CN108656148B - 一种协作机器人模块化关节 - Google Patents
一种协作机器人模块化关节 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108656148B CN108656148B CN201710208582.6A CN201710208582A CN108656148B CN 108656148 B CN108656148 B CN 108656148B CN 201710208582 A CN201710208582 A CN 201710208582A CN 108656148 B CN108656148 B CN 108656148B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- speed reducer
- assembly
- band
- type brake
- joint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 135
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims description 24
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 16
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 16
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 230000009191 jumping Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000000306 component Substances 0.000 description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012946 outsourcing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明提供一种协作机器人模块化关节，包括关节本体，以及设置在所述关节本体内的输出法兰、减速机组件、抱闸组件、绝对值编码器组件、内置驱动板组件和电机组件；所述输出法兰为开有O型槽和中空轴的法兰，所述O型槽用于减速机组件油封，所述中空轴与减速机本体输出端固定连接，用于过线以及与其他关节连接；所述减速机组件包括减速机本体和减速机输入轴，所述减速机输入轴与所述减速机本体内的减速机波发生器一体设计。本发明的协作机器人模块化关节具有替换性好、可大批量生产、协同性强和安全性高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及协作机器人的技术领域，特别是涉及一种协作机器人模块化关节。
背景技术
随着“工业4.0”和“中国制造2025”的提出和广泛推广，国家和企业更加注重智能制造关键技术的发展。传统机器人已经在各个行业中得到了广泛的应用，能够在生成过程中逐渐取代单调、重复性高、危险性强的工作，并取得了巨大的成绩，提高了自动化程度，降低了人力成本。
随着科技的不断发展，新型产业要求机器人能够实现人机协作，即机器人能像人类那样灵活，实现拖动示教，与人协同完成一些特殊任务，且不需要使用安全围栏进行隔离，从而达到人类较难以达成的精确度或让人类远离危险的环境和工作。这就要求机器人能够感知安全力、具有较高的负载自重比。
协作机器人关节结构作为协作机器人的核心组成部件，其性能在整个协作机器人运动过程中显得至关重要，具有模块化、柔性化、集成化、灵巧、安全和可负担的特点。由于协作机器人关节结构采用模块化理念设计，各关节之间具有可替换性，故可通过自由组合组成4～7自由度机械臂，使其结构更加多元化、更加灵巧，能够适应更多复杂环境的应用。目前UR协作机器人已经畅销全球，新松、遨博、启帆、大族、山思越立等厂商已经率先推出他们的协作机器人产品，并且已经小批量生产。
但是，在协作机器人技术领域内，还有一些技术问题需要解决，主要包括以下几点：
(1)中空电机安装问题
中空电机的安装方式有热套、冷压、板压以及胶粘等几种，需控制装配工艺。
(2)减速机输入轴问题
由于减速机输入轴存在加工精度不高，装配不良的问题，故需要控制加工精度和装配精度，以及额外添加辅助支撑轴承，存在结构不紧凑的问题。
