机械臂关节制造技术

本实用新型专利技术提供一种机械臂关节，涉及机械臂技术领域，该关节包括电机、同步带轮、同步带、关节输出轴、电机驱动器、谐波减速器、抱闸和检测组件；检测组件包括扭矩传感器和绝对值编码器；第一同步带轮与电机的轴固定连接，抱闸与电机的轴同轴安装；第一同步带轮和第二同步带轮的旋转轴平行，同步带套设在第一同步带轮和第二同步带轮上；第二同步带轮与谐波减速器固定连接，谐波减速器与关节输出轴固定连接，且谐波减速器与扭矩传感器固定连接；第二同步带轮、谐波减速器、电机驱动器、扭矩传感器和绝对值编码器均为中空，且均与关节输出轴同轴安装。本实用新型专利技术实现在扩大适用范围同时，提高机械臂关节的性能，以及缩小机械臂关机的体积。体积。体积。

【技术实现步骤摘要】
机械臂关节


[0001]本技术涉及机械臂
，尤其涉及一种机械臂关节。

技术介绍

[0002]为了缩小关节体积，提高集成化程度，现有技术中将机械臂关节中的电机、电机驱动器、谐波减速器、抱闸、扭矩传感器、绝对值编码器等同轴安装。
[0003]上述这种设计方式的优点是结构紧凑，中空轴走线。缺点是，一方面对器件的类型要求较高，如电机只能选择中空轴电机，对安装精度要求较高、适用范围小；另一方面，电机和电磁抱闸被其他器件紧密包围，不容易散热，电机和电磁抱闸发热和电磁干扰对线缆和电机驱动板、传感器性能影响大，进而影响机械臂关节的性能。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种机械臂关节，用以解决现有技术中机械臂中的器件均同轴暗转，不仅适用范围小，而且影响机械臂关节的性能的缺陷，实现在扩大适用范围同时，提高机械臂关节的性能。
[0005]本技术提供一种机械臂关节，包括电机、同步带轮、同步带、关节输出轴、电机驱动器、谐波减速器、抱闸和检测组件；
[0006]所述检测组件包括扭矩传感器和绝对值编码器；
[0007]其中，所述同步带轮包括第一同步带轮和第二同步带轮；
[0008]所述第一同步带轮与所述电机的轴固定连接，所述抱闸与所述电机的轴同轴安装；
[0009]所述第一同步带轮和第二同步带轮的旋转轴平行，所述同步带套设在所述第一同步带轮和第二同步带轮上；
[0010]所述第二同步带轮与所述谐波减速器固定连接，所述谐波减速器与所述关节输出轴固定连接，且所述谐波减速器与所述扭矩传感器固定连接；
[0011]所述第二同步带轮、谐波减速器、电机驱动器、扭矩传感器和绝对值编码器均为中空；
[0012]所述第二同步带轮、谐波减速器、电机驱动器、扭矩传感器和绝对值编码器均与所述关节输出轴同轴安装。
[0013]根据本技术提供的一种机械臂关节，所述电机驱动器安装在所述第二同步带轮的后方，同时所述绝对值编码器安装在所述第二同步带轮的后方。
[0014]根据本技术提供的一种机械臂关节，所述谐波减速器包括输入轴和输出法兰；
[0015]其中，所述输入轴和输出法兰均为中空，且均与所述关节输出轴同轴安装；
[0016]所述谐波减速器的输入轴与所述第二同步带轮固定连接，所述输出法兰与所述关节输出轴固定连接；
[0017]所述电机用于在所述电机驱动器的控制下旋转，并带动所述第一同步带轮、同步带和第二同步带轮，以及所述谐波减速器的输入轴和输出法兰旋转。
[0018]根据本技术提供的一种机械臂关节，所述扭矩传感器的输入侧与所述谐波减速器的输出法兰固定连接，所述扭矩传感器的输出侧与所述机械臂关节的输出端连杆固定连接；
[0019]所述扭矩传感器用于检测所述机械臂关节的输入端连杆与输出端连杆连接之间传递的扭矩值。
[0020]根据本技术提供的一种机械臂关节，所述绝对值编码器包括读数头和检测器；
[0021]所述检测器包括磁栅或光栅；
[0022]所述检测器和所述读数头均为中空；
[0023]所述检测器和所述读数头均与所述关节输出轴同轴安装，且所述检测器固定在所述关节输出轴上；
[0024]所述绝对值编码器用于检测所述关节输出轴的旋转状况。
[0025]根据本技术提供的一种机械臂关节，所述抱闸与所述电机同轴安装；
[0026]在所述抱闸处于断电状态的情况下，所述抱闸用于阻止所述电机的输出轴旋转，并阻止所述同步带轮、同步带和谐波减速器旋转。
[0027]根据本技术提供的一种机械臂关节，所述关节输出轴为中空轴；
[0028]所述机械臂关节的线缆通过所述关节输出轴穿出，并与所述电机驱动器连接；
