CN105479484A - 机器人关节组件及具有其的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人关节组件及具有其的机器人，机器人关节组件，包括：臂部；驱动部，设置于臂部上；传动部，设置于臂部上，驱动部驱动传动部转动；控制部，设置于臂部上，控制部与传动部相连接，以锁止或者解锁传动部。通过采用控制部对传动部的运动状态进行控制，即将传动部的运动状态控制为锁止状态和解锁状态，当传动部处于正常工作状态时，传动部处于释放状态，当传动部处于非正常工作状态时，传动部处于锁止状态。通过设置控制部对传动部实现有效的控制，有效地防止传动部失控坠落，本发明提高了该机器人关节组件的安全性能。本发明有效地解决了现有技术中的传动部容易坠毁发生故障的问题。

Description

机器人关节组件及具有其的机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种机器人关节组件及具有其的机器人。

背景技术

同步带传动由于具有传动比准确、传动效率高、传送距离远等优点而被广泛应用于水平多关节机器人中。水平多关节机器人移动关节的传动是通过同步带轮、同步带、滚珠丝杠以及滚珠花键轴来实现的。移动关节的伺服电机通过同步带传动滚珠丝杠，滚珠丝杠通过丝杠螺母传动花键轴上下移动，即通过同步带传动实现滚珠花键轴位置的控制。然而，由于同步带因工作磨损、老化等原因而发生断裂，导致花键轴失控坠落，易于引起工件损坏、花键轴损坏等工程事故。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机器人关节组件及具有其的机器人，以解决现有技术中的传动部容易坠毁发生故障的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种机器人关节组件，包括：臂部；驱动部，设置于臂部上；传动部，设置于臂部上，驱动部驱动传动部转动；控制部，设置于臂部上，控制部与传动部相连接，以锁止或者解锁传动部。

进一步地，控制部包括：制动器，与传动部相连接；监测器，与制动器电连接，监测器用以监测传动部的传动情况以控制制动器锁止或者解锁传动部。

进一步地，传动部包括：同步带，与驱动部相连接，监测器用以监测同步带的传动情况以控制制动器锁止或者解锁传动部。

进一步地，传动部还包括：第一传动部，第一传动部的一端穿设于臂部上；从动同步带轮，设置于第一传动部上并与同步带相连接。

进一步地，监测器为对射光电传感器，同步带的两侧均设置有对射光电传感器，当同步带处于非正常工作时，对射光电传感器发射的光线处于连通状态，此时第一传动部处于锁止状态。

进一步地，传动部还包括：第二传动部，第二传动部的一端穿设于臂部上；连接部，连接部连接在第二传动部的另一端上，连接部与从动同步带轮位于臂部的同侧，连接部与第一传动部的远离从动同步带轮的一端相连接；其中，第一传动部通过连接部带动第二传动部上下运动。

进一步地，第二传动部为花键轴，花键轴的一端穿设于臂部上，花键轴的另一端通过连接部与第一传动部相连接。

进一步地，连接部为Z字形连接板。

进一步地，控制部还包括：支撑板，设置于臂部的与驱动部所在一侧相对的一侧上，制动器设置于支撑板上，制动器与第一传动部相连接。

进一步地，第一传动部包括：丝杠支撑板，设置于臂部上并位于从动同步带轮的上方；轴承支撑座，设置于丝杠支撑板上；滚珠丝杠，滚珠丝杠的一端依次穿设于轴承支撑座、从动同步带轮以及臂部上并与制动器相连接；丝杠螺母，可活动地设置于滚珠丝杠的另一端上。

进一步地，驱动部为伺服电机，伺服电机上设置有主动同步带轮。

根据本发明的另一方面，提供了一种机器人，包括机器人关节组件，机器人关节组件为上述的机器人关节组件。

应用本发明的技术方案，通过采用控制部对传动部的运动状态进行控制，即将传动部的运动状态控制为锁止状态和解锁状态，当传动部处于正常工作状态时，传动部处于释放状态，当传动部处于非正常工作状态时，传动部处于锁止状态。通过设置控制部对传动部实现有效的控制，有效地防止传动部失控坠落，本发明提高了该机器人关节组件的安全性能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的机器人关节组件的实施例的结构示意图；以及

图2示出了图1中A处的放大示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、臂部；20、驱动部；21、主动同步带轮；30、传动部；31、同步带；311、丝杠支撑板；312、轴承支撑座；313、滚珠丝杠；314、丝杠螺母；32、第一传动部；33、从动同步带轮；34、第二传动部；35、连接部；40、控制部；41、制动器；42、监测器；43、支撑板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，根据本发明的一个实施例，提供了一种机器人关节组件，包括臂部10、驱动部20、传动部30和控制部40。驱动部20设置于臂部10上。传动部30设置于臂部10上，驱动部20驱动传动部30转动。控制部40设置于臂部10上，控制部40与传动部30相连接，以锁止或者解锁传动部30。

