一种机械臂关节和机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种机械臂关节，包括：关节壳体、以及安装于所述关节壳体中的电机、减速器模块、编码器模块和减速器位置确定模块；其中，所述减速器模块与所述电机相连接；所述编码器模块连接于所述电机的电机主轴，以获得所述电机主轴的转动位置；所述减速器位置确定模块安装于所述关节壳体中并连接于所述减速器模块的输出轴，以获得所述减速器模块的输出轴的转动位置。本发明专利技术的机械臂关节通过在电机转子端安装第一编码器并在和减速器的输出端安装第二编码器，进而可以准确的得到电机转子和减速器输出端的位置，为高精度机器人控制解决了硬件问题。

A manipulator arm and manipulator

The invention discloses a mechanical arm joint, which comprises a joint shell, a motor, a reducer module, an encoder module and a position determination module installed in the joint shell, wherein the reducer module is connected with the motor, and the encoder module is connected with the motor spindle. To obtain the rotation position of the motor spindle, the reducer position determination module is installed in the joint housing and connected to the output shaft of the reducer module to obtain the rotation position of the output shaft of the reducer module. By installing a first encoder at the rotor end of the motor and a second encoder at the output end of the decelerator, the robot arm joint of the invention can accurately obtain the position of the motor rotor and the output end of the decelerator, thus solving the hardware problem for the high-precision robot control.

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂关节和机械臂
本专利技术涉及机器人制造技术，特别涉及一种机械臂关节和采用该机械臂关节的机械臂。
技术介绍
机器人制造领域中，机械臂关节的设计是一个非常重要的部分。机械臂关节的转动角度的精确性，直接影响到机械臂的精准定位，对于高精度要求的机械臂设计来说，如何设计一个能够精确控制转动位置的机械臂关节，至关重要。现有的机械臂关节主要由电机和减速器组成。而机械臂关节转动位置的确定，是通过如下方案确定：在电机主轴安装一个编码器，利用该编码器与减速器的减速比来推算机械臂关节的转动位置。上述方法对于精度要求较低的机械臂来说可以实现机械臂的相应功能。但是，对于精度要求高的机械臂来说，则难以达到所要求的误差。原因在于，减速器结构中包含部件柔轮，而柔轮具有柔性，会产生微小的形变，进而推算出来电机减速器输出端的位置(即机械臂关节的转动位置)具有无法消除的误差，使得机械臂关节的转动位置并不准确。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种机械臂关节，以提高其转动位置的准确性，减小转动误差。本申请的技术方案是这样实现的：一种机械臂关节，包括：关节壳体、以及安装于所述关节壳体中的电机、减速器模块、编码器模块和减速器位置确定模块；其中，所述减速器模块与所述电机相连接；所述编码器模块连接于所述电机的电机主轴，以获得所述电机主轴的转动位置；所述减速器位置确定模块安装于所述关节壳体中并连接于所述减速器模块的输出轴，以获得所述减速器模块的输出轴的转动位置。进一步，所述减速器位置确定模块为第二编码器模块或者力矩传感器模块。进一步，所述第二编码器模块包括：第二编码器主轴，所述第二编码器主轴固定于所述减速器模块的输出轴；第二码盘，所述第二码盘固定于所述第二编码器主轴；第二端盖，所述第二端盖固定于所述关节壳体，并与所述第二编码器主轴通过第二轴承连接；第二读数盘，所述第二读数盘安装于所述第二端盖，以读取所述第二码盘的读数。进一步，所述第一编码器模块包括：第一编码器主轴，所述第一编码器主轴固定于所述电机主轴；第一码盘，所述第一码盘固定于所述第一编码器主轴；第一端盖，所述第一端盖固定于所述关节壳体，并与所述第一编码器主轴通过第一轴承连接；第一读数盘，所述第一读数盘安装于所述第一端盖，以读取所述第一码盘的读数。进一步，所述机械臂关节还包括：关节驱动器模块，所述关节驱动器模块安装于所述编码器模块和减速器位置确定模块之间的空间中。进一步，所述机械臂关节还包括：制动盘，所述制动盘固定于所述电机主轴；制动器模块，所述制动器模块安装于所述关节壳体中，并通过其制动闸与所述制动盘的接触和脱离以控制所述电机的制动。进一步，所述制动闸套设有闸套，所述制动闸通过所述闸套与所述制动盘接触；其中，所述闸套的材料为高分子材料。进一步，所述制动器模块为电磁式制动器；其中，所述电磁式制动器具有行程控制工装，以控制所述电磁式制动器中的电磁铁的行程。进一步，所述编码器模块、减速器位置确定模块和电机位于所述减速器模块的同一侧。一种机械臂，采用如上任一项所述的机械臂关节。从上述方案可以看出，本专利技术的机械臂关节通过在电机转子端安装编码器模块并在和减速器模块的输出端安装第二编码器模块，进而可以准确的得到电机转子和减速器模块输出端的位置，为高精度机器人控制解决了硬件问题。附图说明图1a为本专利技术实施例的机械臂关节的爆炸视图；图1b为本专利技术实施例的机械臂关节的第一角度结构剖视图；图1c为本专利技术实施例的机械臂关节的第二角度结构剖视图；图2a为本专利技术实施例中的编码器模块的立体视图；图2b为本专利技术实施例中的编码器模块的另一角度立体视图；图2c为本专利技术实施例中的编码器模块的结构剖视图；图3a为本专利技术实施例中的第二编码器模块的立体视图；图3b为本专利技术实施例中的第二编码器模块的另一角度立体视图；图3c为本专利技术实施例中的第二编码器模块的结构剖视图；图4a为本专利技术实施例中的电机立体爆炸视图；图4b为本专利技术实施例中的电机的结构剖视图；图5a为本专利技术实施例中的减速器模块的立体视图；图5b为本专利技术实施例中的减速器模块的结构剖视图；图6a为本专利技术实施例中的关节驱动器模块的立体视图；图6b为本专利技术实施例中的关节驱动器模块的所述第一角度结构剖视图；图6c为本专利技术实施例中的关节驱动器模块的所述第二角度结构剖视图；图6d为所述关节驱动器模块沿图6c中A方向的结构视图；图7a为本专利技术实施例中的制动器模块的立体视图；图7b为本专利技术实施例中的制动器模块的另一角度视图；图7c为本专利技术实施例中的制动器模块的结构剖视图。附图中，各部件的标号和名称如下：1、关节壳体2、电机21、电机主轴22、电机定子23、电机转子3、减速器模块31、输出轴32、输入轴33、减速器壳体4、编码器模块41、第一编码器主轴42、第一码盘43、第一端盖44、第一轴承45、第一读数盘5、第二编码器模块51、第二编码器主轴52、第二码盘53、第二端盖54、第二轴承55、第二读数盘6、关节驱动器模块61、第一驱动盘62、第二驱动盘63、连接器7、制动盘8、制动器模块81、制动闸82、制动器安装部83、制动器保护壳84、行程控制工装具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术提供给的机械臂关节，包括关节壳体、以及安装于所述关节壳体中的电机、减速器模块、编码器模块和减速器位置确定模块。其中，所述减速器模块与所述电机相连接；所述编码器模块连接于所述电机的电机主轴，以获得所述电机主轴的转动位置；所述减速器位置确定模块安装于所述关节壳体中并连接于所述减速器模块的输出轴，以获得所述减速器模块的输出轴的转动位置。与现有技术相比，本专利技术的机械臂关节，在所述减速器模块的输出轴安装一用于获取所述减速器模块的输出轴的转动位置的减速器位置确定模块，从而利用减速器位置确定模块所获取的减速器模块的输出轴的转动位置与所述编码器模块所获取的电机主轴的转动位置的比较，来获得机械臂关节的转动位置，这与现有技术中通过编码器与减速器的减速比所推算的机械臂关节的转动位置相比，因为克服了减速器结构中的柔轮所造成的误差，所以所获得的机械臂关节的转动位置数据更加精确，从而为高精度机器人控制解决了硬件问题。本专利技术实施例中，所述减速器位置确定模块可以采用一编码器模块或者一力矩传感器模块来实现。为了区别于连接于所述电机的电机主轴的编码器模块，以下将作为减速器位置确定模块的编码器模块统一称为第二编码器模块。本专利技术实施例的各个附图中，采用第二编码器模块作为减速器位置确定模块。在本专利技术实施例的精神原则下，通过适当的空间设计，可以将力矩传感器模块在相同的位置替换所述第二编码器模块作为减速器位置确定模块，同样能够过的精确的减速器模块的输出轴的转动位置。其中，图1a为本专利技术实施例的机械臂关节的爆炸视图，图1b为本专利技术实施例的机械臂关节的第一角度结构剖视图，图2a为本专利技术实施例中的编码器模块的立体视图，图2b为本专利技术实施例中的编码器模块的另一角度立体视图，图2c为本专利技术实施例中的编码器模块的结构剖视图，图3a为本专利技术实施例中的第二编码器模块的立体视图，图3b为本专利技术实施例中的第二编码器模块的另一角度立体视图，图3c为本专利技术实施例中的第二编码器模块的结构剖视图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂关节，其特征在于，包括：关节壳体、以及安装于所述关节壳体中的电机、减速器模块、编码器模块和减速器位置确定模块；其中，所述减速器模块与所述电机相连接；所述编码器模块连接于所述电机的电机主轴，以获得所述电机主轴的转动位置；所述减速器位置确定模块安装于所述关节壳体中并连接于所述减速器模块的输出轴，以获得所述减速器模块的输出轴的转动位置。

