一种旋转副接口、旋转副单元和机械臂套件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种旋转副接口、旋转副单元和机械臂套件，其中，旋转副接口包括：电机、关节件、通用转接件和电机输出法兰；旋转副单元包括：一个或多个所述旋转副接口和/或套筒；机械臂套件包括：底座单元、移动副单元和/或所述旋转副单元；本实用新型专利技术通过兼容的机械连接接口，使机械臂具有更少的旋转零件并增加移动副部件，能够组装成同时具有旋转副与移动副的机械臂结构。与此同时，该机械臂套件结合驱动器的特点采用的分布式控制结构使开发人员更快完成搭建、调试工作。调试工作。调试工作。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转副接口、旋转副单元和机械臂套件


[0001]本技术涉及机械臂领域，具体涉及一种可重组为多种构型、易于调试测试的桌面级机械臂套件。

技术介绍

[0002]为保证装配精度，目前的市面上常见机械臂大都采用整机定制的方式，无论是工业机器人，还是医疗机器人，用户不能按照自己意愿更改机械臂的结构，如需定制满足自身需求与特定任务的机械臂结构则需要经历很长的验证周期。这种情况对许多用户尤其是开发领域或是教育领域的使用者带来很多限制。目前已有一些通用的关节模块，一类为关节模块中只包含一个驱动自由度，如申请号为201710109411.8的可重构机械臂快换接口、申请号为201710832085.3的机器人关节模块和申请号为201711492142.4的同构机械臂快换接口，另一类一个模块中包含多个驱动自由度，如申请号为201611132173.4的二自由度正交式机器人关节模块，但无论模块内部驱动的数量如何，没有配套可参考的零部件及组装方案快速实现使用者的各种需求；也存在许多模块化的机械臂结构，如申请号为申请号为201610855808.7的模块化可重组机器人、申请号为 201610111449.4的模块化轻型机械手、201710481584.2的模块化SCARA机器人，但驱动模块仅能提供旋转运动，无法提供直线运动，可供搭建类型少。此外，模块化的机械臂的控制系统应该硬件层连接简单，软件层易于调试，申请号为 200910248569.9的可重构机器人关节模块控制系统只针对单个关节模块；申请号为201810068749.8的模块化机器人及其控制方法采用CAN总线通信的策略在硬件连接上可以适应多种自由度，但仍需对底层控制器编写函数进行调试，未针对机械构型提出更加简洁易用的总体控制结构。机器人领域的入门级用户改写控制器的运行程序时，可能影响已有的运动控制程序正常运行，造成组装的机械臂完全停机而无法使用。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本技术的目的是通过兼容的机械连接接口，该可重构易调试的机械臂套件具有更少的旋转零件并增加移动副部件，能够组装成同时具有旋转副与移动副的机械臂结构。
[0004]本技术的一种用于组装桌面级机械臂的新型旋转副单元，包括电机、关节件、通用转接件和电机输出法兰。
[0005]所述电机采用常见的端面输出力矩结构，其机体端面上呈圆周分布有多个螺孔用于固定连接电机，电机中空的通道可通过电机连接线，在此不做赘述。
[0006]所述关节件设有两个分别位于两垂直交叉平面的安装端面，关节件内部能安装电机的机体，通过关节件一个安装端面上呈圆周分布的连接光孔固定连接。连接完成后，电机输出轴能够伸出关节件的相应安装端面继而进行下一步的连接。
[0007]所述电机输出法兰端面与电机输出轴端面进行配合，通过电机输出轴端面上呈圆周分布的螺孔实现电机输出法兰与电机的紧固连接。
[0008]所述关节件两个垂直交叉的安装端面上呈圆周分布有可用于连接电机机体的连接关孔，连接光孔还可用于在不连接电机时使关节件相应安装端面与通用转接件的端面紧固连接。
[0009]所述通用转接件的连接端面用于与关节件的一个安装端面配合，通过螺钉完成通用转接件与关节件的紧固连接。所述通用转接件与安装端面相背的一端呈圆周分布有多个矩形凸台，矩形凸台的内侧形成的不连续圆柱面可与电机输出法兰的圆柱面同轴配合，通用转接件径向的光孔和电机输出法兰径向的螺孔配合通过螺钉实现二者的紧固连接。
[0010]一种用于组装多种构型机械臂的机械臂套件包含底座单元、旋转副单元、移动副单元。组装的机械臂至少包含一个底座，再通过连接不同数目和不同顺序的运动副单元(旋转副单元和移动副单元)搭建包含多种构型的机械臂。
