协作机器人模块化关节和协作机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种协作机器人模块化关节和协作机器人，该模块化关节包括依次连接的：关节输出组件、减速器、电机、制动抱闸组件、电机编码器、驱动板、关节编码器、线缆支架。本实用新型专利技术的模块化关节具有高刚度、大负载特点，其关节的位置输出能精确跟踪期望的轨迹，位置精度高，高集成度使空间结构紧凑封闭，能够适应高污染或净化空间的使用要求。

Modular Joints and Cooperative Robots for Cooperative Robots

The utility model discloses a modular joint of a cooperative robot and a cooperative robot. The modular joint comprises a joint output component, a reducer, a motor, a braking brake component, a motor encoder, a driving plate, a joint encoder and a cable bracket. The modular joint of the utility model has the characteristics of high stiffness and large load. The position output of the joint can accurately track the desired trajectory. The position accuracy is high. The high integration makes the space structure compact and closed, and can meet the use requirements of high pollution or purification space.

【技术实现步骤摘要】
协作机器人模块化关节和协作机器人
本技术涉及机器人领域，特别涉及一种协作机器人模块化关节和协作机器人。
技术介绍
在国际工业4.0的背景下，国家出台了“中国制造2025”计划，对高端智能装备提出要求，智能机器人行业迎来一轮新的发展契机。对个性化产品的柔性生产、医疗设备及其他位置精度要求高和特殊环境工作，提出了机器人和人协作工作的实现、安全性、易于装配性等，催生了模块化机械臂关节，用于协作机器人手臂，该关节是机器人的核心部件，且解决以下问题：简化关节和机器人的设计流程，缩短设计周期；厘清关节之间的复杂走线和绕线问题；具有高负重/自重比、低功耗的轻量化发展要求；易于装配和模块替换。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种协作机器人模块化关节和协作机器人，该模块化关节解决了关节走线困难、质量体积大、模块化程度差等问题。为了实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：协作机器人模块化关节，包括依次连接的：关节输出组件1、减速器2，电机外壳3、定子4、中空转子5、制动抱闸拨杆6、抱闸制动块7、电磁铁8、电机编码器9、驱动板10、关节编码器11、线缆支架12，所述电机外壳3、定子4、中空转子5组成驱动电机，由中空转子5输出给减速器2，经过减速器2减速输出带动关节输出组件1；所述关节输出组件1包括一伸出杆，所述中空转子5包括一伸出端，所述伸出杆经过所述伸出端；在所述中空转子5输出端安装制动抱闸拨杆6；电机编码器9安装在中空转子5输出端。优选的，所述电机外壳3采用轻量化硬质铝合金材料。用以减轻重量。优选的，靠近驱动板10安装关节编码器11，以检测机器人手臂的初始位置。优选的，所述制动抱闸拨杆6由电磁铁8提起，使抱闸制动块7弹起而限制制动抱闸拨杆6以制动。优选的，在中空转子5输出端端面，靠近驱动板10安装电机编码器9，以检测中空转子转速。优选的，所述关节输出组件1的伸出杆穿过中空转子5，到达关节编码器11，所述关节编码器11靠近驱动板10安装，对关节初始位置检测，所述关节输出组件1的伸出杆和关节编码器11采用中空贯通，以传递输出和过线。优选的，所述驱动板10和电磁铁8安装在电机外壳输出端端面，在驱动板10上安装线缆支架12，以固定走线。本技术还提供一协作机器人，包括至少4个上述任一所述的协作机器人模块化关节。与现有技术相比，本技术的有益效果：1.本技术采用轻量化硬质铝合金材料实现大转矩高负载，多个功能结构集成于一个关节内，以更小的体积实现更完备的功能。2.技术采用电磁铁的断电卸载，弹出抱闸制动块，限制住制动抱闸拨杆以实现制动，即断电制动。3.本技术采用中空走线，解决布线困难和走线缠绕问题，进而缩小机械臂的设计尺寸；中间孔采用薄壁桶，直接在关节输出组件的伸出杆内形成，使其有效、可靠的与快速圆周运动件分离，最大程度减少布线的损坏。4.本技术采用模块化设计，应用于机器人手臂关节，且各组成部分均具有可替换性，方便进行维修和改造。