【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能机械，更具体地说，是涉及一种直线关节及机器人。
技术介绍
1、直线关节能够输出直线运动，适用于机器人中。在直线关节工作时，其运动端能够直线运动，为了能够获取直线关节的运动状态和运动位置，需要对直线关节运动端进行实时监测。目前常用的检测方法为光学检测，光学检测的方法依赖于直线关节内的视野环境，如果视野环境较差(例如直线关节的内部具有油液)，会导致光学检测的精度较差，无法准确检测直线关节的运动端的位置，更无法对机器人进行精确控制。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于提供一种直线关节及机器人，以解决现有技术中存在的光学检测关节位置的精度较差的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种直线关节，包括驱动件、由所述驱动件驱动的直线移动组件以及磁致伸缩位移传感器，所述直线移动组件包括能够输出直线运动的移动杆，所述磁致伸缩位移传感器用于检测所述移动杆的位移，所述磁致伸缩位移传感器包括磁致伸缩杆以及套设于所述磁致伸缩杆外周的磁环，所述磁环与所述移动杆固定连接且所述磁致伸缩杆位于所述移动杆的内部。
3、上述方案中，直线关节包括驱动件、直线移动组件和磁致伸缩位移传感器，驱动件驱动直线移动组件的移动杆直线运动，磁致伸缩位移传感器用于检测移动杆的位移。磁致伸缩位移传感器中的磁致伸缩杆两端施加脉冲电信号后，其周圈的磁场和磁环的磁场相互作用使磁致材料产生魏德曼效应，此效应会导致检测线圈的信号产生变化，并在检测线圈中产生感应电信号，通
4、可选地，所述磁致伸缩位移传感器还包括传感器本体，所述传感器本体包括激励模块和检测模块，所述激励模块用于发出电信号至所述磁致伸缩杆，所述磁致伸缩杆产生的磁场和所述磁环产生的磁场相互作用使所述磁致伸缩杆产生变化，所述检测模块用于检测所述磁致伸缩杆的变化并将所述变化转变为位移电信号。
5、上述方案中，激励模块会在磁致伸缩杆的回路两端施加一查询脉冲(一般为电流)，当脉冲电流流经磁环处的磁致伸缩杆时，记为“起始脉冲”。磁致伸缩杆外周围形成周向的安培环形磁场，该磁场与磁环的永磁磁场发生耦合作用，脉冲电流产生的周向磁场与磁环产生的轴向磁场合成一个螺旋磁场。基于磁性材料的魏德曼效应，在磁致伸缩杆表面形成应力波，应力波以波速(约2830m/s)由向磁致伸缩杆相反的两端传播，传向激励端的信号导致磁致伸缩杆内的磁感应强度发生变化，此时检测模块两端产生感应电压，记为“终止脉冲”。控制模块计算出起始脉冲与终止脉冲间的时间差δt，再乘以应力波在磁致伸缩杆中的传播速度v，即可计算出应力波发生位置与测量基准点间的距离l＝v*δt，从而实现对磁环位置的实时精确测量。
6、可选地，所述直线关节还包括壳体，所述驱动件、所述直线移动组件、所述磁致伸缩杆和所述磁环均设置于所述壳体的内部，所述传感器本体固定于所述壳体的外部，且所述磁致伸缩杆伸出至所述壳体的外部，与所述传感器本体连接。
7、上述方案中，壳体可以对驱动件、直线移动组件、磁致伸缩杆、磁环等形成一定的保护，磁致伸缩位移传感器的能够产生磁场的结构(磁致伸缩杆和磁环)均设置于壳体的内部，可以屏蔽驱动件产生的磁场对磁致伸缩杆和磁环的影响。