【技术特征摘要】
1.一种机械臂关节，其特征在于，包括：关节壳体、以及安装于所述关节壳体中的电机、减速器模块、编码器模块和减速器位置确定模块；其中，所述减速器模块与所述电机相连接；所述编码器模块连接于所述电机的电机主轴，以获得所述电机主轴的转动位置；所述减速器位置确定模块安装于所述关节壳体中并连接于所述减速器模块的输出轴，以获得所述减速器模块的输出轴的转动位置。2.根据权利要求1所述的机械臂关节，其特征在于：所述减速器位置确定模块为第二编码器模块或者力矩传感器模块。3.根据权利要求2所述的机械臂关节，其特征在于，所述第二编码器模块包括：第二编码器主轴，所述第二编码器主轴固定于所述减速器模块的输出轴；第二码盘，所述第二码盘固定于所述第二编码器主轴；第二端盖，所述第二端盖固定于所述关节壳体，并与所述第二编码器主轴通过第二轴承连接；第二读数盘，所述第二读数盘安装于所述第二端盖，以读取所述第二码盘的读数。4.根据权利要求1所述的机械臂关节，其特征在于，所述第一编码器模块包括：第一编码器主轴，所述第一编码器主轴固定于所述电机主轴；第一码盘，所述第一码盘固定于所述第一编码器主轴；第一端盖，所述第一端盖固定于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文慧，刘军，刘立，梁文渊，
申请(专利权)人：北京山思跃立科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11