关节驱动模组及机器人制造技术

技术编号:40271046 阅读:25 留言:0更新日期:2024-02-02 22:57
本发明专利技术公开一种关节驱动模组及机器人,属于机器人技术领域。其中,关节驱动模组安装于机器人的关节,包括:壳体;输出轴,设置在所述壳体内;电机组件,套设于输出轴上;谐波减速组件,套设于输出轴上;以及输出组件,与谐波减速组件连接,适于将谐波减速组件传递的力输出;其中,关节驱动模组还包括分隔件,分隔件套设于输出轴上以与输出轴形成第一台阶和第二台阶,第一台阶供电机组件安装,第二台阶供谐波减速组件安装。通过上述方式,无需采用额外的支撑结构将电机组件和谐波减速组件连接以进行安装,减轻电机组件和谐波减速组件整体重量的同时,还优化了关节驱动模组整体的结构空间,使得关节驱动模组整体结构更为紧凑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人,具体涉及一种关节驱动模组及机器人


技术介绍

1、机器人具有很强的环境适应能力和极高的运动灵活性,在服务、医疗、教育、娱乐等行业以及特种作业场合均具有很广泛的应用前景。大型机器人体积和重量比较大,对行走时的稳定性和驱动能力会有更高的要求。

2、现有技术中,机器人腿部关节结构和分布多采用和人体类似的关节排布形式,关节之间的旋转部位采用轴承支撑,部分关节的旋转驱动安装在关节位置,这种排布方式既可以使结构紧凑,又能保证关节旋转的刚性。但是,这种排布方式会造成电机与谐波减速器需通过额外的支撑结构进行连接,使得关节位置的空间和质量变大。而关节重量的提升又会增加机器人运动时的载荷,从而对驱动电机的要求更加苛刻。因此,轻量化设计的腿部结构是机器人面临的焦点问题之一。


技术实现思路

1、因此,本专利技术所要解决的技术问题是如何使得安装于机器人关节处的关节驱动模组的结构紧凑化且轻量化。

2、为解决上述技术问题,本专利技术提供一种关节驱动模组,安装于机器人的关节,所述关节驱动模组包括:

3、壳体;

4、输出轴,设置在所述壳体内;

5、电机组件,套设于所述输出轴上;

6、谐波减速组件,套设于所述输出轴上;以及

7、输出组件,与所述谐波减速组件连接,适于将所述谐波减速组件传递的力输出;

8、其中,所述关节驱动模组还包括分隔件,所述分隔件套设于所述输出轴上以与所述输出轴形成第一台阶和第二台阶,所述第一台阶供所述电机组件安装,所述第二台阶供所述谐波减速组件安装。

9、可选地,上述的关节驱动模组,所述分隔件与所述输出轴一体成型;

10、所述分隔件自所述输出轴的外表面向远离所述输出轴的轴线方向凸伸形成。

11、可选地,上述的关节驱动模组,所述关节驱动模组还包括设置在所述壳体内的检测件,所述检测件的两端分别连接所述谐波减速组件和所述壳体,适于检测所述关节驱动模组所受到的力矩。

12、可选地,上述的关节驱动模组,所述谐波减速组件包括套设于所述输出轴上以与所述输出轴连接的波发生器、分别连接所述波发生器和所述输出组件的柔轮、及与所述柔轮齿啮合的刚轮,所述检测件的一端与所述刚轮连接。

13、可选地,上述的关节驱动模组,所述刚轮包括本体及自所述本体的外表面向外突伸形成的凸部,所述凸部与所述本体之间形成第三台阶,所述检测件的一端设置在所述第三台阶上。

14、可选地,上述的关节驱动模组,所述波发生器具有凹部,所述凹部自所述波发生器朝向所述分隔件设置的表面朝向远离所述分隔件的方向内凹型成;

15、至少部分所述分隔件被容置在所述凹部内。

16、可选地,上述的关节驱动模组,所述谐波减速组件还包括压接件,所述压接件包括柔轮压环及连接体;

17、所述连接体依次穿过所述柔轮压环、柔轮及所述输出组件,以使所述柔轮和所述输出组件固定连接。

18、可选地,上述的关节驱动模组,所述电机组件包括电机转子与电机定子;

19、所述电机定子与所述壳体固定连接,所述电机转子与所述输出轴连接,以将动力传递至所述输出轴。

20、可选地,上述的关节驱动模组,所述关节驱动模组还包括轴承组件,所述轴承组件设置在所述输出组件和所述输出轴之间;

21、和/或

22、所述轴承组件设置在所述电机定子和所述输出轴之间;

