CN110748609A - 一种用于机器人关节模组中的谐波减速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，在谐波减速器的输出端上固定设置有圆盘，圆盘与波发生器的输入轴同轴线，机械臂通过其上的安装孔固定套于圆盘的柱体面上；在与谐波减速器相对的机械臂侧面上间隔设置有至少一个触发元件，各触发元件相对于圆盘中心间隔分布于同一圆周上；在与各触发元件相对的谐波减速器的固定部件侧面上固定设置有触发组件，触发组件与控制装置相连接；圆盘每旋转一圈，触发组件与各触发元件均相对一次，且触发组件与任一触发元件相对时、该触发元件均能触发触发组件从而使控制装置得到一个位置信号。上述结构能感知谐波减速器起始/终止位置而无需额外设置多圈绝对值编码器。

Description

一种用于机器人关节模组中的谐波减速器

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种用于机器人关节模组中的谐波减速器。

背景技术

谐波减速器主要由波发生器、柔性齿轮、柔性轴承、刚性齿轮四个基本构件组成，是一种靠波发生器装配上柔性轴承使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动，工作时通过柔性齿轮与刚性齿轮的接触齿数差实现在很小空间内大传动比，是一种大减速比、小体积的机械装置。

谐波减速器被广泛应用于各类机器人的关节模组中，通过谐波减速器与无框电机等元件组合从而实现机器人的关节作用。由于谐波减速器自身没有起始/终止位置的感知能力，因而需要增设辅助元件来感知谐波减速器的起始/终止位置，目前通过增设多圈绝对值编码器来感知谐波减速器的起始/终止位置，这无疑增加了成本和整体结构的复杂度。

发明内容

本发明所需解决的技术问题是：提供一种能感知谐波减速器起始/终止位置的用于机器人关节模组中的谐波减速器。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，包括：谐波减速器，在谐波减速器的输出端上固定设置有圆盘，圆盘与波发生器的输入轴同轴线，机械臂通过其上的安装孔固定套于圆盘的柱体面上；在与谐波减速器相对的机械臂侧面上间隔设置有至少一个触发元件，各触发元件相对于圆盘中心间隔分布于同一圆周上；在与各触发元件相对的谐波减速器的固定部件侧面上固定设置有触发组件，触发组件与控制装置相连接；圆盘每旋转一圈，触发组件与各触发元件均相对一次，且触发组件与任一触发元件相对时、该触发元件均能触发触发组件从而使控制装置得到一个位置信号。

进一步地，前述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其中， 所述的触发元件为磁控开关中的磁铁，触发组件为磁控开关中的干簧管，干簧管与任一磁铁相对时，该磁铁均能触发干簧管、从而使控制装置得到一个位置信号。

进一步地，前述的用于机器人关节模组中的谐波减速器，其中，在与谐波减速器相对的机械臂侧面上间隔设置有若干向内凹进的嵌入槽，在每个嵌入槽中均镶嵌有一块磁铁。

进一步地，前述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其中，所述的触发元件为光电开关对应触发元件，触发组件为光电开关，光电开关与任一光电开关对应触发元件相对时，该光电开关对应触发元件均能触发光电开关、从而使控制装置得到一个位置信号。

进一步地，前述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其中，谐波减速器的输出端为刚性齿轮，圆盘固定于刚性齿轮上。

进一步地，前述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其中，在圆盘的前端面中部开设有连接孔，在连接孔中固定设置有圆环形挡板，圆环挡板能卡嵌于橡胶护线圈外围面上的环形凹槽中、从而使橡胶护线圈位于圆盘上而不会掉落。

进一步地，前述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其中，圆环形挡板与圆盘一体成型构成。

本发明的有益效果是：通过在谐波减速器上集成磁控开关/光电开关等位置感知元件、从而使谐波减速器具有能感知自身起始/终止位置功能，使用时可以使用单圈绝对值编码器代替多圈绝对值编码器或者不用编码器，大幅地降低了使用成本，整体结构也更加简单、紧凑，应用更加广泛。

附图说明

图1是本发明所述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器的结构示意图。

图2是图1的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。

谐波减速器10主要由波发生器1、柔性齿轮3（即：带有外齿圈的柔性齿轮）、柔性轴承2、刚性齿轮4（即：带有内齿圈的刚性齿轮）四个基本构件组成。谐波减速器10是一个比较成熟的机械装置，本申请是在现有的谐波减速器10与机械臂7上集成位置感知元件，从而使谐波减速器10具有能感知自身起始/终止位置功能，因而这里不再赘述谐波减速器10的具体结构。

