机械臂及其关节模组制造技术

本申请主要是涉及机械臂及其关节模组，关节模组包括驱动组件和编码组件，驱动组件包括输出轴和与输出轴的一端连接的转接件，编码组件包括底座、转轴和编码盘，转轴设置成转动支撑在底座上，编码盘与转轴的一端连接，转轴的另一端在转接件的导向下穿过转接件而部分插入输出轴，转轴设置成与输出轴保持同步转动。本申请提供的关节模组中，编码组件的转轴在与驱动组件的输出轴连接的转接件的导向下部分插入输出轴，以通过转接件在输出轴的径向上对转轴进行径向限位，有利于增加转轴与输出轴之间的同轴度，进而提高编码器的检测精度。进而提高编码器的检测精度。进而提高编码器的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
机械臂及其关节模组


[0001]本申请涉及机械臂的
，具体是涉及机械臂及其关节模组。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，生产制造不仅需要机械臂取代单调、重复性高、危险性强的工作，以提高自动化程度，降低人力成本，还需要机械臂与操作人员实现人机协作，以协同完成更加高难度、更加复杂、更加高精度的特殊任务。其中，机械臂的关节模组中一般会设置相应的编码器，以检测驱动组件的输出轴的转动状态，进而进行相应的控制。然而，相关技术存在编码器的转轴与驱动组件的输出轴之间的同轴度不高的问题，进而导致编码器的检测精度较差。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供了一种机械臂的关节模组，关节模组包括驱动组件和编码组件，驱动组件包括输出轴和与输出轴的一端连接的转接件，编码组件包括底座、转轴和编码盘，转轴设置成转动支撑在底座上，编码盘与转轴的一端连接，转轴的另一端在转接件的导向下穿过转接件而部分插入输出轴，转轴设置成与输出轴保持同步转动。
[0004]本申请实施例提供了一种机械臂的关节模组，关节模组包括驱动组件和编码组件，驱动组件包括输出轴和与输出轴的一端连接的转接件，编码组件包括底座、转轴和编码盘，转轴设置成转动支撑在底座上，编码盘与转轴的一端连接，转轴的另一端在转接件的导向下穿过转接件而部分插入输出轴，转轴与输出轴形成一对接触面，一对接触面在垂直于输出轴的轴向上的横截面积在沿输出轴的轴向且远离编码盘的方向上逐渐变小，底座被固定后沿输出轴的轴向为一对接触面提供压紧力，以使得转轴在一对接触面之间的摩擦力的作用下跟随输出轴转动。
[0005]本申请实施例还提供了一种机械臂，机械臂包括上述实施例所述的关节模组。
[0006]本申请的有益效果是：本申请提供的关节模组中，编码组件的转轴在与驱动组件的输出轴连接的转接件的导向下部分插入输出轴，以通过转接件在输出轴的径向上对转轴进行径向限位，有利于增加转轴与输出轴之间的同轴度，进而提高编码器的检测精度。
附图说明
[0007]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0008]图1是本申请提供的机械臂一实施例的结构示意图；
[0009]图2是本申请提供的关节模组一实施例的截面结构示意图；
[0010]图3是本申请提供的驱动组件和关节外壳一实施例的截面结构示意图；
[0011]图4是本申请提供的下轴承座一实施例的截面结构示意图；
[0012]图5是本申请提供的上轴承座一实施例的截面结构示意图；
[0013]图6是本申请提供的减速组件一实施例的截面结构示意图；
[0014]图7是本申请提供的制动组件一实施例的分解结构示意图；
[0015]图8是本申请提供的制动组件和编码组件一实施例的截面结构示意图；
[0016]图9是本申请提供的摩擦片一实施例的俯视结构示意图；
[0017]图10是本申请提供的转接件一实施例的俯视结构示意图；
[0018]图11是本申请提供的转接件一实施例的截面结构示意图；
[0019]图12是本申请提供的支架一实施例的截面结构示意图；
[0020]图13是本申请提供的关节模组一实施例的截面结构示意图；
[0021]图14是本申请提供的编码组件一实施例的分解结构示意图；
[0022]图15中(a)和(b)是本申请提供的转轴与输出轴接插各种实施例的结构示意图；
[0023]图16是本申请提供的编码组件一实施例的截面结构示意图；
[0024]图17是本申请提供的转接件一实施例的截面结构示意图；
[0025]图18是本申请提供的编码组件一实施例的截面结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0027]本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
[0028]结合图1，机械臂10可以包括关节模组11、连接臂12和基座13，关节模组11和连接臂12的数量可以分别为多个，他们可以按照一定的排列方式直接地或者间接地与基座13连接，以使得机械臂10远离基座13的末端在三维空间中具有不同的自由度和位置，进而满足各种应用场景的操作需求。其中，机械臂10可以为工业机械臂。相较于其他诸如教育型桌面机械臂的机械臂，工业机械臂的末端所抓取的物体较重，负载较大，因此需要对关节模组11等结构进行合理的设计。
