[發明專利]一種具有單編碼器的協作機器人關節

在審

• 申請號: 202011265328.8
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112454419A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 胡明偉;孫宏偉;鄒金欣;李萌萌;趙昀;何家健;王晶晶;楊迎霞
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一六研究所;江蘇杰瑞科技集團有限責任公司
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱炳斐

1.一種具有單編碼器的協作機器人關節，其特征在于，該關節包括無框直驅力矩電機(7)、驅動器(11)和固定于某一基座上的輸入法蘭(6)，所述無框直驅力矩電機(7)包括無框直驅力矩電機定子(7-1)和無框直驅力矩電機轉子(7-2)，其中無框直驅力矩電機轉子(7-2)安裝在轉子安裝軸(22)上，該安裝軸通過第一深溝球軸承(21)和第二深溝球軸承(23)安裝在輸入法蘭(6)上，無框直驅力矩電機定子(7-1)安裝在輸入法蘭(6)上；

所述轉子安裝軸(22)的輸出端即電機的輸出端依次連接諧波減速器(24)和力矩傳感器(2)，力矩傳感器(2)的外圈連接轉接法蘭(1)的內圈，轉接法蘭(1)的外圈連接輸出法蘭(3)；所述輸入法蘭(6)和輸出法蘭(3)之間設置十字交叉滾珠軸承(4)，且該軸承的內圈安裝在輸入法蘭(6)上，外圈安裝在輸出法蘭(3)上；驅動器(11)驅動無框直驅力矩電機(7)進行旋轉運動，進而帶動諧波減速器(24)、力矩傳感器(2)、轉接法蘭(1)、輸出法蘭(3)相對于輸入法蘭(6)進行轉動；

所述轉子安裝軸(22)的輸入端即電機的輸入端連接對電機進行制動的制動器(15)，以及反饋電機位置的多圈絕對值編碼器(19)；

所述驅動器(11)上設置驅動器擴展板(12)，用于為所述力矩傳感器(2)、無框直驅力矩電機(7)、制動器(15)、多圈絕對值編碼器(19)、驅動器(11)提供穩壓直流電源，還用于擴展驅動器(11)的針腳。

2.根據權利要求1所述的具有單編碼器的協作機器人關節，其特征在于，所述輸入法蘭(6)上還設有軸承壓蓋(8)，該壓蓋與輸入法蘭(6)、第一深溝球軸承(21)、第二深溝球軸承(23)一起支撐轉子安裝軸(22)。

3.根據權利要求2所述的具有單編碼器的協作機器人關節，其特征在于，所述諧波減速器(24)包括諧波減速器鋼輪(24-1)、諧波減速器波發生器(24-2)、諧波減速器柔輪(24-3)，其中諧波減速器鋼輪(24-1)安裝在輸入法蘭(6)上，諧波減速器波發生器(24-2)與轉子安裝軸(22)相連接，諧波減速器柔輪(24-3)與力矩傳感器(2)相連接。

4.根據權利要求3所述的具有單編碼器的協作機器人關節，其特征在于，所述輸出法蘭(3)的外圈設有軸環壓環(5)，十字交叉滾珠軸承(4)的外圈由輸出法蘭(3)和該軸環壓環(5)固定，內圈由諧波減速器鋼輪(24-1)和輸入法蘭(6)固定。

5.根據權利要求4所述的具有單編碼器的協作機器人關節，其特征在于，所述制動器(15)包括制動器銜鐵(15-1)、制動器摩擦片(15-2)，其中制動器銜鐵(15-1)通過制動器安裝座(9)安裝在軸承壓蓋(8)上，制動器摩擦片(15-2)通過摩擦片安裝座(20)安裝在轉子安裝軸(22)上，該摩擦片能隨轉子安裝軸(22)轉動，通過與制動器銜鐵(15-1)吸合或摩擦進行制動。

6.根據權利要求5所述的具有單編碼器的協作機器人關節，其特征在于，所述多圈絕對值編碼器(19)包括編碼器讀頭(19-1)、編碼器碼盤(19-2)，其中編碼器讀頭(19-1)安裝在編碼器安裝座(16)上，該編碼器安裝座(16)固定在制動器安裝座(9)上，編碼器碼盤(19-2)安裝在摩擦片安裝座(20)上；所述編碼器安裝座(16)具有電磁屏蔽功能。

7.根據權利要求6所述的具有單編碼器的協作機器人關節，其特征在于，所述編碼器讀頭(19-1)通過編碼器安裝螺柱(17)和編碼器安裝螺釘(18)安裝在編碼器安裝座(16)上。

8.根據權利要求7所述的具有單編碼器的協作機器人關節，其特征在于，所述驅動器(11)通過驅動器安裝座(10)安裝在制動器安裝座(9)上。

9.根據權利要求8所述的具有單編碼器的協作機器人關節，其特征在于，所述制動器安裝座(9)上設置用于放置各種信號線和電源線的穿線管(14)，該穿線管(14)的入口處設有橡膠圈(13)。

10.根據權利要求1所述的具有單編碼器的協作機器人關節，其特征在于，所述輸入法蘭(6)上設有第一限位塊(25)、第二限位塊(26)，與所述軸環壓環(5)上的凸起形成機械限位，限定相對于輸入法蘭(6)的轉動角度。