[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于加工機(jī)器人的一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111312139.6
• 申請(qǐng)日: 2021-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113894836A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬;楊策;郭琢;徐萌萌;韓艷翔;石照耀
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B25J17/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J17/00;B25J11/00;B25J19/00
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮

本發(fā)明提供了一種用于加工機(jī)器人的一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)，其包括：外部軸系和內(nèi)部軸系，外部軸系包括主動(dòng)關(guān)節(jié)、從動(dòng)關(guān)節(jié)、固定法蘭、輸出法蘭及抱閘，內(nèi)部軸系包括交叉滾子軸承、無(wú)框電機(jī)、編碼器、減速器輸入軸、RV減速器、光柵、減速器輸出軸、扭矩傳感器，無(wú)框電機(jī)包括無(wú)框電機(jī)定子、無(wú)框電機(jī)轉(zhuǎn)子、電機(jī)軸。本發(fā)明采用非模塊集成化的一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)配置，采用將驅(qū)動(dòng)器、電源、控制器等電氣設(shè)備外置于機(jī)器人關(guān)節(jié)的方法，簡(jiǎn)化了機(jī)器人關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)難度，減小機(jī)器人關(guān)節(jié)的體積和重量，可提高加工機(jī)器人的加工精度、延長(zhǎng)使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計(jì)一種用于加工機(jī)器人的一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)，它可以用于加工制造，針對(duì)不同工件提供良好的加工精度和效率，屬于加工制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，機(jī)械加工領(lǐng)域中開(kāi)始采用工業(yè)機(jī)器人代替人工完成產(chǎn)品的加工制造過(guò)程，工業(yè)機(jī)器人憑借其靈活性高、操作空間大、可配置性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了各種復(fù)雜工件的精確加工，成為了機(jī)械、自動(dòng)化領(lǐng)域的重要研究對(duì)象。機(jī)器人關(guān)節(jié)是機(jī)器人的重要組成部分，為機(jī)械臂提供方向、速度、力矩等重要執(zhí)行參數(shù)，是評(píng)價(jià)機(jī)器人性能的主要參考對(duì)象。

目前，大多數(shù)機(jī)器人關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)采用模塊化的集成設(shè)計(jì)方法，將驅(qū)動(dòng)器、控制器、電源、等電氣相關(guān)元件全部集成在機(jī)器人關(guān)節(jié)內(nèi)部，這種機(jī)器人關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)方法存在幾點(diǎn)缺陷：

(1)與通常的協(xié)作機(jī)器人不同，加工機(jī)器人需要長(zhǎng)期在大負(fù)載條件下工作，將電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)器和控制器完全集成集體化的方法并不適用，會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人關(guān)節(jié)體積和重量大，影響影響機(jī)器人關(guān)節(jié)的體積設(shè)計(jì)，適用性差；

(2)采用集成的方式會(huì)引入更多的加工和安裝誤差，影響加工機(jī)器人的加工精度，并且安裝難度大；

(3)縮短加工機(jī)器人的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

(1)目的

本發(fā)明的目的在于提供一種用于加工機(jī)器人的一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)，為加工機(jī)器人提供動(dòng)力和自由度，進(jìn)行力學(xué)和加工研究；具有體積小、重量輕、可配置性強(qiáng)、集成度高的優(yōu)點(diǎn)。

(2)技術(shù)方案

本發(fā)明一種用于加工機(jī)器人的一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)，它包括了外部軸系組件和內(nèi)部軸系組件；它們相互之間的關(guān)系是：內(nèi)部軸系組件通過(guò)螺釘固定在外部軸系組件內(nèi)部；

所述的外部軸系組件包括主動(dòng)關(guān)節(jié)(4)、從動(dòng)關(guān)節(jié)(1)、固定法蘭(3)、輸出法蘭(2)以及抱閘(5)；它們相互之間的關(guān)系是：主動(dòng)關(guān)節(jié)(4)和從動(dòng)關(guān)節(jié)(1)通過(guò)固定法蘭(3)和輸出法蘭(2)連接，抱閘(5)通過(guò)螺栓與主動(dòng)關(guān)節(jié)(4)連接；

該主動(dòng)關(guān)節(jié)(4)的形狀構(gòu)造是：圓柱型外殼，內(nèi)部空腔用于放置內(nèi)部軸系組件；本發(fā)明采用輕量式設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)機(jī)器人關(guān)節(jié)中電源、驅(qū)動(dòng)器、控制器等電氣元件放置于關(guān)節(jié)外部，對(duì)于該主動(dòng)關(guān)節(jié)(4)內(nèi)部空腔用于放置內(nèi)部軸系組件的計(jì)有抱閘(5)、無(wú)框電機(jī)定子(7)、無(wú)框電機(jī)轉(zhuǎn)子(9)、編碼器(10)扭矩傳感器(15)、電源總閘的走線(xiàn)空間等；

該從動(dòng)關(guān)節(jié)(1)的形狀構(gòu)造是：圓柱型外殼，內(nèi)部空腔用于放置內(nèi)部軸系組件；該從動(dòng)關(guān)節(jié)(1)的內(nèi)部空腔用于放置內(nèi)部軸系組件的計(jì)有抱閘(5)、無(wú)框電機(jī)定子(7)、無(wú)框電機(jī)轉(zhuǎn)子(9)、編碼器(10)扭矩傳感器(15)、電源總閘的走線(xiàn)空間等；

該輸出法蘭(2)與固定法蘭(3)的形狀構(gòu)造是，選用現(xiàn)有產(chǎn)品；型號(hào)為：中國(guó)錦洋不銹鋼有限公司DN125；

該抱閘(5)的型狀構(gòu)造是，選用現(xiàn)有產(chǎn)品；型號(hào)為：中國(guó)北京海博華科技有限公司CZ-5；