(3)抱闸问题
抱闸问题主要为标准品对加工精度要求高、运行噪音大、产热量高，并且价格昂贵，结构不紧凑。
(4)伺服驱动板问题
伺服驱动板的问题主要体现在外置驱动器内部走线困难，需要内置驱动板。
(5)编码器封装问题
双编码器需要封装，特别是单圈绝对值编码器对封装要求比较高，需要调试人员专业水平高，很难量产化。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种协作机器人模块化关节，具有替换性好、可大批量生产、协同性强和安全性高的特点。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种协作机器人模块化关节，包括关节本体，以及设置在所述关节本体内的输出法兰、减速机组件、抱闸组件、绝对值编码器组件、内置驱动板组件和电机组件；所述输出法兰为开有O型槽和中空轴的法兰，所述O型槽用于减速机组件油封，所述中空轴与减速机本体输出端固定连接，用于过线以及与其他关节连接；所述减速机组件包括减速机本体和减速机输入轴，所述减速机输入轴与所述减速机本体内的减速机波发生器一体设计。
于本发明一实施例中，所述抱闸组件包括隔磁板、抱闸挡片、抱闸挡轴、电磁铁和压缩弹簧，所述隔磁板和所述抱闸挡片固定安装在所述减速机输入轴上，所述电磁铁、所述抱闸挡轴和所述压缩弹簧构成上下运动组合机构。
于本发明一实施例中，所述隔磁板通过第一轴用卡簧安装在所述减速机输入轴上，所述隔磁板和所述抱闸挡片之间设置有波形垫片；所述抱闸挡片通过第二轴用卡簧安装在所述减速机输入轴上；所述抱闸挡片和所述第二轴用卡簧之间设置有调整垫片。
于本发明一实施例中，所述绝对值编码器组件采用多圈绝对值编码器，包括码盘转子、反馈控制板和编码器固定板；所述码盘转子固定于所述减速机输入轴，所述反馈控制板与所述编码器固定板连接。
同时，本发明还提供一种协作机器人模块化关节，包括关节本体，以及设置在所述关节本体内的输出法兰、减速机组件、抱闸组件、多圈绝对值编码器组件、内置驱动板组件和电机组件；
所述输出法兰为开有O型槽和中空轴的法兰，所述O型槽用于减速机组件油封，所述中空轴与减速机本体输出端固定连接，用于过线以及与其他关节连接；
所述减速机组件包括减速机本体和减速机输入轴，所述减速机输入轴与所述减速机本体内的减速机波发生器一体设计；
所述多圈绝对值编码器组件包括码盘转子、反馈控制板和编码器固定板；所述码盘转子固定于所述减速机输入轴，所述反馈控制板与所述编码器固定板连接。
于本发明一实施例中，所述抱闸组件包括隔磁板、抱闸挡片、抱闸挡轴、电磁铁和压缩弹簧，所述隔磁板和所述抱闸挡片固定安装在所述减速机输入轴上，所述电磁铁、所述抱闸挡轴和所述压缩弹簧构成上下运动组合机构。
于本发明一实施例中，所述隔磁板通过第一轴用卡簧安装在所述减速机输入轴上，所述隔磁板和所述抱闸挡片之间设置有波形垫片；所述抱闸挡片通过第二轴用卡簧安装在所述减速机输入轴上；所述抱闸挡片和所述第二轴用卡簧之间设置有调整垫片。
另外，本发明还提供一种协作机器人模块化关节，包括关节本体，以及设置在所述关节本体内的输出法兰、减速机组件、抱闸组件、绝对值编码器组件、内置驱动板组件和电机组件；
所述输出法兰为开有O型槽和中空轴的法兰，所述O型槽用于减速机组件油封，所述中空轴与减速机本体输出端固定连接，用于过线以及与其他关节连接；
所述减速机组件包括减速机本体和减速机输入轴，所述减速机输入轴与所述减速机本体内的减速机波发生器一体设计；
所述抱闸组件包括隔磁板、抱闸挡片、抱闸挡轴、电磁铁和压缩弹簧，所述隔磁板和所述抱闸挡片固定安装在所述减速机输入轴上，所述电磁铁、所述抱闸挡轴和所述压缩弹簧构成上下运动组合机构。
于本发明一实施例中，所述隔磁板通过第一轴用卡簧安装在所述减速机输入轴上，所述隔磁板和所述抱闸挡片之间设置有波形垫片；所述抱闸挡片通过第二轴用卡簧安装在所述减速机输入轴上；所述抱闸挡片和所述第二轴用卡簧之间设置有调整垫片。
于本发明一实施例中，所述绝对值编码器组件采用多圈绝对值编码器，包括码盘转子、反馈控制板和编码器固定板；所述码盘转子固定于所述减速机输入轴，所述反馈控制板与所述编码器固定板连接。
最后，本发明还提供一种协作机器人模块化关节，包括关节本体，以及设置在所述关节本体内的输出法兰、减速机组件、抱闸组件、多圈绝对值编码器组件、内置驱动板组件和电机组件；
所述输出法兰为开有O型槽和中空轴的法兰，所述O型槽用于减速机组件油封，所述中空轴与减速机本体输出端固定连接，用于过线以及与其他关节连接；
