一种机器人关节及机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及工业机器人，尤其涉及一种机器人关节及机器人，机器人关节包括：第一关节零件；第二关节零件，可绕第一关节零件圆周旋转；旋转角度感应装置，设于第一关节零件以及第二关节零件上，机器人关节通过旋转角度感应装置获取第二关节零件相对于所述第一关节零件的旋转角度，以对第二关节零件进行限位使其旋转角度不超过预设的转角。本实用新型专利技术属于一种非接触式转角限位方法，不会发生机械限位方法所存在的结构碰撞现象，更为安全；其次，本实用新型专利技术硬件来实现，不依赖于软件算法，更为可靠。借此，本实用新型专利技术不会对机器人关节造成损伤，安全可靠。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及エ业机器人
，尤其ー种机器人关节及机器人。
技术介绍
现有エ业机器人关节受其本体结构及周位环境的制约，只允许在有限角度内转动。如果机器人关节在转动时超越转角范围，会对机器人本体及周位环境造成威胁，为防止意外，必须对机器人关节进行转角限位设计。传统的转角限位方法主要包括机械限位和软件限位。机械限位是通过在关节结构 上设计限位块或凸台来实现转角限位的ー种方法，属于ー种接触式限位；软件限位则是通过软件计数，在控制算法里实现转角限位的ー种方法。当机械限位发挥作用时，关节上的限位块或凸台会发生相互碰撞，对机器人本体结构造成一定的损伤；而使用软件限位时，必须提前记录下关节转角的參考零点，若关节的參考零点位置未知或零点信息丢失，则无法使用软件限位。综上可知，现有机器人关节及机器人在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改迸。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种机器人及机器人关节，能够有效解决机械限位方法所存在的结构碰撞现象，更为安全，同时不依赖于软件算法，更为可靠，能保证机器人关节运行的稳定性。本技术实施例解决上述技术问题所采取的一个技术方案是，提供一种机器人关节，所述机器人关节包括第一关节零件；第二关节零件，可绕所述第一关节零件圆周旋转；旋转角度感应装置，设于所述第一关节零件以及所述第二关节零件上，所述机器人关节通过所述旋转角度感应装置获取所述第二关节零件相对于所述第一关节零件的旋转角度，以对所述第二关节零件进行限位使其旋转角度不超过预设的转角。根据本技术的机器人关节，所述旋转角度感应装置包括霍尔开关以及与所述霍尔接近开关适配的磁体。根据本技术的机器人关节，所述霍尔开关为单极性霍尔开关，所述磁体为磁钢。根据本技术的机器人关节，所述第一关节零件包括第一关节面，所述第二关节零件包括与所述第一关节面对应的第二关节面，所述第二关节面可绕垂直于所述第一关节面的转轴旋转。根据本技术的机器人关节，所述第一关节面设有至少ー个霍尔开关，所述霍尔开关设置在以所述转轴与所述第一关节面的交点为圆心的一圓周上；所述第二关节面上设有至少两个与所述霍尔开关对应的磁体，所述磁体设置在以所述转轴与所述第二关节面的交点为圆心的一圓周上；所述磁体与所述霍尔开关的安装节圆大小相等。根据本技术的机器人关节，所述两个磁体之间形成的圆心角对应所述第二关节零件的预设转角范围。根据本技术的机器人关节，所述第一关节面设有至少两个霍尔开关，所述霍尔开关设置在以所述转轴与所述第一关节面的交点为圆心的一圓周上；所述第二关节面上设有至少ー个与所述霍尔开关对应的磁体，所述磁体设置在以所述转轴与所述第二关节面的交点为圆心的一圓周上；所述磁体与所述霍尔开关的安装节圆大小相等。根据本技术的机器人关节，所述两个霍尔开关之间形成的圆心角对应所述第ニ关节零件的预设转角范围。根据本技术的机器人关节，所述霍尔开关与所述第一关节零件或第二关节零件螺接，并通过螺栓固定；所述磁钢收容于所述第二关节零件或第一关节零件的光孔内，并且通过ー磁钢盖封闭于所述光孔。