一种空间仿人机器人手臂关节制造技术

本发明专利技术公开了一种空间仿人机器人手臂关节，包括关节驱动组件、关节传动组件和关节电气组件；关节驱动组件包括：锁紧螺母（11）、制动器转动盘（12）、制动器永磁体（13）、轴承压盖（14）、电机壳体（15）、轴承挡圈（16）、第一轴承（17）、传动轴（18）、电机转子（19）、电机定子（110）、第二轴承（111）、第一测角元件转子（112）、调整套筒（113）、电机卡片（114）、测角元件读书头（115）、第一连接键（116）、第二连接键（117）、压紧垫片（118）和轴套（119）。

【技术实现步骤摘要】
一种空间仿人机器人手臂关节
本专利技术涉及空间机器人机械臂
，特别涉及一种空间仿人机器人手臂关节。
技术介绍
空间仿人机器人的核心部件是驱动关节，它是机器人手臂完成运动规划、末端定位和力控制的基础。我国载人航天、载人登月工程规划了大量的空间任务，有些仅靠宇航员难以独立完成，为了提高空间操作水平，扩大活动空间和工作空间，减轻航天员工作负担，降低出舱风险，需要机器人宇航员自主或者辅助航天员完成诸多空间操作任务。我国的空间仿人机器人的研究仍距世界领先水平有一定差距，在空间机器人关节方面，主要对空间大型机械臂的关节开展了样机研制和在轨试验，对于空间仿人机器人手臂关节研究较少。现有空间机械臂由于关节体积质量较大、耗能大、定位精度不高、不易在轨更换而导致的不适于在仿人机器人上使用。因此，需要设计一种适合于空间仿人机器人应用的模块化关节，以满足空间操作任务精细化、复杂化且多样化的要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供了一种空间仿人机器人手臂关节。本专利技术通过以下技术方案实现：一种空间仿人机器人手臂关节，包括关节驱动组件以及分别设置在关节驱动组件两端的关节传动组件、关节电气组件；关节驱动组件包括：锁紧螺母(11)、制动器转动盘(12)、制动器永磁体(13)、轴承压盖(14)、电机壳体(15)、轴承挡圈(16)、第一轴承(17)、传动轴(18)、电机转子(19)、电机定子(110)、第二轴承(111)、第一测角元件转子(112)、调整套筒(113)、电机卡片(114)、测角元件读书头(115)、第一连接键(116)、第二连接键(117)、压紧垫片(118)和轴套(119)；传动轴(18)上从左到右套装有电机壳体(15)、制动器永磁体(13)，传动轴(18)与电机壳体(15)之间设有第一轴承(17)，电机壳体(15)上固定安装有轴承挡圈(16)，轴承挡圈(16)用于封装第一轴承(17)，电机转子(19)设置在电机壳体(15)内，且电机转子(19)与轴套(119)固连，通过第二连接键(117)固定安装在传动轴(18)上，电机定子(110)设置在电机壳体(15)内，并通过压紧垫片(114)与电机壳体(15)保持周向定位，电机定子(110)套装在电机转子(19)的外部，传动轴(18)与轴承压盖(14)之间设有第二轴承(111)，第二轴承(111)通过轴套(119)与轴承压盖(14)完成轴向定位，轴承压盖(14)与电机壳体(15)固定连接，并与电机壳体(15)共同限定电机定子(110)的轴向位置，调整套筒(113)套装在传动轴(18)上，制动器转动盘(12)通过第一连接键(116)固定安装在传动轴(18)上，且制动器转动盘(12)位于调整套筒(113)的右端，调整套筒(113)可调整制动器转动盘(12)的轴向安装位置，制动器转动盘(12)通过锁紧螺母(11)、第一连接键(116)固定安装在传动轴(18)上，制动器永磁体(13)套装在制动器转动盘(12)的外部，并固定在轴承压盖(14)上，第一测角元件转子(112)设置在调整套筒(113)和轴套(119)之间，并固定在轴套(119)上，测角元件读数头(115)通过压紧垫片(118)固定在轴承压盖(14)上。