一种协作机器人模块化关节制造技术

本实用新型专利技术公开了一种协作机器人模块化关节，属于机器人技术领域。协作机器人模块化关节包括关节壳体、电机、谐波减速机、刹车结构，用于驱动谐波减速机旋转的电机安装在关节壳体内部，谐波减速机作为关节壳体的前盖安装在关节壳体端部且谐波减速机的输出端设置在关节壳体内部且与编码器组件连接，电机的输出端安装有刹车片，用于控制刹车片处于制动或非制动状态的刹车结构安装在编码器组件上。本实用新型专利技术提供的协作机器人模块化关节位置制动精度足、制动力足以及力反馈灵敏度高、结构紧凑，替换性好、可大批量生产，协同性强和安全性高的协作机器人模块。高的协作机器人模块。高的协作机器人模块。

【技术实现步骤摘要】
一种协作机器人模块化关节


[0001]本技术涉及协作机器人
，更具体的说是涉及一种协作机器人模块化关节。

技术介绍

[0002]随着“工业4.0”的提出，国家和企业更加注重智能化制造关键技术的发展。随着机器人领域的不断进步。协作机器人已经成为工业机器人发展的新方向。大量的分析指出，下一个产业的爆发点，都聚焦在协作机器人身上。协作机器人具有模块化、轻量化、大负载/自重比、安全可靠、可以快速部署等特点。
[0003]在协作机器人技术中，有一些问题还需要解决，主要包括:
[0004](1)中空电机问题
[0005]中空电机需要内部走线，且内部有与线摩擦情况
[0006](2)减速机输入与输出问题
[0007]减速机的输入轴末端存在装配精度差，输出轴端与绝对式编码器连接结构不紧凑。
[0008](3)抱闸问题
[0009]传统的磁粉制动器存在对加工精度要求高、产生热量高，且价格贵，结构不紧凑，不能满足现有设计需求。
[0010](4)伺服驱动板问题
[0011]伺服驱动板因需要内置于关节壳体内部，伺服驱动板需要小型化设计。