所述减速机组件包括减速机本体和减速机输入轴，所述减速机输入轴与所述减速机本体内的减速机波发生器一体设计；
所述抱闸组件包括隔磁板、抱闸挡片、抱闸挡轴、电磁铁和压缩弹簧，所述隔磁板和所述抱闸挡片固定安装在所述减速机输入轴上，所述电磁铁、所述抱闸挡轴和所述压缩弹簧构成上下运动组合机构；
所述多圈绝对值编码器组件包括码盘转子、反馈控制板和编码器固定板；所述码盘转子固定于所述减速机输入轴，所述反馈控制板与所述编码器固定板连接；
所述内置驱动板组件包括内置驱动板和固定线板；
所述电机组件包括电机定子和中空转子，所述电机定子固定于所述关节本体上，所述中空转子固定于减速机输入轴上。
于本发明一实施例中，所述隔磁板通过第一轴用卡簧安装在所述减速机输入轴上，所述隔磁板和所述抱闸挡片之间设置有波形垫片；所述抱闸挡片通过第二轴用卡簧安装在所述减速机输入轴上；所述抱闸挡片和所述第二轴用卡簧之间设置有调整垫片。
于本发明一实施例中，所述内置驱动板包括内置驱动板和固定线板。
于本发明一实施例中，所述减速机组件还包括辅助轴承，所述辅助轴承设置在所述减速机输入轴上，用于减少所述输出法兰的中空轴与所述减速机输入轴之间的跳动。
于本发明一实施例中，所述电机组件包括电机定子和中空转子，所述电机定子固定于所述关节本体上，所述中空转子固定于减速机输入轴上；所述电机组件采用胶粘的方式将所述电机定子和所述中空转子分别固定在所述关节本体和所述减速机输入轴上。
于本发明一实施例中，还包括塑料环和橡胶圈，用于遮掩关节和关节之间拆装时所需的螺丝。
于本发明一实施例中，还包括用于遮盖所述关节本体的关节盖子，所述关节盖子上设有O型槽。
如上所述，本发明的协作机器人模块化关节，具有以下有益效果：
(1)采用多圈绝对值编码器代替普通协作机器人双编码器的复杂结构，无需封装、运行可靠、调试简单，不仅解决了单圈绝对值编码器封装难的问题，还使关节结构更加紧凑，更容易量产化；
(2)采用电磁铁抱闸模块，能够降低成本、减少噪音和制动热量，进一步提高了关节寿命，且结构紧凑；
(3)将减速机输入轴与减速机波发生器一体化，不仅能够降低加工和装配误差，还能使机器人关节更加紧凑、稳定，提高运动精度；
(4)伺服驱动板内置，解决了外置驱动器走线困难的问题；
(5)具有替换性好、可大批量生产、协同性强和安全性高的特点；
(6)不仅能够减少机器人的开发成本，还便于机器人的售后维护，无须返厂只需整体关节替换。
附图说明
图1显示为本发明的协作机器人模块化关节的剖面结构示意图；
图2显示为本发明的减速机组件的剖面结构示意图；
图3显示为本发明的减速机组件和抱闸组件的组合结构立体示意图；
图4显示为本发明的协作机器人模块化关节的外部结构立体示意图；
图5显示为本发明的协作机器人模块化关节的组合结构立体示意图。
元件标号说明
1 关节本体
2 输出法兰
3 减速机组件
31 减速机本体
32 减速机输入轴
33 辅助轴承
34 波形垫片
35 端部法兰
4 抱闸组件
41 隔磁板
42 抱闸挡片
43 抱闸挡轴
44 电磁铁
45 压缩弹簧
46 调整垫片
47 第二轴用卡簧
5 绝对值编码器组件
51 码盘转子
52 反馈控制板
53 编码器固定板
6 内置驱动板组件
61 内置驱动板
62 固定线板
7 电机组件
71 电机定子
72 中空转子
8 关节盖子
9 塑料环
10 橡胶圈
100 底座
200 第一关节
300 第二关节
400 大臂
500 第三关节
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图3所示，本发明的协作机器人模块化关节包括关节本体1，以及设置在所述关节本体内的输出法兰2、减速机组件3、抱闸组件4、绝对值编码器组件5、内置驱动板组件6和电机组件7。
所述输出法兰2为开有O型槽和中空轴的法兰，所述O型槽用于减速机组件油封，所述中空轴与减速机本体输出端固定连接，用于过线以及与其他关节连接。
所述输出法兰2采取中空结构，所需线束从中穿过，从而减少线束磨损，提高线束寿命。
所述减速机组件3包括减速机本体31和减速机输入轴32，所述减速机输入轴32与所述减速机本体31内的减速机波发生器一体设计，如图2所示。
具体地，所述减速机输入轴32与所述减速机本体31内的减速机波发生器采用一体设计的方式，而不采用分体式的减速机输入轴，从而减少了外协加工和装配精度误差，且所述减速机输入轴32的轴端无需额外添加轴承来保证轴跳，同时解决了外协加工商良莠不齐的问题。