在本实施例中，通过采用控制部40对传动部30的运动状态进行控制，即将传动部30的运动状态控制为锁止状态和解锁状态，当传动部30处于正常工作状态时，传动部30处于释放状态，当传动部30处于非正常工作状态时，传动部30处于锁止状态。通过设置控制部40对传动部实现有效的控制，有效地防止传动部失控坠落，本发明提高了该机器人关节组件的安全性能。

其中，控制部40包括制动器41和监测器42。制动器41与传动部30相连接。监测器42与制动器41电连接，监测器42用以监测传动部30的传动情况以控制制动器41锁止或者解锁传动部30。采用制动器41和监测器42对传动部30进行监测，增加了控制部40对传动部30控制的可靠性。

进一步地，传动部30包括同步带31、第一传动部32和从动同步带轮33。同步带31与驱动部20相连接，第一传动部32的一端穿设于臂部10上。从动同步带轮33设置于第一传动部32上并与同步带31相连接。监测器42用以监测同步带31的传动情况以控制制动器41锁止或者解锁第一传动部32。采用监测器42去监测同步带31的运转情况，能够及时的发现整个关节体的具体运转情况，使得作业人员能够及时的对该机器人关节组件进行维护。

如图2所示，监测器42为对射光电传感器，同步带31的两侧均设置有对射光电传感器。当同步带31处于非正常工作时，对射光电传感器发射的光线处于连通状态，此时第一传动部32处于锁止状态。可以将对射光电传感器的发射器和接收器分别设置在同步带31的两侧，当同步带31断裂或是老化时，对射光电传感器发射的光线处于连通状态，此时，对射光电传感器发射将信号传送至制动器41上，制动器41将第一传动部32卡住，防止其继续转动。其中，制动器41与第一传动部32固定连接。这样设置提高了制动器41对传动部的制动效果。

传动部30还包括第二传动部34和连接部35。第二传动部34的一端穿设于臂部10上。连接部35连接在第二传动部34的另一端上，连接部35与从动同步带轮33位于臂部10的同侧，连接部35与第一传动部32的远离从动同步带轮33的一端相连接，即连接部35连接在第一传动部32和第二传动部34同侧上的端部上。其中，第一传动部32通过连接部35带动第二传动部34上下运动。

优选地，第二传动部34为花键轴。花键轴的一端穿设于臂部10上，花键轴的另一端通过连接部35与第一传动部32相连接。其中，第一传动部32包括丝杠支撑板311、轴承支撑座312、滚珠丝杠313和丝杠螺母314。丝杠支撑板311设置于臂部10上并位于从动同步带轮33的上方。轴承支撑座312设置于丝杠支撑板311上。滚珠丝杠313的一端依次穿设于轴承支撑座312、从动同步带轮33以及臂部10上并与制动器41相连接。丝杠螺母314可活动地设置于滚珠丝杠313的另一端上。其中，制动器41与滚珠丝杠313固定连接，当同步带31处于正常工作状态时，制动器41与滚珠丝杠313处于解锁状态，即滚珠丝杠313处于正常作业状态。当同步带31断裂或是磨损、老化时，制动器41将滚珠丝杠313卡死锁住，此时，滚珠丝杠313上的丝杠螺母314停止上下移动，从而使得花键轴也停止向下移动，从而防止了花键轴的坠毁而造成机器人关节组件的毁坏。即在同步带31突然断裂情况下，可以有效地实现对花键轴的紧急制动，防止意外坠落，避免工程事故的发生。

优选地，连接部35为Z字形连接板。采用Z字形连接板能够有效的增加花键轴与丝杠螺母314之间的连接强度，从而增加了花键轴与滚珠丝杠313之间的传动效率。

控制部40还包括支撑板43。支撑板43设置于臂部10的与驱动部20所在一侧相对的一侧上，制动器41设置于支撑板43上，制动器41与第一传动部32相连接。这样使得制动器41具有更好的稳定性。

在本实施例中，驱动部20为伺服电机，伺服电机上设置有主动同步带轮21，主动同步带轮21通过同步带31与从动同步带轮33相连接。其中，伺服电机通过螺钉固定于臂部10上。从动同步带轮33通过螺钉固定于滚珠丝杠313上，丝杠支撑板311通过螺钉固定于臂部10上，轴承支撑座312通过螺钉固定于丝杠支撑板311上，滚珠丝杠313通过轴承与轴承支撑座312活动连接，丝杠螺母314与滚珠丝杠313活动连接，Z型连接板与丝杠螺母314通过螺栓固定连接，花键轴连接于Z形连接板上，通过Z形连接板带动花键轴上下运动。支撑板43通过螺钉固定于臂部10上，制动器41通过螺钉固定于支撑板43上，制动器41的转子轂与滚珠丝杠313固定连接。对射光电传感器设置在固定板上，固定板通过螺钉固定于臂部10上。其中，制动器41为通电时解锁，断电时处于锁止状态。