如图1和图2所示，本实施例所述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器10，包括：谐波减速器10，在谐波减速器10的输出端上固定设置有圆盘6，圆盘6与波发生器1的输入轴5同轴线，机械臂7通过其上的安装孔固定套于圆盘6的柱体面上，机械臂7与圆盘6两者之间的固定方式可以采用螺栓连接，在圆盘6的柱体面上间隔开设有若干螺纹盲孔，各螺栓穿过对应机械臂7上的通孔后与旋紧于对应螺纹盲孔中，从而将机械臂7固定于圆盘6的柱体面上。

在与谐波减速器10相对的机械臂7侧面上间隔设置有至少一个触发元件，各触发元件相对于圆盘中心间隔分布于同一圆周上；在与各触发元件相对的谐波减速器10的固定部件侧面上固定设置有触发组件9，触发组件9与控制装置相连接；圆盘6每旋转一圈，触发组件9与各触发元件均相对一次，且触发组件9与任一触发元件相对时、该触发元件均能触发触发组件9从而使控制装置得到一个位置信号。

触发元件和触发组件9构成位置感知元件，位置感知元件可以采用热、电、声、光、磁等位置感知元件。

位置感知元件可以采用磁控开关，具体为：触发元件采用磁控开关中的磁铁，触发组件9采用磁控开关中的干簧管，干簧管与任一磁铁相对时，该磁铁均能触发干簧管、从而使控制装置得到一个位置信号。本实施例中各磁铁可以采用镶嵌方式固定于圆盘6上，具体为：在与谐波减速器10相对的机械臂7侧面上间隔设置有若干向内凹进的嵌入槽71，在每个嵌入槽71中均镶嵌有一块磁铁。

位置感知元件还可以采用接近开关，具体为：触发元件采用光电开关对应触发元件，触发组件9采用光电开关，光电开关与任一光电开关对应触发元件相对时，该光电开关对应触发元件均能触发光电开关、从而使控制装置得到一个位置信号。

位置感知元件还可以采用电感型接近开关、压电陶瓷片的声音发生器（压电陶瓷片作为声音接收元件）等。

本实施例中谐波减速器10的输出端为刚性齿轮4，圆盘6固定于刚性齿轮4上，此时谐波减速器10的固定部件可以是谐波减速器10的壳体。

为方便机械人关节走线，在圆盘6的前端面中部开设有连接孔，在连接孔中固定设置有圆环形挡板61，圆环形挡板61与圆盘6可一体成型构成。圆环挡板61能卡嵌于橡胶护线圈8外围面上的环形凹槽81中、从而使橡胶护线圈8位于圆盘6上而不会掉落。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。

本发明的优点是：通过在谐波减速器10上集成磁控开关/光电开关等位置感知元件、从而使谐波减速器10具有能感知自身起始/终止位置功能，使用时可以使用单圈绝对值编码器代替多圈绝对值编码器或者不用编码器，大幅地降低了使用成本，整体结构也更加简单、紧凑，应用更加广泛。

Claims (7)

1.一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，包括：谐波减速器，其特征在于：在谐波减速器的输出端上固定设置有圆盘，圆盘与波发生器的输入轴同轴线，机械臂通过其上的安装孔固定套于圆盘的柱体面上；在与谐波减速器相对的机械臂侧面上间隔设置有至少一个触发元件，各触发元件相对于圆盘中心间隔分布于同一圆周上；在与各触发元件相对的谐波减速器的固定部件侧面上固定设置有触发组件，触发组件与控制装置相连接；圆盘每旋转一圈，触发组件与各触发元件均相对一次，且触发组件与任一触发元件相对时、该触发元件均能触发触发组件从而使控制装置得到一个位置信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其特征在于： 所述的触发元件为磁控开关中的磁铁，触发组件为磁控开关中的干簧管，干簧管与任一磁铁相对时，该磁铁均能触发干簧管、从而使控制装置得到一个位置信号。

3.根据权利要求2所述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其特征在于：在与谐波减速器相对的机械臂侧面上间隔设置有若干向内凹进的嵌入槽，在每个嵌入槽中均镶嵌有一块磁铁。

4.根据权利要求1所述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其特征在于：所述的触发元件为光电开关对应触发元件，触发组件为光电开关，光电开关与任一光电开关对应触发元件相对时，该光电开关对应触发元件均能触发光电开关、从而使控制装置得到一个位置信号。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其特征在于：谐波减速器的输出端为刚性齿轮，圆盘固定于刚性齿轮上。

6.根据权利要求1所述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其特征在于：在圆盘的前端面中部开设有连接孔，在连接孔中固定设置有圆环形挡板，圆环挡板能卡嵌于橡胶护线圈外围面上的环形凹槽中、从而使橡胶护线圈位于圆盘上而不会掉落。

7.根据权利要求6所述的一种用于机器人关节模组中的谐波减速器，其特征在于：圆环形挡板与圆盘一体成型构成。

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