优选地，所述减速机组件3还包括辅助轴承33，所述辅助轴承33设置在所述减速机输入轴32上，用于减少输出法兰2的中空轴与所述减速机输入轴32之间的跳动。输出法兰2和辅助轴承33之间设有一个波形垫片34，用于防止辅助轴承33从所述减速机输入轴32中窜出。减速机本体31上还设有端部法兰35。
于本发明一优选实施例中，所述抱闸组件4包括隔磁板41、抱闸挡片42、抱闸挡轴43、电磁铁44和压缩弹簧45，隔磁板41和抱闸挡片42固定安装在所述减速机输入轴32上，抱闸挡轴43、电磁铁44和压缩弹簧45构成上下运动组合机构。
具体地，第一轴用卡簧、隔磁板41、抱闸挡片42和第二轴用卡簧47依次安装在减速机输入轴32上，使抱闸挡片42轴向压紧。其中，隔磁板41和抱闸挡片42之间还设置有波形垫片；抱闸挡片42和第二轴用卡簧47之间还设置有调整垫片46。
优选地，所述减速机输入轴32上设有卡簧槽和凹槽，用于固定安装所述抱闸组件4。具体地，抱闸挡片42包括若干个均匀分布在一个圆周上的箭头式的挡片，优选为8个铝片。抱闸挡片42内圆上有呈90度分布的凸台，与减速机输入轴32的凹槽配合，同时抱闸挡片42下方有波形垫片，上方有调整垫片，并用两个轴用卡簧上下固定压紧，使抱闸挡片42满足预定圆周保持力要求。
电磁铁44由所述内置驱动板组件6的内置驱动板61提供5V电压，通电推杆工作，断电推杆自由保持。电磁铁44与抱闸挡轴43、压缩弹簧45构成上下运动组合机构，电磁铁44通电，推杆推动抱闸挡轴43向下运动，抱闸挡片42在抱闸挡轴43和推杆的间隙中通过，断电后压缩弹簧45反向推动抱闸挡轴43恢复原位，抱闸挡片42被抱闸挡轴43挡住。此种抱闸方式比标准品成本低廉、发热少、噪音小、结构紧凑，尽管抱闸时有一定的间隙，但是经过减速机减速后，关节运行间隙很小，足以满足协作机器人要求。
优选地，所述隔磁板41采用镀锌钢材，其隔磁效果良好、可以减少电机组件中的中空转子对内置驱动板组件6中的内置驱动板61的电磁干扰，同时具有成本低廉、安全可靠等优点。
于本发明一优选实施例中，所述绝对值编码器组件5采用多圈绝对值编码器组件，包括码盘转子51、反馈控制板52和编码器固定板53；所述码盘转子51固定于所述减速机输入轴32，所述反馈控制板52与所述编码器固定板53连接。其中，码盘转子51和反馈控制板52组合构成编码器。
优选地，所述多圈绝对值编码器组件采用单圈20bit、多圈16bit模块化的36bit多圈绝对值编码器。
反馈控制板52仅由一块电路板组成，实现了小型化和低背化。码盘转子51与反馈控制板52上的感光芯片的距离很小，使整体结构更加紧凑，能够缩短关节的轴向高度。该编码器无需封装，码盘转子51可以固定在减速机输入轴32上，并且调试简单，只需要借助专用的测试盒即可轻松完成测试，解决了双编码器封装困难、调试复杂、结构不紧凑的问题。编码器由所述内置驱动板组件6的内置驱动板61提供5V电压，无需外部单独供电。
所述内置驱动板组件6包括内置驱动板61和固定线板62。
具体地，所述内置驱动板61是一块中空的控制板，用于为电机组件7提供V/U/W动力、为所述多圈绝对值编码器组件5和所述抱闸组件4提供电压，同时控制所述多圈绝对值编码器组件5和所述抱闸组件4的运动。其中，所述内置驱动板61采用CAN通信协议，硬件接口都比较小，特别适合这种内置驱动板的协作机器人。通过采用内置驱动板的方法，有效解决了外置驱动器走线困难的问题，使得关节结构更加紧凑。
于本发明一优选实施例中，所述电机组件7包括电机定子71和中空转子72，电机定子71固定于关节本体1上，中空转子72固定于减速机输入轴32上。
现有技术中，电机组件的安装方式主要包括以下两类：
(1)可拆卸式安装
电子定子用压板压，中空转子用螺母锁，电机可以重复利用。故该安装方式适用于样机研制，能够降低研发成本和风险。
(2)不可拆卸式安装，
该安装方式包括热套、冷压和胶粘三种。其中，热套和冷压工艺复杂，对设备要求比较高，成本高昂；胶粘工艺相对简单，成本低廉。
优选地，本发明中电机组件采用胶粘的方式将所述电机定子和所述中空转子分别固定在所述关节本体和所述减速机输入轴上。
如图4所示，本发明的协作机器人模块化关节还包括关节盖子8，用于遮盖所述关节本体1，同时在其上标刻公司logo等信息。
优选的，所述输出法兰和关节盖子都预留O型槽，以提高关节防护等级。
优选地，还包括塑料环9和橡胶圈10，用于遮掩关节和关节之间拆装时所需的螺丝。
下面简述一下本发明的优选实施例中的协作机器人模块化关节的安装过程。其中，安装思路为先组件，再部件，最后整机装配。整个安装过程的安装顺序为：电机组件—减速机组件—关节本体—抱闸组件—多圈绝对值编码器组件—输出法兰—内置驱动板组件—关节盖子。
