一种高集成模块化协作机器人关节模组制造技术

一种高集成模块化协作机器人关节模组，输出转接轴固定在减速机下端，无框力矩电机转子固定在减速机输入轴上端，无框力矩电机定子与电机壳内侧过盈配合；制动固定板固定在电机壳上端，电磁制动器固定在制动固定板下方，输入端轴承设置在电磁制动器内部，输入端轴承内圈和制动转接轴配合，制动转接轴固定在无框力矩电机转子上；制动转接轴的上端面安装有编码器外码盘，输出转接轴的上端面安装有编码器内码盘；驱动座固定在制动固定板上端，输出端轴承设置在驱动座内部，输出端轴承内圈与输出转接轴配合，输出端轴承外圈与驱动座配合。本案的协作机器人关节模组，其模块化程度高、安装维护方便、散热性能良好。散热性能良好。散热性能良好。

【技术实现步骤摘要】
一种高集成模块化协作机器人关节模组


[0001]本专利技术涉及模块化协作机器人
，尤其涉及一种高集成模块化协作机器人关节模组。

技术介绍

[0002]目前工业机器人推陈出新，不断寻求变革。而智能化、数字化也渐渐成为行业主流，造就了协作机器人开始崭露头角，备受市场青睐。为加快协作机器人开发进度，实现批量化生产，就有必要对协作机器人的部件进行模块化设计。关节模组是协作机器人的典型组成部件之一，主要由减速机、无框力矩电机、编码器和驱动器等组成，现有的关节模组普遍存在如下缺陷：
[0003]1.模块化程度低；
[0004]2.不易拆装维护；
[0005]3.运行时发热严重或本体结构散热不好，造成关节模组外表面温度高；
[0006]4.运行过程中稳定性、可靠性差，长期运行会出现连接处螺纹松动和间隙。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高集成模块化协作机器人关节模组，以克服现有技术中的不足。
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0009]一种高集成模块化协作机器人关节模组，输出转接轴固定在减速机下端，无框力矩电机转子固定在减速机输入轴最上端，无框力矩电机定子与电机壳内侧过盈配合；制动固定板固定在电机壳上端，电磁制动器固定在制动固定板下方，输入端轴承设置在电磁制动器内部，输入端轴承内圈和制动转接轴配合，制动转接轴固定在无框力矩电机转子上；制动转接轴的上端面安装有编码器外码盘，输出转接轴的上端面安装有编码器内码盘；所述驱动座固定在制动固定板上端，输出端轴承设置在驱动座内部，输出端轴承内圈与输出转接轴配合，输出端轴承外圈与驱动座配合。
[0010]优选的，所述电机壳外表面上设计有若干第一散热槽，若干第一散热槽形成工字型框架结构。
[0011]优选的，所述电机壳上还设置有凸台，凸台外沿上周向均匀设置有一圈第一紧固螺孔。
[0012]优选的，所述无框力矩电机定子的外围包裹一层导热体。
[0013]优选的，所述无框力矩电机转子的端面上沿轴向设置有第二紧固螺孔。
[0014]优选的，所述制动固定板上设计有第二散热槽。
[0015]优选的，所述驱动座上设置有驱动器。
[0016]优选的，所述电机壳和制动固定板采用铝材质制成。
[0017]优选的，所述输出转接轴为中空轴。
[0018]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0019]1)高集成化、模块化：将原本安装在机器人关节本体内的减速机、无框力矩电机、编码器、制动组件及驱动器等重要部件集成到一关节模组内，从机器人关节中独立出来(与关节本体分开)，完成模块化设计。
[0020]2)散热快：由于关节模组的温升来源主要是减速机、电磁制动器和无框力矩电机定子在运行过程中产生的，为了快速热量传导出去，本案的协作机器人关节模组采用了以下三种方式进行散热：
[0021]2.1)无框力矩电机定子外围包裹一层导热体，导热体直接与电机壳贴合，最大限度将热量传递给电机壳，并最终将热量直接导出到模组外空气中；
[0022]2.2)电机壳外表面上设计有若干第一散热槽，从而大大增加散热面积，且若干第一散热槽形成工字型框架结构，工字型框架结构使电机壳壳体强度增加、质量减轻、结构更稳定、受力更均匀，同时较薄的电机壳壁厚可使无框力矩电机定子散热更快；
[0023]2.3)制动固定板上开设有第二散热槽，既减轻质量方便散热，当电磁制动器运行产生热量时，电磁制动器自动导热到自身上端，再从自身上端导热到制动固定板，然后通过第二散热槽散热到驱动座，并通过驱动座空腔散热到外空气中。