附图说明图1为本技术协作机器人模块化关节的结构剖面图；图2为本技术协作机器人模块化关节的关节输出组件；图3为本技术协作机器人模块化关节采用的减速器；图4为本技术协作机器人模块化关节的电机；图5为本技术协作机器人模块化关节的抱闸制动系统和电机编码器；图6为本技术协作机器人模块化关节的关节右部各功能组件展开图。其中1-关节输出组件、2-减速器，3-电机外壳、4-定子、5-中空转子、6-制动抱闸拨杆、7-抱闸制动块、8-电磁铁、9-电机编码器、10-驱动板、11-关节编码器、12-线缆支架。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本技术的范围。如图1-6所示，本技术的协作机器人模块化关节，包括依次连接的：关节输出组件1、减速器2，电机外壳3、定子4、中空转子5、制动抱闸拨杆6、抱闸制动块7、电磁铁8、电机编码器9、驱动板10、关节编码器11、线缆支架12。所述电机外壳3、定子4、中空转子5组成驱动电机，由中空转子5左端输出传给减速器2，经过减速器2减速输出带动关节输出组件1，以驱动机器人手臂。其中所述电机外壳3采用轻量化硬质铝合金材料制作，以减轻重量。采用轻量化铝合金材料实现大转矩高负载，多个功能结构集成于一个关节内，以更小的体积实现更完备的功能。所述关节输出组件1输出驱动的同时，关节输出组件1的伸出杆经过中空转子5的伸出端，靠近驱动板10安装关节编码器11，以检测机器人手臂的初始位置；在所述中空转子5右端安装制动抱闸拨杆6，由电磁铁8提起，使抱闸制动块7弹起而限制制动抱闸拨杆6以制动。采用电机编码器9，安装在中空转子5右端，以检测电机转速；采用关节编码器11，安装在关节输出组件1伸出杆右端，以检测关节初始位置。采用电磁铁8的断电卸载，弹出抱闸制动块7，限制住制动抱闸拨杆6以实现制动，即断电制动。在所述中空转子5右端面，靠近驱动板10安装电机编码器9，以检测转子转速；所述关节输出组件1穿过中空转子5，到达关节编码器11，采用中空贯通(如图2)，以传递输出初始位置检测和过线。所述电机输出轴左端与减速器2的输入端连接，右端与制动抱闸组件和电机编码器9安装连接(如图3)；所述减速器2的输出端与关节输出组件1连接，所述减速器2的外壳安装在电机外壳3左端面。采用高减速比的减速器2把电机转速进行减速输出，保证在低速时能够输出较大且平稳的转矩。所述关节输出组件1的法兰盘与机器人下一关节手臂连接，所述关节输出组件1的右端伸出杆穿过电机的中空转子5至右端，与关节编码器11连接；所述关节编码器11，靠近驱动板10右面，对关节初始位置检测(如图5)。所述电机输出轴右端安装制动抱闸拨杆6和电机编码器9；所述制动抱闸拨杆6由电磁铁断电卸载，使抱闸制动块7自动弹起而限制制动抱闸拨杆6以制动；所述电机编码器9，靠近驱动板10的左面，检测电机转速。所述驱动板10和电磁铁8安装在电机外壳3右端面，在驱动板10上安装线缆支架12，以固定走线。所述关节输出组件1的右端伸出杆和关节编码器11采用中空，以使整个机器人手臂中心走线。实现中空走线，解决布线困难和缠绕问题，进而缩小机械臂的设计尺寸；中间孔采用薄壁桶，直接在关节输出组件的伸出杆内形成，使其有效、可靠的与快速圆周运动件分离，最大程度减少布线的损坏。采用新型模块化设计，应用于机器人手臂关节，且各组成部分均具有可替换性，方便进行维修和改造。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.协作机器人模块化关节，其特征在于，包括依次连接的：关节输出组件(1)、减速器(2)，电机外壳(3)、定子(4)、中空转子(5)、制动抱闸拨杆(6)、抱闸制动块(7)、电磁铁(8)、电机编码器(9)、驱动板(10)、关节编码器(11)、线缆支架(12)，所述电机外壳(3)、定子(4)、中空转子(5)组成驱动电机，由中空转子(5)输出给减速器(2)，经过减速器(2)减速输出带动关节输出组件(1)；所述关节输出组件(1)包括一伸出杆，所述中空转子(5)包括一伸出端，所述伸出杆经过所述伸出端；在所述中空转子(5)输出端安装制动抱闸拨杆(6)；电机编码器(9)安装在中空转子(5)输出端。

【技术特征摘要】
1.协作机器人模块化关节，其特征在于，包括依次连接的：关节输出组件(1)、减速器(2)，电机外壳(3)、定子(4)、中空转子(5)、制动抱闸拨杆(6)、抱闸制动块(7)、电磁铁(8)、电机编码器(9)、驱动板(10)、关节编码器(11)、线缆支架(12)，所述电机外壳(3)、定子(4)、中空转子(5)组成驱动电机，由中空转子(5)输出给减速器(2)，经过减速器(2)减速输出带动关节输出组件(1)；所述关节输出组件(1)包括一伸出杆，所述中空转子(5)包括一伸出端，所述伸出杆经过所述伸出端；在所述中空转子(5)输出端安装制动抱闸拨杆(6)；电机编码器(9)安装在中空转子(5)输出端。2.根据权利要求1所述的协作机器人模块化关节，其特征在于，所述电机外壳(3)采用轻量化硬质铝合金材料。3.根据权利要求1所述的协作机器人模块化关节，其特征在于，靠近驱动板(10)安装关节编码器(11)，以检测机器人手臂的初始位置。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宇男，孙恺，徐玉祥，
申请(专利权)人：苏州艾利特机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32