23、和/或

24、所述轴承组件设置在所述输出组件和所述壳体之间。

25、可选地,上述的关节驱动模组,所述关节具有静止状态和运动状态,所述机器人包括控制器,所述控制器适于获取所述关节分别位于所述静止状态和运动状态时、所述关节驱动模组的输出力矩;

26、位于所述静止状态时,所述关节驱动模组输出的力矩为:

27、t=ts+tm+tf;

28、位于所述运动状态时,所述关节驱动模组输出的力矩为:

29、

30、其中,tm为所述电机定子所在的电机端的输出扭矩,ts为所述检测件采集到的所述刚轮反馈的力矩,tf为所述轴承组件的摩擦转矩之和,jw为所述电机转子、所述波发生器及所述输出轴组合为一体的转动惯量,为所述电机转子的角加速度,jr为所述柔轮的转动惯量,n为谐波减速组件的减速比。

31、本专利技术还提供一种机器人,包括:

32、机身,设置有多个关节;

33、关节驱动模组,适于安装于所述关节位置处;以及

34、控制器,与所述关节驱动模组的检测件电连接连接;

35、其中,所述关节驱动模组为如上所述的关节驱动模组。

36、本专利技术提供的技术方案,具有以下优点:通过在输出轴上设置有分隔件,该分隔件与输出轴形成第一台阶和第二台阶,第一台阶供电机组件安装,第二台阶供谐波减速组件安装,无需采用额外的支撑结构将电机组件和谐波减速组件连接以进行安装,减轻电机组件和谐波减速组件整体重量的同时,还优化了关节驱动模组整体的结构空间,使得关节驱动模组整体结构更为紧凑。

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【技术保护点】

1.一种关节驱动模组,安装于机器人的关节,其特征在于,所述关节驱动模组包括:

2.如权利要求1所述的关节驱动模组,其特征在于,所述分隔件与所述输出轴一体成型;

3.如权利要求1所述的关节驱动模组,其特征在于,所述关节驱动模组还包括设置在所述壳体内的检测件,所述检测件的两端分别连接所述谐波减速组件和所述壳体,适于检测所述关节驱动模组所受到的力矩。

4.如权利要求3所述的关节驱动模组,其特征在于,所述谐波减速组件包括套设于所述输出轴上以与所述输出轴连接的波发生器、分别连接所述波发生器和所述输出组件的柔轮、及与所述柔轮齿啮合的刚轮,所述检测件的一端与所述刚轮连接。

5.如权利要求4所述的关节驱动模组,其特征在于,所述刚轮包括本体及自所述本体的外表面向外突伸形成的凸部,所述凸部与所述本体之间形成第三台阶,所述检测件的一端设置在所述第三台阶上。

6.如权利要求4所述的关节驱动模组,其特征在于,所述波发生器具有凹部,所述凹部自所述波发生器朝向所述分隔件设置的表面朝向远离所述分隔件的方向内凹型成;

7.如权利要求4所述的关节驱动模组,其特征在于,所述谐波减速组件还包括压接件,所述压接件包括柔轮压环及连接体;

8.如权利要求4所述的关节驱动模组,其特征在于,所述电机组件包括电机转子与电机定子;

9.如权利要求8所述的关节驱动模组,其特征在于,所述关节驱动模组还包括轴承组件,所述轴承组件设置在所述输出组件和所述输出轴之间;

10.如权利要求9所述的关节驱动模组,其特征在于,所述关节具有静止状态和运动状态,所述机器人包括控制器,所述控制器适于获取所述关节分别位于所述静止状态和运动状态时、所述关节驱动模组的输出力矩;

11.一种机器人,其特征在于,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种关节驱动模组,安装于机器人的关节,其特征在于,所述关节驱动模组包括:

2.如权利要求1所述的关节驱动模组,其特征在于,所述分隔件与所述输出轴一体成型;

3.如权利要求1所述的关节驱动模组,其特征在于,所述关节驱动模组还包括设置在所述壳体内的检测件,所述检测件的两端分别连接所述谐波减速组件和所述壳体,适于检测所述关节驱动模组所受到的力矩。

4.如权利要求3所述的关节驱动模组,其特征在于,所述谐波减速组件包括套设于所述输出轴上以与所述输出轴连接的波发生器、分别连接所述波发生器和所述输出组件的柔轮、及与所述柔轮齿啮合的刚轮,所述检测件的一端与所述刚轮连接。

5.如权利要求4所述的关节驱动模组,其特征在于,所述刚轮包括本体及自所述本体的外表面向外突伸形成的凸部,所述凸部与所述本体之间形成第三台阶,所述检测件的一端设置在所述第三台阶...

【专利技术属性】
技术研发人员:高建程曹俊亮喻超
申请(专利权)人:追觅创新科技苏州有限公司
类型:发明
国别省市:

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