一种具有力感知功能的双编码器集成关节制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有力感知功能的双编码器集成关节，属于一种机械关节结构，其谐波减速机的输入端与第一输出轴同轴驱接；扭矩传感器置于谐波减速机和电机之间；穿线管，穿线管的第一端与谐波减速机的输出端同轴连接，穿线管的第二端由谐波减速机的输出端往第二输出轴方向依次穿过谐波减速机、扭矩传感器以及电机，并从第二输出轴末端穿出；第一编码器磁环活动套接于穿线管的第二端并与第二输出轴固定连接，第二编码器磁环固定套设于穿线管的第二端，编码器线路板活动套接于穿线管的第二端并且固定于第一编码器磁环和第二编码器磁环之间。提高集成关节的精度，降低了结构对关节的负担，让其更加适用于机械臂末端需要连续旋转的场合。连续旋转的场合。连续旋转的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种具有力感知功能的双编码器集成关节


[0001]本技术涉及一种机械关节结构，尤其涉及一种具有力感知功能的双编码器集成关节。

技术介绍

[0002]随着社会的迅速发展，人机协作机器人广泛用于自动化行业，用来减轻人类的劳动强度。由于人机协作机器人，对人的安全性要求较高，所以在人机协作机器人关节内部，装了扭矩传感器，用于检测输出扭矩。
[0003]目前，市面上有一种集成关节，扭矩传感器装在减速机与电机之间，电机定子壳直接装在扭矩传感器上，这样做的好处是，结构紧凑，不需要额外的零件来固定扭矩传感器，且当输出端连续转动时，扭矩传感器不需要跟着转动，扭矩传感器的线也不会发生缠绕。但是，上述的这种关节只装有一个编码器，用来检测电机转子位置，通过间接的方法，计算输出端的位置。但扭矩传感器是利用自身的应变来感知扭矩的，故扭矩传感器本身的变形，会影响输出精度。
[0004]市面上还有另外一种集成关节，关节内部装有两个编码器，分别检测电机端和输出端的位置，可以使传动机构内部的变形不影响输出精度。但扭矩传感器装在减速机的输出端。在实际使用中，使用反相输出的方式，扭矩传感器固定，电机端本体旋转。为了固定扭矩传感器，需要做一个额外的外壳，增加了体积及重量。同时，扭矩传感器和电机端存在相对转动，不适合用在机械臂末端，需要连续旋转的场合。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种具有力感知功能的双编码器集成关节，提高机械集成关节的结构紧凑性，提高其工作精度。
[0006]本技术的目的之一采用如下技术方案实现：
[0007]一种具有力感知功能的双编码器集成关节，包括电机、与电机控制连接的驱动控制单元，电机包括同轴分置于电机相对两端的第一输出轴以及第二输出轴；谐波减速机，谐波减速机具有输入端以及输出端，谐波减速机的输入端与第一输出轴同轴驱接；扭矩传感器，扭矩传感器置于谐波减速机和电机之间，扭矩传感器与电机的定子固定连接；穿线管，穿线管的第一端与谐波减速机的输出端同轴连接，穿线管的第二端由谐波减速机的输出端往第二输出轴方向依次穿过谐波减速机、扭矩传感器以及电机，并从第二输出轴末端穿出；编码器组件，编码器组件包括第一编码器磁环、第二编码器磁环以及编码器线路板，第一编码器磁环活动套接于穿线管的第二端并与第二输出轴固定连接，第二编码器磁环固定套设于穿线管的第二端，编码器线路板活动套接于穿线管的第二端并且固定于第一编码器磁环和第二编码器磁环之间。
[0008]进一步地，编码器组件还包括第一磁环安装座；第一磁环安装座套接于穿线管的第二端，并与穿线管之间形成间隙，第一磁环安装座与第二输出轴同轴连接，第一编码器磁
环固定套设于第一磁环安装座的外部。
[0009]进一步地，第一磁环安装座与穿线管之间设置有第一轴承，第一轴承的外圈固设于第一磁环安装座的内周面，第一轴承的内圈固定套设于穿线管的外部。
[0010]进一步地，第一磁环安装座外周面设置有第一台阶，第一编码器磁环卡接于第一台阶。
[0011]进一步地，编码器组件还包括和第二磁环安装座；第二磁环安装座同轴套设于穿线管的第二端，第二编码器磁环固定套设于第二磁环安装座的外部。
[0012]进一步地，第二磁环安装座外周面设置有第二台阶，第二编码器磁环卡接于第二台阶。
[0013]进一步地，电机外部设置有机壳，电机的定子固定于机壳的内部，编码器线路板固定安装于机壳。
[0014]进一步地，机壳与电机的转子之间设置有第二轴承，第二轴承的外圈固设于机壳的内周面，第二轴承的内圈固定套设于电机的定子外部。
[0015]进一步地，谐波减速机包括柔轮、刚轮以及波发生器；刚轮套设于柔轮外周并与柔轮相互啮合，波发生器的一端与第一输出轴连接，波发生器的另一端与柔轮驱动配合；扭矩传感器套设于波发生器的外部并位于柔轮和电机之间，扭矩传感器的内侧与柔轮固定配合，扭矩传感器的外侧固定于电机的定子。