[0011]所述底座单元主要包含底座零件与通用转接件。其中的底座零件上表面圆周排布有与通用转接件配合的连接通孔，通用转接件的圆柱面与底座零件上表面的中心孔同轴配合，从而为底座单元添加与电机输出法兰的连接接口，实现底座单元与旋转副单元的连接。
[0012]所述底座零件上表面还具有四个矩形排布的连接通孔，该四个连接通孔与移动副单元底部的四个光孔配合实现底座单元与移动副单元的固连装配。
[0013]所述底座单元上表面不仅可与单纯的旋转副单元连接，还可与安装了旋转副输出接口的移动副单元连接。综上，底座零件的表面可以实现两种连接方式和三种输出结构。
[0014]所述旋转副单元具有不同的结构形式：关节件的两个相互垂直交叉的安装端面，可以选择其中一个安装端面作为电机输出面，另一个安装端面用于连接通用转接件实现旋转连接或固连连接的两种方式；也可以将关节件的两个安装端面都连接通用转接件，实现一端旋转输出另一端固连的方式。
[0015]安装在关节件上的所述通用转接件的矩形凸台的内侧不连续圆柱面可与套筒的外圆柱面同轴配合。套筒两端均可连接安装在关节件上的通用转接件，从而形成机械臂每段臂的主体结构。
[0016]所述移动副单元的直线运动实现为常规结构，使用同步带传动与直线导轨限制的方式将电机输出的旋转运动转换为直线运动，在此不做赘述。
[0017]所述移动副单元底部为紧固连接与旋转副输出连接兼容的形式：即直线导轨的底部通过矩形排布的安装孔实现与底座单元的固定连接，直线导轨底部的圆周排布的安装孔实现与底座单元的旋转输出连接。
[0018]所述移动副单元中的滑块上的转接零件与电机输出法兰端面配合连接。电机输出法兰同轴安装通用转接件。由于关节件端面包含冗余连接光孔，因此，该关节件的另一安装端面可有与直线导轨平行安装及与直线导轨垂直安装两种方式。
[0019]本技术的有益效果：
[0020]1.本技术使用一个通用的零部件与具备兼容接口的其他零件连接，实现多种连接方式，减少机械本体的复杂度与扩展结构形式的难度。
[0021]2.本技术同时包含旋转副部件和移动副部件，使用不同数量的旋转副与移动副以及采用不同的运动副连接顺序，能组装成更多机械臂构型。
附图说明
[0022]下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述：
[0023]图1所示为本技术提出的新型旋转副接口的基本连接示意图(去掉相关紧固件)。
[0024]图2所示为本技术提出的新型旋转副单元示意图Ⅰ(一端电机输出，另一端接旋转副)。
[0025]图3所示为本技术提出的新型旋转副单元示意图Ⅱ(一端电机输出，另一端固连结构件)。
[0026]图4所示为本技术提出的新型旋转副单元示意图Ⅲ(两端都接通用转接件，一端用于连接旋转副，另一端用于固连)。
[0027]图5所示为本技术提出的底座连接纯旋转副单元构成的机械臂的示意图。
[0028]图6所示为本技术提出的底座固连移动副构成的机械臂的示意图。
[0029]图7所示为本技术提出的底座连接安装有旋转副输出的移动副单元构成的机械臂的示意图。
[0030]图8所示为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转副接口，其特征在于，包括：电机、关节件、通用转接件和电机输出法兰；所述电机的机体端面呈圆周分布有多个螺孔Ⅰ；所述电机输出法兰固定连接于电机的输出轴，电机输出法兰的圆柱面上沿圆周分布有螺孔Ⅱ；所述关节件设有两个分别位于两垂直交叉平面的安装端面；所述安装端面上呈圆周分布有多个连接光孔，并通过其中一个安装端面与电机机体端面配合通过螺钉进行紧固连接；所述通用转接件的一端形成用于与关节件的安装端面配合连接的连接端面，所述连接端面呈圆周分布有多个螺孔Ⅲ；通用转接件的另一端呈圆周分布有多个矩形凸台，各矩形凸台设有径向光孔；所述矩形凸台的内侧形成不连续圆柱面，并通过所述不连续圆柱面与电机输出法兰的圆柱面配合后通过螺钉进行紧固连接。2.一种旋转副单元，其特征在于：包括一个或多个权利要求1所述的旋转副接口。3.根据权利要求2所述的旋转副单元，其特征在于：包括两个所述旋转副接口；其中一个所述旋转副接口的通用转接件的连接端面与另一个旋转副接口的关节件中未安装电机的安装端面配合并通过螺钉进行紧固连接。4.根据权利要求2所述的旋转副单元，其特征在于：包括一个所述旋转副接口、套筒和通用转接件Ⅰ；所述通用转接件Ⅰ的连接端面与旋转副接口的关节中未安装电机的安装端面配合并通过了螺钉进行紧固连接，通用转接件Ⅰ另一端通过其矩形凸台内侧形成的不连续圆柱面与套筒的圆柱面配合并通过螺钉紧固连...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏龙，陈晓红，
申请(专利权)人：宁波元森教育科技有限公司，
类型：新型
国别省市：