8、可选地，所述直线移动组件包括螺母、螺纹滚柱和所述移动杆，所述驱动件用于驱动所述螺母，所述螺纹滚柱设置于所述螺母的内周壁和所述移动杆的外周壁之间，所述螺纹滚柱的数量为多个，且均布于所述移动杆的外周，所述螺纹滚柱的一侧与所述螺母的内周壁螺纹连接，另一侧与所述移动杆的外周壁螺纹连接。
9、上述方案中，直线移动组件可以将驱动件的运动转换为直线运动，上述实施例中的直线移动组件精度高、承载能力较强、效率较高，能够承受长时间的往复运动，适用于机器人的关节运动中。
10、可选地，所述螺母呈筒状设置，所述螺纹滚柱、所述磁环以及至少部分所述移动杆均设置于所述螺母的内部。
11、上述方案中，磁致伸缩位移传感器的大部分结构均设置于螺母的内部，如此可以缩小直线关节的体积，使其结构更加紧凑。
12、可选地，所述直线移动组件还包括两个固定挡圈，两个所述固定挡圈沿所述移动杆的轴向依次固定，各个所述螺纹滚柱均设置于两个所述固定挡圈之间，所述固定挡圈用于止挡所述螺纹滚柱的轴向运动。
13、上述方案中，螺纹滚柱的两端分别固定于两个固定挡圈，螺纹滚柱的两端均设置有连接头，固定挡圈上沿其周向开设有多个连接孔，多个连接头伸入对应的连接孔中，同时连接头能够在连接孔内自转，使得螺纹滚柱能够自转，多个螺纹滚柱也能同时绕移动杆公转，带动固定挡圈转动。
14、可选地，所述移动杆包括依次连接的主体段、螺纹段和限位段，所述螺纹段与所述螺纹滚柱螺纹连接，所述限位段具有限位轴肩，所述磁环轴向固定于所述限位轴肩和其中一个所述固定挡圈之间。
15、上述方案中，限位段和螺纹段分体设置，便于安装螺纹滚柱、磁环、固定挡圈等部件。在安装移动杆外周的部件时，可以先将螺纹滚柱安装至螺纹段的外周，然后再将固定挡圈安装固定至螺纹滚柱的端部，然后再将磁环套设在限位段的轴肩处，最后将限位段连接至螺纹段，从而使磁环夹设于限位轴肩和固定挡圈之间。
16、可选地，所述驱动件包括电机，所述直线移动组件设置于所述电机的转子内部，且所述直线移动组件的运动输入端与所述转子固定连接。
17、上述方案中，转子和定子之间产生的磁力线均位于转子的外部空间，磁致伸缩位移传感器的磁性部分设置于转子的内部空间，从而使得磁致伸缩位移传感器的磁性部分不会受到电机产生的磁力线的影响，磁致伸缩位移传感器的检测精度更高，直线关节的运动精度也更高。
18、可选地，所述直线移动组件的运动输入端和所述电机的壳体之间设置有支撑轴承。
19、上述方案中，支撑轴承使得直线移动组件的运动输入端的转动能够更加平稳和顺滑。在一些方案中，螺母和电机的壳体之间设置有支撑轴承，支撑轴承的数量可为两个，分别支撑在螺母的相对两端。
20、本专利技术还提供一种机器人，包括上述的直线关节。
21、上述方案中，直线关节包括驱动件、直线移动组件和磁致伸缩位移传感器，驱动件驱动直线移动组件的移动杆直线运动，磁致伸缩位移传感器用于检测移动杆的位移。磁致伸缩位移传感器中的磁致伸缩杆接收到电信号后，其周圈的磁场和磁环的磁场相互作用使磁致伸缩杆伸缩，通过检测磁致伸缩杆的伸缩变化，并产生感应电动势，进而计算出移动杆的位移。通过磁致伸缩位移传感器检测移动件的位移，不会受到油液等液体的影响，而且检测精度较高，更有利于实现对直线关节和机器人的精确控制。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种直线关节，其特征在于：包括驱动件、由所述驱动件驱动的直线移动组件以及磁致伸缩位移传感器，所述直线移动组件包括能够输出直线运动的移动杆，所述磁致伸缩位移传感器用于检测所述移动杆的位移，所述磁致伸缩位移传感器包括磁致伸缩杆以及套设于所述磁致伸缩杆外周的磁环，所述磁环与所述移动杆固定连接且所述磁致伸缩杆位于所述移动杆的内部。