较佳的，关节传动组件包括力矩传感器(21)、第二测角元件定子(22)、第二测角元件转子(23)、减速器法兰(24)、输出轴(25)、连接法兰(26)、测角元件压环(27)、关节内壳(28)、关节外壳(29)、第三轴承(210)、轴承端盖(211)、轴承压圈(212)、空心轴(213)、谐波减速器钢轮(214)、谐波减速器波发生器(215)和谐波减速器柔轮(216)；关节内壳(28)设置在关节外壳(29)内，关节内壳(29)通过谐波减速器钢轮(214)与电机壳体(15)固连，电机壳体(15)与关节外壳(29)之间安装有第三轴承(210)，轴承端盖(211)固连在关节外壳(29)上，轴承压圈(212)固定在电机壳体(15)上，与轴承端盖(211)共同限定了第三轴承(210)的轴向位置，空心轴(213)设置在传动轴(18)内，传动轴(18)设置在关节内壳(28)内，且空心轴(213)与传动轴(18)、关节内壳(28)以及关节外壳(29)同轴线设置，关节内壳(28)左端面通过谐波减速器钢轮(214)间接与电机壳体(15)固连，电机壳体(15)用于限定第三轴承(210)的轴向位置，谐波减速器波发生器(215)通过连接法兰(26)与传动轴(18)固连，谐波减速器柔轮(216)套装在谐波减速器波发生器(215)的外部，并通过减速器法兰(24)与输出轴(25)固连，第二测角元件转子(23)套在关节外壳(29)的内轴上，通过测角元件压环(27)限制其轴向位置，第二测角元件定子(22)固定在关节内壳(28)上，力矩传感器(21)的内圈固连在输出轴(25)上，外圈固连在关节外壳(29)上。较佳的，关节电气组件包括电路板上盖(31)、电路板后盖(32)、第一母板(33)、第二母板(34)以及电路板支架(35)；电路板上盖(31)、电路板后盖(32)合围形成壳体，四个电路板支架(35)固定在电路板上盖(31)的内表面上，第一母板(33)和第二母板(34)固定在四个电路板支架(35)上，电路板后盖(32)固定连接在第二母板(34)后侧。较佳的，第二测角元件转子(23)的压紧装置包括测角元件压簧和压环(27)，压紧装置将转子固定在关节外壳(29)输入轴上，第二测角元件定子(22)采用半开口式螺钉固定在关节内壳(28)上，连接至电机壳体(15)。本专利技术采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：1、本专利技术只有电机壳体和关节外壳两层壳体，降低了关节整体质量；2、本专利技术力矩传感器的刚度角度，可以抵抗部分弯矩，故只配了一个外层轴承，降低了关节整体体积；3、本专利技术的空心轴作为电缆通道，可以保证关节通电和通信的可靠性；4、本专利技术关节电路板装在电路板支架上，电路板支架卡在电路板上盖上，可以方便的拆卸。附图说明图1是本专利技术提供的一种空间仿人机器人手臂关节的外形示意图；图2是本专利技术提供的一种空间仿人机器人手臂关节的主剖视图；图3是本专利技术提供的关节驱动组件的主剖视图；图4是本专利技术提供的关节驱动组件的局部剖视图1；图5是本专利技术提供的关节驱动组件的局部剖视图2；图6是本专利技术提供的关节传动组件的主剖视图；图7是本专利技术提供的关节电气组件的主剖视图；图8是本专利技术提供的关节电气组件的局部剖视图；图示说明：11—锁紧螺母、12—制动器转动盘、13—制动器永磁体、14—轴承压盖、15—电机壳体、16—轴承挡圈、17—第一轴承、18—传动轴、19—电机转子、110—电机定子、111—第二轴承、112—第一测角元件转子、113—调整套筒、114—电机卡片、115—测角元件读书头、116—第一连接键、117—第二连接键、118—压紧垫片、119—轴套、21—力矩传感器、22—第二测角元件定子、23—第二测角元件转子、24—减速器法兰、25—输出轴、26—连接法兰、27—测角元件压环、28—关节内壳、29—关节外壳、210—第三轴承、211—轴承端盖、212—轴承压圈、213—空心轴、214—谐波减速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间仿人机器人手臂关节，其特征在于，包括关节驱动组件以及分别设置在所述关节驱动组件两端的关节传动组件、关节电气组件；所述关节驱动组件包括：锁紧螺母（11）、制动器转动盘（12）、制动器永磁体（13）、轴承压盖（14）、电机壳体（15）、轴承挡圈（16）、第一轴承（17）、传动轴（18）、电机转子（19）、电机定子（110）、第二轴承（111）、第一测角元件转子（112）、调整套筒（113）、电机卡片（114）、测角元件读书头（115）、第一连接键（116）、第二连接键（117）、压紧垫片（118）和轴套（119）；所述传动轴（18）上从左到右套装有所述电机壳体（15）、所述制动器永磁体（13），所述传动轴（18）与所述电机壳体（15）之间设有所述第一轴承（17），所述电机壳体（15）上固定安装有所述轴承挡