具体地，安装过程如下：
1)将电机定子与关节本体用胶粘在一起，须注意胶不能残留在电机定子内壁以及关节本体的其它装配面，电机定子的标号面朝上。
2)将中空转子与减速机输入轴用胶粘在一起，须注意胶不能残留在减速机本体、减速机输入轴、端部法兰的其它装配面，更不能进入减速机本体油封内。
3)待电机定子和中空转子都固定牢靠后，将装好的减速机转子组件装入关节本体定子组件中，并用螺丝固定连接。
4)将轴用卡簧用卡簧钳装到减速机输入轴上，依次装上隔磁板、波形垫片、抱闸挡片、调整垫片，最后再用卡簧钳把轴用卡簧装到减速机输入轴上，使抱闸挡片轴向压紧。
5)将电磁铁与编码器固定板用螺丝固定连接，并将压缩弹簧、抱闸销轴装到关节本体中，然后将电磁铁与关节本体用六角铜柱固定连接。
6)用编码器工装将码盘转子固定到减速机输入轴上，再将反馈控制板固定到编码器固定板上。
7)将橡胶圈套入塑料环上，接着套入关节本体上；将波形垫片套入输出法兰的中空轴上，并一起装到减速机上用螺丝固定连接。
8)将内置驱动板与上述装好的组件用六角铜柱固定连接，并用六角铜柱把固定线板与上述组件固定连接，并将橡胶线套嵌入固定线板的中心孔上，最后将需要的线束通过输出法兰中空轴穿到并插到内置驱动板的相应接线端子上。
9)将关节盖子与装好的部件用六角铜柱和螺丝固定连接。
将本发明的协作机器人模块化关节自由组合，能够组成4～7自由度机械臂。如图5所示。若干个协作机器人模块化关节自由组合所得到的协作机器人组件包括协作机器人底座100、第一关节200、第二关节300、大臂400、第三关节500。第一关节200和第二关节300直接连接在一起，第二关节300和第三关节500通过大臂400连接在一起。其中，第一关节200、第二关节300、第三关节500均为本发明所述的协作机器人模块化关节。
综上所述，本发明的协作机器人模块化关节采用多圈绝对值编码器代替普通协作机器人双编码器的复杂结构，无需封装、运行可靠、调试简单，不仅解决了单圈绝对值编码器封装难的问题，还使关节结构更加紧凑，更容易量产化；采用电磁铁抱闸模块，能够降低成本、减少噪音和制动热量，进一步提高了关节寿命，且结构紧凑；将减速机输入轴与减速机波发生器一体化，不仅能够降低加工和装配误差，还能使机器人关节更加紧凑、稳定，提高运动精度；伺服驱动板内置，解决了外置驱动器走线困难的问题；具有替换性好、可大批量生产、协同性强和安全性高的特点；不仅能够减少机器人的开发成本，还便于机器人的售后维护，无须返厂只需整体关节替换。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种协作机器人模块化关节，其特征在于：包括关节本体，以及设置在所述关节本体内的输出法兰、减速机组件、抱闸组件、多圈绝对值编码器组件、内置驱动板组件和电机组件；
所述输出法兰为开有O型槽和中空轴的法兰，所述O型槽用于减速机组件油封，所述中空轴与减速机本体输出端固定连接，用于过线以及与其他关节连接；
所述减速机组件包括减速机本体和减速机输入轴，所述减速机输入轴与所述减速机本体内的减速机波发生器一体设计；
所述抱闸组件包括隔磁板、抱闸挡片、抱闸挡轴、电磁铁和压缩弹簧，所述隔磁板和所述抱闸挡片固定安装在所述减速机输入轴上，所述电磁铁、所述抱闸挡轴和所述压缩弹簧构成上下运动组合机构；
所述多圈绝对值编码器组件包括码盘转子、反馈控制板和编码器固定板；所述码盘转子固定于所述减速机输入轴，所述反馈控制板与所述编码器固定板连接；
所述内置驱动板组件包括内置驱动板和固定线板；
所述电机组件包括电机定子和中空转子，所述电机定子固定于所述关节本体上，所述中空转子固定于减速机输入轴上；
所述隔磁板通过第一轴用卡簧安装在所述减速机输入轴上，所述隔磁板和所述抱闸挡片之间设置有波形垫片；所述抱闸挡片通过第二轴用卡簧安装在所述减速机输入轴上；所述抱闸挡片和所述第二轴用卡簧之间设置有调整垫片。
2.根据权利要求1所述的协作机器人模块化关节，其特征在于：所述减速机组件还包括辅助轴承，所述辅助轴承设置在所述减速机输入轴上，用于减少所述输出法兰的中空轴与所述减速机输入轴之间的跳动。
3.根据权利要求1所述的协作机器人模块化关节，其特征在于：所述电机组件采用胶粘的方式将所述电机定子和所述中空转子分别固定在所述关节本体和所述减速机输入轴上。
4.根据权利要求1所述的协作机器人模块化关节，其特征在于：还包括塑料环和橡胶圈，用于遮掩关节和关节之间拆装时所需的螺丝。