若同步带31由于破损、老化等而突然断裂，同步带31在重量作用下掉落于臂部10上，遮挡对射光电传感器发射的光线，则对射光电传感器发出控制信号，使制动器41断电，制动器41转为锁止状态并制止滚珠丝杠313旋转，从而制止了花键轴垂直下移，有效地避免了工件、花键轴损坏等工程事故的发生，提高了机器人关节组件的安全性能，尤其是水平多关节机器人的安全性能。

上述实施例中的机器人关节组件可以用在机器人技术领域，即本发明提供了一种机器人，该包括上述实施例中的机器人关节组件。有效的提高了具有该组件的机器人的安全性能。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、有效地防止花键轴失控坠落；

2、有效地避免了工件、花键轴的损坏；

3、提高了机器人关节组件的安全性能

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种机器人关节组件，其特征在于，包括：

臂部(10)；

驱动部(20)，设置于所述臂部(10)上；

传动部(30)，设置于所述臂部(10)上，所述驱动部(20)驱动所述传动部(30)转动；

控制部(40)，设置于所述臂部(10)上，所述控制部(40)与所述传动部(30)相连接，以锁止或者解锁所述传动部(30)。

2.根据权利要求1所述的机器人关节组件，其特征在于，所述控制部(40)包括：

制动器(41)，与所述传动部(30)相连接；

监测器(42)，与所述制动器(41)电连接，所述监测器(42)用以监测所述传动部(30)的传动情况以控制所述制动器(41)锁止或者解锁所述传动部(30)。

3.根据权利要求2所述的机器人关节组件，其特征在于，所述传动部(30)包括：

同步带(31)，与所述驱动部(20)相连接，所述监测器(42)用以监测所述同步带(31)的传动情况以控制所述制动器(41)锁止或者解锁所述传动部(30)。

4.根据权利要求3所述的机器人关节组件，其特征在于，所述传动部(30)还包括：

第一传动部(32)，所述第一传动部(32)的一端穿设于所述臂部(10)上；

从动同步带轮(33)，设置于所述第一传动部(32)上并与所述同步带(31)相连接。

5.根据权利要求4所述的机器人关节组件，其特征在于，所述监测器(42)为对射光电传感器，所述同步带(31)的两侧均设置有所述对射光电传感器，当所述同步带(31)处于非正常工作时，所述对射光电传感器发射的光线处于连通状态，此时所述第一传动部(32)处于锁止状态。

6.根据权利要求4所述的机器人关节组件，其特征在于，所述传动部(30)还包括：

第二传动部(34)，所述第二传动部(34)的一端穿设于所述臂部(10)上；

连接部(35)，所述连接部(35)连接在所述第二传动部(34)的另一端上，所述连接部(35)与所述从动同步带轮(33)位于所述臂部(10)的同侧，所述连接部(35)与所述第一传动部(32)的远离所述从动同步带轮(33)的一端相连接；其中，所述第一传动部(32)通过所述连接部(35)带动所述第二传动部(34)上下运动。

7.根据权利要求6所述的机器人关节组件，其特征在于，所述第二传动部(34)为花键轴，所述花键轴的一端穿设于所述臂部(10)上，所述花键轴的另一端通过所述连接部(35)与所述第一传动部(32)相连接。

8.根据权利要求6所述的机器人关节组件，其特征在于，所述连接部(35)为Z字形连接板。

9.根据权利要求4所述的机器人关节组件，其特征在于，所述控制部(40)还包括：

支撑板(43)，设置于所述臂部(10)的与所述驱动部(20)所在一侧相对的一侧上，所述制动器(41)设置于所述支撑板(43)上，所述制动器(41)与所述第一传动部(32)相连接。

10.根据权利要求4所述的机器人关节组件，其特征在于，所述第一传动部(32)包括：

丝杠支撑板(311)，设置于所述臂部(10)上并位于所述从动同步带轮(33)的上方；

轴承支撑座(312)，设置于所述丝杠支撑板(311)上；

滚珠丝杠(313)，所述滚珠丝杠(313)的一端依次穿设于所述轴承支撑座(312)、所述从动同步带轮(33)以及所述臂部(10)上并与所述制动器(41)相连接；

丝杠螺母(314)，可活动地设置于所述滚珠丝杠(313)的另一端上。

11.根据权利要求1所述的机器人关节组件，其特征在于，所述驱动部(20)为伺服电机，所述伺服电机上设置有主动同步带轮(21)。

12.一种机器人，包括机器人关节组件，其特征在于，所述机器人关节组件为权利要求1至11中任一项所述的机器人关节组件。