[0024]3)拆装更换方便，具体体现在：
[0025]3.1)模组设计有凸台，凸台上有一圈第一紧固螺孔，使关节本体和螺丝从模组驱动座往减速机方向套入锁紧，模组与关节本体贴合面仅两处，极大简化了关节本体的加工及其重量，模块化程度高，方便拆装更换；
[0026]3.2)在无框力矩电机转子的端面上沿轴向设置有第二紧固螺孔，第二紧固螺孔用于沿轴向来连接固定无框力矩电机的转子，相比于传统的侧向紧固方式，沿轴向紧固更便于拆装；
[0027]3.3)无框力矩电机定子与电机壳内部采用过盈配合装配，且在过盈配合间隙内包裹一层导热体，而不是采用传统的粘胶方式来装配，这样不仅可使无框力矩电机定子和电机壳结合更牢固，而且避免了采用粘胶方式时因热膨胀导致二者粘接失效的风险，也方便了后期拆装维护。
[0028]4)精度高：将双编码器集成到驱动器上，同时使编码器面在同一面上，节约了内部空间，编码器码盘采用螺纹加机米螺丝锁紧方式与输入输出转接轴连接，方便调节与驱动板距离，且码盘长筒状结构保证了较好的同轴度。
[0029]5)连接处结构简单、刚性好、拆装更换方便：制动器转子毂结构融合进制动转接轴中设计成一体化，同时电机转子设计有螺纹孔来固定使结构更紧凑，连接处基本采用螺丝轴向连接、定位圆定位，不易出现连接松动和间隙，连接紧固，刚性强，零件安装更换方便(特别是电机转子)，维修成本低，提升整机的可靠性和使用寿命。
[0030]6)稳定性好：电机输出轴轴承直接与驱动座连接而与输出轴无接触，改善输出轴的稳定性，降低对内编码器码盘的影响。
[0031]为了能更清晰的理解本专利技术，以下将结合附图说明阐述本专利技术较佳的实施方式。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的装配分解图；
[0033]图2为本专利技术的装配结构剖视图；
[0034]图3为本专利技术中电机壳的结构示意图；
[0035]图4为本专利技术中无框力矩电机的结构示意图；
[0036]图5为本专利技术中制动固定板的结构示意图。
[0037]附图标识：
[0038]1‑
输出转接轴、2
‑
减速机、3
‑
无框力矩电机、4
‑
电机壳、5
‑
制动转接轴、6
‑
电磁制动器、7
‑
输入端轴承、8
‑
制动固定板、9
‑
编码器外码盘、10
‑
编码器内码盘、11
‑
输出端轴承、12
‑
驱动座；31
‑
导热体、32
‑
第二紧固螺孔、41
‑
第一散热槽、42
‑
凸台、43
‑
第一紧固螺孔、81
‑
第二散热槽。
具体实施方式
[0039]在本专利技术的描述中，需要理解的是，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专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高集成模块化协作机器人关节模组，包括模块化同轴装配在一起的输出转接轴(1)、减速机(2)、无框力矩电机(3)、电机壳(4)、制动组件、输入端轴承(7)、编码组件、输出端轴承(11)及驱动座(12)，其特征在于：所述制动组件包括：制动转接轴(5)、电磁制动器(6)、制动固定板(8)，所述编码组件包括：编码器外码盘(9)、编码器内码盘(10)；所述输出转接轴(1)固定在减速机(2)下端，无框力矩电机(3)转子固定在减速机(2)输入轴最上端，无框力矩电机(3)定子与电机壳(4)内侧过盈配合；所述制动固定板(8)固定在电机壳(4)上端，电磁制动器(6)固定在制动固定板(8)下方，输入端轴承(7)设置在电磁制动器(6)内部，输入端轴承(7)内圈和制动转接轴(5)配合，制动转接轴(5)固定在无框力矩电机(3)转子上；所述制动转接轴(5)的上端面安装有编码器外码盘(9)，输出转接轴(1)的上端面安装有编码器内码盘(10)；所述驱动座(12)固定在制动固定板(8)上端，输出端轴承(11)设置在驱动座(12)内部，输出端轴承(11)内圈与输出转接轴(1)配合，输出端轴承(11)外圈与驱动座(12)配合。2.根据权利要求1所述的一种高...

【专利技术属性】
技术研发人员：揭州，田建林，
申请(专利权)人：伯朗特机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：