5.根据权利要求1所述的协作机器人模块化关节，其特征在于：还包括用于遮盖所述关节本体的关节盖子，所述关节盖子上设有O型槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710208582.6A CN108656148B (zh) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 一种协作机器人模块化关节 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710208582.6A CN108656148B (zh) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 一种协作机器人模块化关节 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108656148A CN108656148A (zh) | 2018-10-16 |
| CN108656148B true CN108656148B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=63783872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710208582.6A Active CN108656148B (zh) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 一种协作机器人模块化关节 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108656148B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109760035B (zh) * | 2019-03-07 | 2021-05-04 | 中科新松有限公司 | 机器人模块化关节冗余抱闸装置及其安全检测方法 |
| CN109822622A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-05-31 | 上海新松机器人有限公司 | 机械臂关节的抱闸系统及机器人 |
| CN113246112A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-08-13 | 杭州新剑机器人技术股份有限公司 | 高集成度一体式执行器装置及包含其的机器人关节 |
| CN113427497B (zh) * | 2021-06-25 | 2022-12-09 | 深圳市同川科技有限公司 | 协作机器人抱闸控制装置及其控制方法 |
| CN113500625B (zh) * | 2021-06-29 | 2023-08-01 | 苏州艾利特机器人有限公司 | 一种机器人关节、协作机器人、减速器组件及制动器 |
| CN114179122A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-15 | 成都卡诺普机器人技术股份有限公司 | 一种协作机器人关节及协作机器人 |
| CN216731872U (zh) * | 2022-01-12 | 2022-06-14 | 琦星智能科技股份有限公司 | 一种磁码盘机械臂关节 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009071919A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Yaskawa Electric Corp | 中空アクチュエータ |
| CN104348296A (zh) * | 2014-11-22 | 2015-02-11 | 浙江琦星电子有限公司 | 一种带谐波减速器的电机 |
| CN104552329A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-29 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 驱动控制一体化智能集成关节 |
| CN204604352U (zh) * | 2014-12-30 | 2015-09-02 | 浙江琦星电子有限公司 | 一种机械臂的关节 |