[0016]进一步地，刚轮与扭矩传感器之间设置有交叉滚子轴承，交叉滚子轴承的两侧面分别抵接于刚轮与扭矩传感器；交叉滚子轴承的内圈与刚轮固定连接，交叉滚子轴承的外圈与扭矩传感器固定连接。
[0017]相比现有技术，本技术的有益效果在于：
[0018]扭矩传感器置于谐波减速机和电机之间，扭矩传感器与电机的定子固定连接避免了扭矩传感器的悬臂安装，扭矩传感器的变形不会对输出精度构成影响，提高了集成关节的精度，工作时，扭矩传感器在关节出时不需要转动，故扭矩传感器的线不会缠绕，也不需要增加额外的支座来固定扭矩传感器；
[0019]穿线管的第一端与谐波减速机的输出端同轴连接，穿线管的第二端由谐波减速器的输出端往第二输出轴方向依次穿过谐波减速机、扭矩传感器以及电机，并从第二输出轴末端穿出，用于与驱动控制单元等部件电性连接的导线可从穿线管中穿过，避免导线缠绕的情况发生；
[0020]第一编码器磁环活动套接于穿线管的第二端并与第二输出轴固定连接，第二编码器磁环固定套设于穿线管的第二端，编码器线路板活动套接于穿线管的第二端并且固定于第一编码器磁环和第二编码器磁环之间，用于感知电机转子位置的第一编码器磁环和用于感知谐波减速机的输出位置的第二编码器磁环均设置在穿线管靠近第二端的位置，并通过同一个编码器电路板分别对两侧的第一编码器磁环和第二编码器磁环进行位置反馈，提高了集成关节的内部结构紧凑性，关节输出端以及电机输出端分别采用了两个编码器进行检测，使扭矩传感器的形变不影响输出端的精度，降低了结构对关节的负担的同时，提高集成关节的数据采集精度，让本技术更加适用于机械臂末端需要连续旋转的场合。
附图说明
[0021]图1为本技术具有力感知功能的双编码器集成关节的整体结构示意图。
[0022]图中：10、电机；11、第一输出轴；12、第二输出轴；13、转子；14、定子；20、驱动控制单元；30、谐波减速机；31、柔轮；32、刚轮；33、波发生器；34、交叉滚子轴承；35、输入端；36、输出端；40、穿线管；50、编码器组件；51、第一编码器磁环；52、第二编码器磁环；53、编码器线路板；54、第一磁环安装座；541、第一轴承；542、第一台阶；55、第二磁环安装座；551、第二台阶；60、机壳；61、第二轴承；62、支撑座；63、导线过孔；70、扭矩传感器。
具体实施方式
[0023]下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0024]如图1所示，为了提高集成关节的输出精度的同时保证其结构的紧凑性，本技术公开一种具有力感知功能的双编码器集成关节，该集成关节既能保证输出的精度，又适于连续旋转，同时具有扭矩反馈功能，且结构紧凑与传统机械关节体积无异。该具有力感知功能的双编码器集成关节包括电机10、与电机10控制连接的驱动控制单元20，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有力感知功能的双编码器集成关节，其特征在于包括：电机、与所述电机控制连接的驱动控制单元，所述电机包括同轴分置于所述电机相对两端的第一输出轴以及第二输出轴；谐波减速机，所述谐波减速机具有输入端以及输出端，所述谐波减速机的输入端与所述第一输出轴同轴驱接；扭矩传感器，所述扭矩传感器置于所述谐波减速机和所述电机之间，所述扭矩传感器与所述电机的定子固定连接；穿线管，所述穿线管的第一端与所述谐波减速机的输出端同轴连接，所述穿线管的第二端由所述谐波减速机的输出端往所述第二输出轴方向依次穿过所述谐波减速机、所述扭矩传感器以及所述电机，并从所述第二输出轴末端穿出；编码器组件，所述编码器组件包括第一编码器磁环、第二编码器磁环以及编码器线路板，所述第一编码器磁环活动套接于所述穿线管的第二端并与所述第二输出轴固定连接，所述第二编码器磁环固定套设于所述穿线管的第二端，所述编码器线路板活动套接于所述穿线管的第二端并且固定于所述第一编码器磁环和所述第二编码器磁环之间。2.如权利要求1所述的具有力感知功能的双编码器集成关节，其特征在于：所述编码器组件还包括第一磁环安装座；所述第一磁环安装座套接于所述穿线管的第二端，并与所述穿线管之间形成间隙，所述第一磁环安装座与所述第二输出轴同轴连接，所述第一编码器磁环固定套设于所述第一磁环安装座的外部。3.如权利要求2所述的具有力感知功能的双编码器集成关节，其特征在于：所述第一磁环安装座与所述穿线管之间设置有第一轴承，所述第一轴承的外圈固设于所述第一磁环安装座的内周面，所述第一轴承的内圈固定套设于所述穿线管的外部。4.如权利要求2所述的具有力感知功能的双编码器集成关节，其特征在于：所述第一磁环安装座外周面设置有第...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴洪德，苏潮，杨奇能，陈志广，欧学国，邵立伟，黄德皇，陈庆武，
申请(专利权)人：中山早稻田科技有限公司，
类型：新型
国别省市：