技术实现思路

[0012]为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种关节位置制动精度足、制动力足以及力反馈灵敏度高、结构紧凑，替换性好、可大批量生产，协同性强和安全性高的协作机器人模块。
[0013]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0014]一种协作机器人模块化关节，包括关节壳体、电机、谐波减速机、刹车结构，用于驱动谐波减速机旋转的电机安装在关节壳体内部，谐波减速机作为关节壳体的前盖安装在关节壳体端部且谐波减速机的输出端设置在关节壳体内部且与编码器组件连接，电机的输出端安装有刹车片，用于控制刹车片处于制动或非制动状态的刹车结构安装在编码器组件上。
[0015]进一步的，所述谐波减速机包括谐波减速机本体和与谐波减速机本体连接的谐波减速机端盖，其中，谐波减速机端盖和谐波减速机本体的输出轴连接，编码器组件连接在谐波减速机本体的输出轴的另一端，谐波减速机本体的输出轴为中空结构，谐波减速机本体与电机的输出端连接。
[0016]进一步的，所述电机包括电机转子、转子轴和电机定子，电机定子安装在关节壳体
内部，电机转子固定在转子轴上在电机定子内转动，所述转子轴固定于谐波减速机本体的输入轴上，所述刹车片安装于转子轴上。
[0017]进一步的，所述编码器组件包括增量式编码器动盘和增量式编码器静盘，增量式编码器动盘安装于转子轴上，增量式编码器静盘安装于增量式编码器静盘法兰上，增量式编码器静盘法兰安装于关节壳体上。
[0018]进一步的，所述编码器组件还包括绝对式编码器静盘和绝对式编码器动盘，绝对式编码器静盘倒装于绝对式编码器静盘法兰上，绝对式编码器静盘法兰安装在增量式编码器静盘法兰上；绝对式编码器动盘通过绝对式编码器动盘法兰安装于谐波减速机本体的输出轴的另一端。
[0019]进一步的，所述刹车结构包括电磁铁、安装件、挡销、销套、压缩弹簧和驱动器法兰，销套固定在关节壳体上，压缩弹簧固定在销套内，挡销滑动设置在销套内，挡销的顶部固定在电磁铁的底部，电磁铁通过安装件固定在驱动器法兰上，驱动器法兰安装于增量式编码器静盘法兰上。
[0020]进一步的，所述协作机器人模块化关节还包括伺服驱动器，所述伺服驱动器包括上下两层电路板，分别为伺服驱动器上板和伺服驱动器下板，伺服驱动器下板安装于驱动器法兰上，伺服驱动器上板通过铜螺柱与伺服驱动器下板相连接，伺服驱动器下板与电机定子相连。
[0021]进一步的，协作机器人模块化关节还包括关节壳体后盖和支撑环，关节壳体后盖通过铜螺柱连接在驱动器法兰上，支撑环安装在谐波减速机本体的输出轴的另一端的端部。
[0022]进一步的，伺服驱动器上板上安装有线卡。
[0023]进一步的，所述刹车片呈六棱角型。
[0024]本技术与现有技术相比具有的有益效果是：
[0025]1、本技术结构新颖，实用性强；谐波减速机本体的输出轴为中空结构，可以让通讯线，电源线都从谐波减速机本体的输出轴中间穿过，利于线的走线，不会再有类似于工业机器人的外部走线，对通讯线和电源线能起到很好的保护。
[0026]2、本技术采用双编码器形式，增量式编码器连接于电机末端。绝对式编码器连接于谐波减速机端盖末端，相当于一个编码器用于测量输入端的信号，一个编码器用于测量输出的信号，使信号形成闭环控制。对于控制力矩电机的精度、平稳性、快速响应都有很好的提升。
[0027]3、本技术中，支撑环安装于谐波减速机末端，通过紧配合与绝对式编码器静盘法兰内孔安装一起。因谐波减速机本体的输出轴过长，可能造成转动时末端编码器晃动，增加支撑环的固定，能让谐波减速机在转动的时候更稳定。编码器位置反馈准确。
[0028]4、本技术刹车片因为是六棱角型，中间有间隙，可以让机器人在刹车后，能有一定间隙的移动。因刹车片是安装于电机末端，谐波减速机的减速比为100:1，因此刹车片的六棱角可以小幅度转动。这样可以让机器人在碰到人或物体后，机械臂中间有一点的间隙可以移动，移除被压物体的时候不会造成二次伤害。
附图说明
[0029]图1是本技术的一种协作机器人模块化关节的结构示意图；
[0030]图2是本技术的一种协作机器人模块化关节的谐波减速机端盖和谐波减速机本体的输出轴连接的示意图；
[0031]图3是本技术的一种协作机器人模块化关节的刹车结构的示意图；
[0032]图4是本技术的一种协作机器人模块化关节的刹车结构的零件图；
[0033]图5是本技术的一种协作机器人模块化关节的刹车片的结构示意图；
[0034]图6是本技术的一种协作机器人模块化关节的刹车片和刹车机构相配合的示意图。
[0035]图中标记：1-关节壳体，2-谐波减速机本体，3-塑料环，4-橡胶圈，5-伺服驱动器下板，6-伺服驱动器上板，7-绝对式编码器静盘，8-绝对式编码器动盘，9-电磁铁，10-调整垫片，11-挡销，12-销套，13-压缩弹簧，14-刹车片，15-增量式编码器静盘法兰，16-绝对式编码器静盘法兰，17-驱动器法兰，18-绝对式编码器动盘法兰，19-挡片，20-波形垫片，21-线卡，22-电机定子，23-关节壳体后盖，24-支撑环，25-增量式编码器动盘，26-电机转子，27-转子轴，28-增量式编码器静盘，29-谐波减速机端盖，31-安装件。
具体实施方式
[0036]下面结合实施例对本技术作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本技术的保护范围。
[0037]实施例1:
[0038]如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种协作机器人模块化关节，其特征在于，包括关节壳体(1)、电机、谐波减速机、刹车结构，用于驱动谐波减速机旋转的电机安装在关节壳体(1)内部，谐波减速机作为关节壳体(1)的前盖安装在关节壳体(1)端部且谐波减速机的输出端设置在关节壳体(1)内部且与编码器组件连接，电机的输出端安装有刹车片(14)，用于控制刹车片(14)处于制动或非制动状态的刹车结构安装在编码器组件上。2.根据权利要求1所述的一种协作机器人模块化关节，其特征在于，所述谐波减速机包括谐波减速机本体(2)和与谐波减速机本体(2)连接的谐波减速机端盖(29)，其中，谐波减速机端盖(29)和谐波减速机本体(2)的输出轴连接，编码器组件连接在谐波减速机本体(2)的输出轴的另一端，谐波减速机本体(2)的输出轴为中空结构，谐波减速机本体(2)与电机的输出端连接。3.根据权利要求2所述的一种协作机器人模块化关节，其特征在于，所述电机包括电机转子(26)、转子轴(27)和电机定子(22)，电机定子(22)安装在关节壳体(1)内部，电机转子(26)固定在转子轴(27)上在电机定子(22)内转动，所述转子轴(27)固定于谐波减速机本体(2)的输入轴上，所述刹车片(14)安装于转子轴(27)上。4.根据权利要求3所述的一种协作机器人模块化关节，其特征在于，所述编码器组件包括增量式编码器动盘(25)和增量式编码器静盘(28)，增量式编码器动盘(25)安装于转子轴(27)上，增量式编码器静盘(28)安装于增量式编码器静盘法兰(15)上，增量式编码器静盘法兰(15)安装于关节壳体(1)上。5.根据权利要求4所述的一种协作机器人模块化关节，其特征在于，所述编码器组件还包括绝对式编码器静盘(7)和绝对式编码器动盘(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥，何龙，申鹏林，
申请(专利权)人：成都卡诺普自动化控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：