jī)軸上直接加工而成，通過電機(jī)軸右端的第二段軸肩將柔性軸承定位。

進(jìn)一步的，所述凸輪呈橢圓形，柔性軸承套在凸輪上并產(chǎn)生橢圓形變形。

進(jìn)一步的，還包括電機(jī)，電機(jī)定子通過軸肩定位及密封膠與外殼固定，電機(jī)轉(zhuǎn)子通過軸肩定位及密封膠與電機(jī)軸固定，電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)將動(dòng)力依次傳遞至波發(fā)生器和輸出軸。