圈（16），所述轴承挡圈（16）用于封装所述第一轴承（17），所述电机转子（19）设置在所述电机壳体（15）内，且所述电机转子（19）与所述轴套（119）固连，通过所述第二连接键（117）固定安装在所述传动轴（18）上，所述电机定子（110）设置在所述电机壳体（15）内，并通过所述压紧垫片（114）与所述电机壳体（15）保持周向定位，所述电机定子（110）套装在所述电机转子（19）的外部，所述传动轴（18）与所述轴承压盖（14）之间设有所述第二轴承（111），所述第二轴承（111）通过所述轴套（119）与所述轴承压盖（14）完成轴向定位，所述轴承压盖（14）与所述电机壳体（15）固定连接，并与所述电机壳体（15）共同限定所述电机定子（110）的轴向位置，所述调整套筒（113）套装在所述传动轴（18）上，所述制动器转动盘（12）通过所述第一连接键（116）固定安装在所述传动轴（18）上，且所述制动器转动盘（12）位于所述调整套筒（113）的右端，所述调整套筒（113）可调整所述制动器转动盘（12）的轴向安装位置，所述制动器转动盘（12）通过所述锁紧螺母（11）、所述第一连接键（116）固定安装在所述传动轴（18）上，所述制动器永磁体（13）套装在所述制动器转动盘（12）的外部，并固定在所述轴承压盖（14）上，所述第一测角元件转子（112）设置在所述调整套筒（113）和所述轴套（119）之间，并固定在所述轴套（119）上，所述测角元件读数头（115）通过所述压紧垫片（118）固定在所述轴承压盖（14）上。...

【技术特征摘要】
1.一种空间仿人机器人手臂关节，其特征在于，包括关节驱动组件以及设置在所述关节驱动组件一端的关节传动组件和设置在所述关节驱动组件另一端的关节电气组件；所述关节驱动组件包括：锁紧螺母(11)、制动器转动盘(12)、制动器永磁体(13)、轴承压盖(14)、电机壳体(15)、轴承挡圈(16)、第一轴承(17)、传动轴(18)、电机转子(19)、电机定子(110)、第二轴承(111)、第一测角元件转子(112)、调整套筒(113)、电机卡片(114)、测角元件读数头(115)、第一连接键(116)、第二连接键(117)、压紧垫片(118)和轴套(119)；所述传动轴(18)上从左到右套装有所述电机壳体(15)、所述制动器永磁体(13)，所述传动轴(18)与所述电机壳体(15)之间设有所述第一轴承(17)，所述电机壳体(15)上固定安装有所述轴承挡圈(16)，所述轴承挡圈(16)用于封装所述第一轴承(17)，所述电机转子(19)设置在所述电机壳体(15)内，且所述电机转子(19)与所述轴套(119)固连，通过所述第二连接键(117)固定安装在所述传动轴(18)上，所述电机定子(110)设置在所述电机壳体(15)内，并通过所述压紧垫片(118)与所述电机壳体(15)保持周向定位，所述电机定子(110)套装在所述电机转子(19)的外部，所述传动轴(18)与所述轴承压盖(14)之间设有所述第二轴承(111)，所述第二轴承(111)通过所述轴套(119)与所述轴承压盖(14)完成轴向定位，所述轴承压盖(14)与所述电机壳体(15)固定连接，并与所述电机壳体(15)共同限定所述电机定子(110)的轴向位置，所述调整套筒(113)套装在所述传动轴(18)上，所述制动器转动盘(12)通过所述第一连接键(116)固定安装在所述传动轴(18)上，且所述制动器转动盘(12)位于所述调整套筒(113)的右端，所述调整套筒(113)可调整所述制动器转动盘(12)的轴向安装位置，所述制动器转动盘(12)通过所述锁紧螺母(11)、所述第一连接键(116)固定安装在所述传动轴(18)上，所述制动器永磁体(13)套装在所述制动器转动盘(12)的外部，并固定在所述轴承压盖(14)上，所述第一测角元件转子(112)设置在所述调整套筒(113)和所述轴套(119)之间，并固定在所述轴套(119)上，所述测角元件读数头(115)通过所述压紧垫片(118)固定在所述轴承压盖(14)上；所述关节传动组件包括力矩传感器(21)、第二测角元件定子(22)、第二测角元件转子(23...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵颖，韩亮亮，陈萌，邵济明，唐平，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31