[0029]所述线缆包括供电线缆和通信线缆；
[0030]所述线缆包括所述机械臂关节中的扭矩传感器、电机、抱闸、绝对编码器的线缆。
[0031]根据本技术提供的一种机械臂关节，还包括基座；
[0032]所述电机的定子、抱闸的外壳、谐波减速器的外壳、电机驱动器和绝对值编码器的读数头均固定在所述基座上。
[0033]根据本技术提供的一种机械臂关节，所述电机为空心轴电机或实心轴电机。
[0034]根据本技术提供的一种机械臂关节，所述电机、第一同步带轮和抱闸嵌入在所述机械臂关节的输入端连杆中；
[0035]所述第二同步带轮、谐波减速器、扭矩传感器、关节输出轴和绝对值编码器分别与所述机械臂关节的输出端连杆连接。
[0036]本技术提供的机械臂关节，通过设置第一同步带轮与电机的轴固定安装，以使电机通过第一同步带轮与第二同步带轮连接，进而与关节输出轴和谐波减速器等其他器件进行连接的同时，与其他器件间隔开来，实现通过同步带轮和谐谐波减速器两级传动，将动力传递到关节输出轴上，进而控制机械臂关节进行精准动作，一方面电机通过同步带轮和同步带与关节输出轴固定连接，不仅可以根据实际需求设置连接方式，连接方式多样化，使得电机可以即可选择中空轴电机，也可以选择实心轴电机，选择范围更广，而且两级传动也可以得到更大的减速比；另一方面，电机和抱闸与电机驱动器、绝对值编码器等其他器件独立安装，并且相隔一定距离，可有效减小电机和抱闸发热和电磁干扰对线缆、电机控制和传感器信号传输等造成的干扰，有效提高机械臂关节的性能。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1是本技术提供的机械臂关节的结构示意图。
[0039]附图标记：
[0040]1：基座；2：电机；3：谐波减速器的外壳；4：第一同步带轮；5：第二同步带轮；6：同步带；7：抱闸；8：扭矩传感器；9：绝对值编码器的读数头；10、绝对值编码器的检测器；11：关节输出轴；12：谐波减速器的输入轴；13：谐波减速器的输出法兰；14：电机驱动器。
具体实施方式
[0041]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0042]在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂关节，其特征在于，包括电机、同步带轮、同步带、关节输出轴、电机驱动器、谐波减速器、抱闸和检测组件；所述检测组件包括扭矩传感器和绝对值编码器；其中，所述同步带轮包括第一同步带轮和第二同步带轮；所述第一同步带轮与所述电机的轴固定连接，所述抱闸与所述电机的轴同轴安装；所述第一同步带轮和第二同步带轮的旋转轴平行，所述同步带套设在所述第一同步带轮和第二同步带轮上；所述第二同步带轮与所述谐波减速器固定连接，所述谐波减速器与所述关节输出轴固定连接，且所述谐波减速器与所述扭矩传感器固定连接；所述第二同步带轮、谐波减速器、电机驱动器、扭矩传感器和绝对值编码器均为中空；所述第二同步带轮、谐波减速器、电机驱动器、扭矩传感器和绝对值编码器均与所述关节输出轴同轴安装。2.根据权利要求1所述的机械臂关节，其特征在于，所述电机驱动器安装在所述第二同步带轮的后方，同时所述绝对值编码器安装在所述第二同步带轮的后方。3.根据权利要求1所述的机械臂关节，其特征在于，所述谐波减速器包括输入轴和输出法兰；其中，所述输入轴和输出法兰均为中空，且均与所述关节输出轴同轴安装；所述谐波减速器的输入轴与所述第二同步带轮固定连接，所述输出法兰与所述关节输出轴固定连接；所述电机用于在所述电机驱动器的控制下旋转，并带动所述第一同步带轮、同步带和第二同步带轮，以及所述谐波减速器的输入轴和输出法兰旋转。4.根据权利要求1
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3任一所述的机械臂关节，其特征在于，所述扭矩传感器的输入侧与所述谐波减速器的输出法兰固定连接，所述扭矩传感器的输出侧与所述机械臂关节的输出端连杆固定连接；所述扭矩传感器用于检测所述机械臂关节的输入端连杆与输出端连杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭亮，侯增广，王晨，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：新型
国别省市：