2.如权利要求1所述的直线关节，其特征在于：所述磁致伸缩位移传感器还包括传感器本体，所述传感器本体包括激励模块和检测模块，所述激励模块用于发出电信号至所述磁致伸缩杆，所述磁致伸缩杆产生的磁场和所述磁环产生的磁场相互作用使所述磁致伸缩杆产生变化，所述检测模块用于检测所述磁致伸缩杆的变化并将所述变化转变为位移电信号。
3.如权利要求2所述的直线关节，其特征在于：所述直线关节还包括壳体，所述驱动件、所述直线移动组件、所述磁致伸缩杆和所述磁环均设置于所述壳体的内部，所述传感器本体固定于所述壳体的外部，且所述磁致伸缩杆伸出至所述壳体的外部，与所述传感器本体连接。
4.如权利要求1-3任一项所述的直线关节，其特征在于：所述直线移动组
5.如权利要求4所述的直线关节，其特征在于：所述螺母呈筒状设置，所述螺纹滚柱、所述磁环以及至少部分所述移动杆均设置于所述螺母的内部。
6.如权利要求4所述的直线关节，其特征在于：所述直线移动组件还包括两个固定挡圈，两个所述固定挡圈沿所述移动杆的轴向依次固定，各个所述螺纹滚柱均设置于两个所述固定挡圈之间，所述固定挡圈用于止挡所述螺纹滚柱的轴向运动。
7.如权利要求6所述的直线关节，其特征在于：所述移动杆包括依次连接的主体段、螺纹段和限位段，所述螺纹段与所述螺纹滚柱螺纹连接，所述限位段具有限位轴肩，所述磁环轴向固定于所述限位轴肩和其中一个所述固定挡圈之间。
8.如权利要求1-3任一项所述的直线关节，其特征在于：所述驱动件包括电机，所述直线移动组件设置于所述电机的转子内部，且所述直线移动组件的运动输入端与所述转子固定连接。
9.如权利要求8所述的直线关节，其特征在于：所述直线移动组件的运动输入端和所述电机的壳体之间设置有支撑轴承。
10.一种机器人，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的直线关节。
...【技术特征摘要】
1.一种直线关节，其特征在于：包括驱动件、由所述驱动件驱动的直线移动组件以及磁致伸缩位移传感器，所述直线移动组件包括能够输出直线运动的移动杆，所述磁致伸缩位移传感器用于检测所述移动杆的位移，所述磁致伸缩位移传感器包括磁致伸缩杆以及套设于所述磁致伸缩杆外周的磁环，所述磁环与所述移动杆固定连接且所述磁致伸缩杆位于所述移动杆的内部。
2.如权利要求1所述的直线关节，其特征在于：所述磁致伸缩位移传感器还包括传感器本体，所述传感器本体包括激励模块和检测模块，所述激励模块用于发出电信号至所述磁致伸缩杆，所述磁致伸缩杆产生的磁场和所述磁环产生的磁场相互作用使所述磁致伸缩杆产生变化，所述检测模块用于检测所述磁致伸缩杆的变化并将所述变化转变为位移电信号。
3.如权利要求2所述的直线关节，其特征在于：所述直线关节还包括壳体，所述驱动件、所述直线移动组件、所述磁致伸缩杆和所述磁环均设置于所述壳体的内部，所述传感器本体固定于所述壳体的外部，且所述磁致伸缩杆伸出至所述壳体的外部，与所述传感器本体连接。
4.如权利要求1-3任一项所述的直线关节，其特征在于：所述直线移动组件包括螺母、螺纹滚柱和所述移动杆，所述驱动件用于驱动所述螺母，所述螺纹滚柱设置于所述螺母的内周壁和所述移动杆的外周壁之间，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李汉平，梁振楠，杜旭超，王浩，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。