本技术还提供一种机器人，所述机器人包括根据上述的机器人关节，所述机器人还包括机械臂和机械手，所述机械臂与所述机械手通过所述机器人关节连接，且所述第一关节零件设置于机械臂，所述第二关节零件设置于所述机械手。本技术通过旋转角度感应装置的感应信号来获取第二关节零件相对于第一关节零件的旋转角度，进而对第二关节零件进行限位使其旋转角度不超过预设角度。本技术属于ー种非接触式转角限位方法，不会发生机械限位方法所存在的结构碰撞现象，更为安全；其次，本技术硬件来实现，不依赖于软件算法，更为可靠。借此，本技术不会对机器人关节造成损伤，安全可靠。附图说明图I为本技术一种机器人关节ー种实施例的示意图；图2为本技术一种机器人关节另一实施例的不意图；图3是本技术一种机器人关节的霍尔开关与磁钢的配合结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，一下结合附图及实施例，对本技术进行进一歩详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图I所示，本技术一种机器人关节100，用于机器人，包括第一关节零件10、第二关节零件20以及旋转角度感应装置30。第一关节零件10，包括第一关节面11。第二关节零件20，可绕第一关节零件10圆周旋转，第二关节20还包括与第一关节面11对应的第二关节面21，由于第二关节零件20可绕第一关节零件10圆周旋转，因此第ニ关节面21可绕垂直于第一关节面11的转轴X旋转。旋转角度感应装置，设于第一关节零件10以及第二关节零件20上，机器人关节100通过旋转角度感应装置获取第二关节零件20相对于第一关节零件10的旋转角度，以对第二关节零件20进行限位使其旋转角度不超过预设的转角。该旋转角度感应装置优选包括设于第一关节面10的霍尔开关31以及设于第二关节面21的磁体32a，32b，霍尔开关31与磁体32a，32b适配，该霍尔开关31优选为单极性霍尔开关，磁体32a，32b对应设为磁钢。显而易见，霍尔开关31也可设置在第二关节零件20上，而磁体32a，32b设置在第一关节零件10上。由于エ业机器人的工作环境较为复杂，霍尔开关31具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作，因此采用霍尔开关作为旋转角度感应装置能够使机器人关节100的运行更加可靠。且单极性霍尔开关的工作方式简单，成本较低，适于大規模的エ业应用。本技术通过旋转角度感应装置的感应信号来获取第二关节零件20相对于第一关节零件10的旋转角度，进而对第二关节零件20进行限位使其旋转角度不超过预设角度。本技术属于ー种非接触式转角限位方法，不会发生机械限位方法所存在的结构碰撞现象，更为安全；其次，本技术硬件来实现，不依赖于软件算法，更为可靠。借此，本技术不会对机器人关节造成损伤，安全可靠。根据本技术的一个实施例，如图I所示，第一关节面11设有ー个霍尔开关31，第二关节面21上设有两个与霍尔开关31对应的磁钢32a，32b，霍尔开关31设置在以转轴X与第一关节面11的交点为圆心的以圆周上，磁钢32a，32b设置在以转轴X与第二关节面21的交点为圆心的一圓周上，且磁体32a，32b与霍尔开关31的安装节圆大小相等。两个磁体32a，32b之间形成的圆心角对应第二关节零件20的预设转角范围。第二关节零件20相对于第一关节零件10沿顺时针(或逆时针)方向转动，当霍尔开关31与磁钢32a的间距等于或小于检测距离时，霍尔开关31输出低电平，被该关节电机驱动器检测到，电机驱动器停止驱动该电机，并禁止顺时针(或逆时针)方向的转动功能，此时，该关节只能向逆时针(或顺时针)方向转动。第二关节零件20相对于第一关节零件10沿逆时针(或顺时针)方向转动后，当霍尔开关21离开磁钢32a时，霍尔开关31的输出端变为高阻状态，电机驱动器使能该电机逆时针(或顺时针)转动；当霍尔开关31接近磁钢32b时，霍尔开关31又输出低电平，电机驱动器停止驱动电机，并禁止逆时针(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王罗罗，
申请(专利权)人：北京配天大富精密机械有限公司，
类型：实用新型
国别省市：