| CN106217405A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-14 | 苏州元谋智能机器人系统有限公司 | 一种协作机器人模块化串联关节 |
-
2017
- 2017-03-31 CN CN201710208582.6A patent/CN108656148B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009071919A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Yaskawa Electric Corp | 中空アクチュエータ |
| CN104348296A (zh) * | 2014-11-22 | 2015-02-11 | 浙江琦星电子有限公司 | 一种带谐波减速器的电机 |
| CN104552329A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-29 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 驱动控制一体化智能集成关节 |
| CN204604352U (zh) * | 2014-12-30 | 2015-09-02 | 浙江琦星电子有限公司 | 一种机械臂的关节 |
| CN106217405A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-14 | 苏州元谋智能机器人系统有限公司 | 一种协作机器人模块化串联关节 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108656148A (zh) | 2018-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108656148B (zh) | 一种协作机器人模块化关节 | |
| CN206703056U (zh) | 一种协作机器人模块化关节 | |
| CN104908059B (zh) | 一种可变自由度的模块化机械臂关节 | |
| CN109895122B (zh) | 一种具有力感知功能的协作机器人关节 | |
| CN107498580B (zh) | 一种驱控一体双编码器结构模块化关节 | |
| WO2018130154A1 (zh) | 一种精简结构的高功率质量密度的直线驱动装置 | |
| CN106863349A (zh) | 一种模块化机械臂柔性关节 | |
| CN101698301B (zh) | 平面多自由度机器人 | |
| CN112454419B (zh) | 一种具有单编码器的协作机器人关节 | |
| CN104942820A (zh) | 一种空间仿人机器人手臂关节 | |
| CN110757497A (zh) | 一种结构紧凑的协作机器人模块化关节 | |
| CN111452084A (zh) | 一种协作机器人模块化关节 | |
| CN104104180A (zh) | 线性调节器 | |
| CN104104181A (zh) | 线性调节器 | |
| CN102166750A (zh) | 定位梁及具有该定位梁的机器人直线运动单元 | |
| CN104647396A (zh) | 可用于快速重构的模块化空间机械臂关节及机械臂 | |
| CN106426135A (zh) | 一种轻型模块化机器人驱动关节 | |
| CN113400341A (zh) | 一种协作机器人用的模块化关节及关节组件 | |
| CN102528796A (zh) | 一种可控机构式六自由度并联机器人平台 | |
| CN109551482B (zh) | 一种驱控一体化力矩可测控机器人摆转关节模块 | |
| CN204819505U (zh) | 一种五轴摆臂关节机器人 | |
| CN202399270U (zh) | 一种可控机构式六自由度并联机器人平台 | |
| CN111482988A (zh) | 一种机器人关节模组刹车装置 | |
| CN110815284B (zh) | 一种中空式模块化关节 | |
| CN102785693A (zh) | 电动助力转向系统及汽车 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |