一种机械臂关节结构制造技术

本说明书实施例提供一种机械臂关节结构，包括十字滑块、轴承支撑组件、传感器组件和电机模组；轴承支撑组件包括支撑轴承座、轴承内圈盖板、轴承外圈盖板和轴承；传感器组件包括扭矩传感器、传感器连接板和传感器固定座；十字滑块的两面分别与支撑轴承座和传感器连接板紧固连接；传感器连接板的另一面与扭矩传感器的内圈紧固连接；扭矩传感器的外圈和传感器固定座的一端紧固连接；传感器固定座的另一端与电机模组的输出端相连；轴承外圈盖板与支撑轴承座紧固连接，以夹紧轴承的外圈；轴承内圈盖板与传感器固定座紧固连接，以夹紧轴承的内圈。该机械臂关节结构，提高安装有扭矩传感器的机械臂关节轴向和径向刚度，从而提高机械臂精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂关节结构


[0001]本说明书涉及机械臂领域，特别涉及一种机械臂关节结构。

技术介绍

[0002]多关节式机械臂越来越多的应用于工业和医疗等行业，由于其具有运动灵活的特点，适合诸多领域的自动化作业。在一些对机械臂的作用力要求较高的场合，机械臂关节需要安装扭矩传感器，与利用电机电流检测力矩方式相比，扭矩传感器具有高动态响应度、高精确度等优点。但是由于扭矩传感器本身刚度差的问题，导致安装有扭矩传感器的机器臂关节刚度减弱，影响机械臂精度。现有技术方案中解决此问题通常是选用刚度更高的传感器，这种方案刚度提升幅度有限，此外扭矩传感器刚度变高的同时量程变大，灵敏度和分辨率降低，牺牲了一部分力检测性能。因此提高安装有扭矩传感器机械臂关节的刚度成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本说明书实施例之一提供一种机械臂关节结构。所述机械臂关节结构，包括十字滑块、轴承支撑组件、传感器组件和电机模组；所述轴承支撑组件包括支撑轴承座、轴承内圈盖板、轴承外圈盖板和轴承；所述传感器组件包括扭矩传感器、传感器连接板和传感器固定座；所述十字滑块的两面分别与所述支撑轴承座和所述传感器连接板紧固连接；所述传感器连接板的另一面与所述扭矩传感器的内圈紧固连接；所述扭矩传感器的外圈和所述传感器固定座的一端紧固连接；所述传感器固定座的另一端与所述电机模组的输出端相连；所述轴承外圈盖板与所述支撑轴承座紧固连接，以夹紧所述轴承的外圈；所述轴承内圈盖板与所述传感器固定座紧固连接，以夹紧所述轴承的内圈。
[0004]在一些实施例中，所述十字滑块的两面均设有凸台，所述支撑轴承座和所述传感器连接板与所述十字滑块的接触面上分别开设有与凸台相匹配的凹槽。
[0005]在一些实施例中，所述支撑轴承座与所述十字滑块的接触面上开设轴承座凹槽；所述传感器连接板与所述十字滑块的接触面上开设连接板凹槽；所述十字滑块与所述支撑轴承座的接触面上开设轴承座凸台；所述十字滑块与所述传感器连接板的接触面上开设连接板凸台。
[0006]在一些实施例中，所述轴承座凹槽、所述连接板凹槽、所述轴承座凸台和所述连接板凸台均为两个；两个所述轴承座凸台的中心连线和两个所述连接板凸台的中心连线互相垂直。
[0007]在一些实施例中，所述电机模组包括输出轴、谐波减速器、无刷力矩电机和电机端盖；所述输出轴的一端通过所述谐波减速器与所述无刷力矩电机传动连接，另一端与所述传感器固定座传动连接。
[0008]在一些实施例中，所述谐波减速器的外圈与所述无刷力矩电机的定子连接，所述谐波减速器的钢轮与所述输出轴连接。
[0009]在一些实施例中，所述机械臂关节结构还包括壳体，所述壳体包括固定电机模组的底座外壳和与所述支撑轴承座固定连接的关节臂外壳。
[0010]在一些实施例中，所述扭矩传感器为单轴式扭矩传感器。
[0011]在一些实施例中，所述轴承是滚动轴承。优选的是，所述轴承为深沟球轴承或交叉滚子轴承。
附图说明
[0012]本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
[0013]图1是根据本说明书一些实施例所示的机械臂关节结构总装配示意图；
[0014]图2是根据本说明书一些实施例所示的机械臂关节结构爆炸示意图；
[0015]图3是根据本说明书一些实施例所示的十字滑块和扭矩传感器组件的结构示意图；
[0016]图4是根据本说明书一些实施例所示的十字滑块自动适应同心度偏差示意图。
具体实施方式
[0017]为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
[0018]如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
[0019]本说明书的目的是通过设计一种机械臂关节结构，提高安装有扭矩传感器的机械臂关节轴向和径向刚度，从而提高机械臂精度。
[0020]图1是根据本说明书一些实施例所示的机械臂关节结构总装配示意图；
[0021]图2是根据本说明书一些实施例所示的机械臂关节结构爆炸示意图；图3是根据本说明书一些实施例所示的十字滑块和扭矩传感器组件的结构示意图；图4是根据本说明书一些实施例所示的十字滑块自动适应同心度偏差示意图。以下将对本说明书实施例所涉及的机械臂关节结构进行详细说明。需要注意的是，以下实施例仅用于解释本说明书，并不构成对本说明书的限定。
[0022]如附图1、2所示，一种机械臂关节结构，包括十字滑块100、轴承支撑组件200、传感器组件300和电机模组400；所述轴承支撑组件200包括支撑轴承座201、轴承内圈盖板202、轴承外圈盖板203和轴承204；所述传感器组件包括扭矩传感器301、传感器连接板302和传感器固定座303；所述十字滑块100的两面分别与所述支撑轴承座201和所述传感器连接板302紧固连接；所述传感器连接板302的另一面与所述扭矩传感器301的内圈3011通过螺钉
紧固连接；所述扭矩传感器301的外圈3012和所述传感器固定座303的一端紧固连接；所述传感器固定座303的另一端与所述电机模组400的输出端相连；所述轴承外圈盖板203与所述支撑轴承座201通过螺钉紧固连接，以夹紧所述轴承204的外圈；所述轴承内圈盖板202与所述传感器固定座303通过螺钉紧固连接，以夹紧所述轴承204的内圈。本实施例中提供的机械臂关节结构，作用在关节臂外壳502上的力矩通过十字滑块100传递至扭矩传感器301的内圈3011，扭矩传感器内圈3011与固定在传感器固定座303上的扭矩传感器外圈3012产生相对扭转变形，经过机电信号转换得到关节所受的扭矩值。并且通过增加轴承204，将原本由扭矩传感器301直接承受的关节轴向力和径向力变换到由轴承204承受，从而提高关节的刚度。
[0023]图3是根据本说明书一些实施例所示的十字滑块和扭矩传感器组件的结构示意图；图4是根据本说明书一些实施例所示的十字滑块自动适应同心度偏差示意图。
[0024]为了自动调整机构组装时的同心度偏差，防止扭矩传感器产生内力，影响测量准确性，在本说明书所述的机械臂关节结构中设计了十字滑块100。所述十字滑块100的两面均设有凸台，所述支撑轴承座201和所述传感器连接板302与所述十字滑块100的接触面上分别开设有与凸块相匹配的凹槽。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂关节结构，其特征在于：包括十字滑块(100)、轴承支撑组件(200)、传感器组件(300)和电机模组(400)；所述轴承支撑组件(200)包括支撑轴承座(201)、轴承内圈盖板(202)、轴承外圈盖板(203)和轴承(204)；所述传感器组件包括扭矩传感器(301)、传感器连接板(302)和传感器固定座(303)；所述十字滑块(100)的两面分别与所述支撑轴承座(201)和所述传感器连接板(302)紧固连接；所述传感器连接板(302)的另一面与所述扭矩传感器(301)的内圈(3011)紧固连接；所述扭矩传感器(301)的外圈(3012)和所述传感器固定座(303)的一端紧固连接；所述传感器固定座(303)的另一端与所述电机模组(400)的输出端相连；所述轴承外圈盖板(203)与所述支撑轴承座(201)紧固连接，以夹紧所述轴承(204)的外圈；所述轴承内圈盖板(202)与所述传感器固定座(303)紧固连接，以夹紧所述轴承(204)的内圈。2.如权利要求1所述的机械臂关节结构，其特征在于：所述十字滑块(100)的两面均设有凸台，所述支撑轴承座(201)和所述传感器连接板(302)与所述十字滑块(100)的接触面上分别开设有与凸台相匹配的凹槽。3.如权利要求2所述的机械臂关节结构，其特征在于：所述支撑轴承座(201)与所述十字滑块(100)的接触面上开设轴承座凹槽(2011)；所述传感器连接板(302)与所述十字滑块(100)的接触面上开设连接板凹槽(3021)；所述十字滑块(100)与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩，郑建林，王挺，王元军，
申请(专利权)人：宁波睿达医疗器械有限公司，
类型：新型
国别省市：