[0029]作为示例性地，结合图2，关节模组11可以包括关节外壳111、驱动组件112、减速组件113、制动组件114和编码组件115。其中，关节外壳111可以兼作驱动组件112的机壳，也即驱动组件112的相关结构均可以直接安装在关节外壳111上，减速组件113、制动组件114和编码组件115等结构也可以按照一定的组装顺序直接地或者间接地安装在关节外壳111上，以使得关节模组11在结构上一体化，也即“一体化关节模组”。如此，有利于简化关节模组11的结构，进而降低关节模组11的成本。当然，在其他一些诸如一体化要求不高的实施方式中，驱动组件112也可以具有独立于关节外壳111的壳体，也即驱动组件112脱离于关节外壳111之后同样可以单独使用。
[0030]进一步地，驱动组件112主要是用于驱动与之连接的关节模组11或者连接臂12转
动，减速组件113主要是用于在关节模组11、连接臂12等结构之间实现不同的转速匹配和传递转矩，制动组件114主要是用于实现驱动组件112在转动状态与制动状态之间的切换，编码组件115主要是用于检测驱动组件112和减速组件113中至少一者的诸如转速和角位置的转动状态。其中，减速组件113和制动组件114可以设置在驱动组件112的相背两侧，编码组件115可以设置在制动组件114背离驱动组件112的一侧。
[0031]作为示例性地，结合图2及图3，关节外壳111可以包括第一外壳1111和与第一外壳1111连接的第二外壳1112，两者可以形成具有一定容积的腔体结构。其中，第一外壳1111的内侧可以设有环形承台1113，环形承台1113所在区域相对于第一外壳1111的其他区域具有更厚的壁厚，以增加第一外壳1111局部的结构强度；第一外壳1111的外侧可以设有用于与关节模组11或者连接臂12连接的装配位，装配位所在区域相对于第一外壳1111的其他区域同样具有更厚的壁厚，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂的关节模组，其特征在于，所述关节模组包括驱动组件和编码组件，所述驱动组件包括输出轴和与所述输出轴的一端连接的转接件，所述编码组件包括底座、转轴和编码盘，所述转轴设置成转动支撑在所述底座上，所述编码盘与所述转轴的一端连接，所述转轴的另一端在所述转接件的导向下穿过所述转接件而部分插入所述输出轴，所述转轴设置成与所述输出轴保持同步转动。2.根据权利要求1所述的关节模组，其特征在于，所述转接件设置成环状结构，所述转轴沿所述转接件的内环面插入所述输出轴，所述内环面的半径在所述输出轴的轴向上保持不变。3.根据权利要求1所述的关节模组，其特征在于，所述关节模组包括制动组件，所述制动组件包括套设在所述转接件上的摩擦片，沿所述输出轴的轴向观察，所述转接件的外轮廓和所述摩擦片的内轮廓呈相匹配的非圆形，以允许所述摩擦片跟随所述转接件转动，并允许所述摩擦片沿所述输出轴的轴向相对于所述转接件移动。4.根据权利要求3所述的关节模组，其特征在于，所述转接件包括筒状主体和与所述筒状主体连接的内凸缘部，所述筒状主体的外轮廓沿所述输出轴的轴向观察呈非圆形，所述摩擦片套设在所述筒状主体上，所述输出轴插入所述筒状主体，且所述输出轴的端面与所述内凸缘部抵接。5.根据权利要求4所述的关节模组，其特征在于，所述内凸缘部设有多个绕所述转轴间隔设置的沉孔，所述驱动组件包括紧固件，所述紧固件经由所述沉孔将所述内凸缘部固定在所述输出轴上。6.根据权利要求3所述的关节模组，其特征在于，所述制动组件包括安装座、设置在所述安装座内的第一弹性件和励磁线圈，以及在所述输出轴的轴向上分别位于所述摩擦片两侧的衔铁盘和盖板，所述励磁线圈断电时，所述衔铁盘在所述第一弹性件的弹力作用下沿所述输出轴的轴向推动所述摩擦片与所述盖板接触，以使得所述输出轴由转动状态切换至制动状态，所述励磁线圈通电时，所述励磁线圈产生的磁场作用于所述衔铁盘，使得所述摩擦片与所述盖板分离，以解除所述输出轴的制动状态。7.根据权利要求6所述的关节模组，其特征在于，所述关节模组包括第二弹性件，所述驱动组件包括上轴承座和上轴承，所述上轴承的内圈和外圈分别与所述输出轴和所述上轴承座连接，所述安装座将所述第二弹性件压持在所述上轴承的外圈上。8.根据权利要求7所述的关节模组，其特征在于，所述关节模组包括支架，所述上轴承座包括上固定部和与所述上固定部连接的上环状限位部，所述安装座和所述支架支撑在所述上固定部的同一侧，在所述输出轴的径向上，所述安装座被径向限位于所述上环状限位部的内侧，所述支架被径向限位于所述上环状限位部的外侧，所述底座被固定在所述支架上。9.根据权利要求8所述的关节模组，其特征在于，所述底座设有轴承孔，所述编码组件包括嵌设在所述轴承孔内的轴承，所述转轴包括连接部、接插部和外延部，所述接插部和所述外延部分别与所述连接部的两端连接，所述连接部嵌设在所述轴承的内圈上，所述接插部和所述外延部分别从所述轴承的两侧伸出，所述接插部的外径在沿所述输出轴的轴向且远离所述外延部的方向上先保持不变后逐渐变小，以允许所述接插部在所述转接件的导向下穿过所述转接件而部分插入所述输出轴，所述接插部与所述输出轴形成一对接触面，所
述底座被固定于所述支架后沿所述输出轴的轴向为一对所述接触面提供压紧力，以使得所述转轴在一对所述接触面之间的摩擦力的作用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王重彬，姜宇，张明，雷应波，叶伟智，王伦，
申请(专利权)人：深圳市越疆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：