CN211761547U - 一种机械手的定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械手的定位装置，包括伺服电机和安装在伺服电机上的组合式失电制动器，组合式失电制动器包括制动部件，以及安装在伺服电机传动轴上的组合式托盘，组合式托盘包括若干个拼接而成的扇形托板，扇形托板上安装有制动摩擦片，制动部件包括环绕伺服电机传动轴设置的若干个壳体、安装在壳体内的电磁控制组件，以及与制动摩擦片相配合的衔铁，多个制动部件间隔设置，有利于制动部件的散热，制动部件通过螺栓固定在伺服电机上，从动部件的组合式托盘由多个扇形托板拼接而成，制动部件和扇形托板均可独立的拆装，避免了失电制动器通过套设方式与传动轴配合而造成失电制动器检修更换不便的问题。

Description

一种机械手的定位装置

技术领域

本实用新型实施例涉及机械自动化技术领域，具体涉及一种机械手的定位装置。

背景技术

机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，机械手的动作部件通常通过伺服电机来驱动和控制，而为了防止机械手在断电时其动作部件发生自转，通常在传动轴上安装失电制动器。

失电制动器由磁轭、励磁线圈、弹簧、制动盘、衔铁、花键套和安装镙钉等部件组成，失电制动器安装在设备的法兰盘或电动机的后端，传动轴通过花键套与制动盘联结。失电制动器的励磁线圈接通额定电压时，电磁力吸合衔铁，使衔铁与制动盘脱离释放，这时传动轴带着制动盘正常运转或启动，当传动系统分离或断电时，制动器也同时断电，此时弹簧施压于衔铁，迫使制动盘与衔铁及法兰盘之间产生摩擦力矩，使传动轴快速停转。

现有的失电制动器通过套设的方式与传动轴配合，这就导致在对失电制动器进行检修更换时，不仅需要对失电制动器进行拆装，还要对传动轴连接的机械部件进行拆装，操作十分繁琐，降低了失电制动器检修和故障排除的效率，对机械手的正常运行造成了负面影响。

并且，由于失电制动器通常安装在较狭窄的空间内，其机构设计紧凑，不仅便于拆装，且导致其散热性较差，通常，在制动器散热环境较差，传动轴又是长时间连续工作时，如果条件允许，则可在失电制动器工作后，将保持电压转换为70％-80％的额定电压，以减少发热，但可能因磁轭的磁力不够而导致衔铁被异常弹出，从而导致传动轴被异常停止，容易造成与传动轴连接的驱动电损坏或烧毁。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种机械手的定位装置，以解决现有技术中，由于失电制动器设计不合理而导致的拆装不便且散热性差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式公布了如下技术方案：

一种机械手的定位装置，包括伺服电机和安装在所述伺服电机上的组合式失电制动器，所述组合式失电制动器包括安装在所述伺服电机传动轴上的从动部件，以及安装在所述伺服电机端部的制动部件，所述制动部件包括环绕所述伺服电机传动轴设置的若干个壳体，以及安装在所述壳体内的电磁控制组件和衔铁；

所述从动部件包括若干个连接呈环形的扇形托板，若干个所述扇形托板连接成组合式托盘，所述组合式托盘外转动套设有装配环，所述装配环与所述壳体通过螺栓连接，所述组合式托盘上开设有用于与所述伺服电机传动轴相配和的轴孔，且所述轴孔孔壁上开设有花键槽，所述扇形托板上固定安装有与所述衔铁相配合的制动摩擦片。

进一步地，所述装配环包括转动套设在所述组合式托盘上的圆柱轴承，所述圆柱轴承轴向的两端均安装有用于对所述组合式托盘进行轴向限位的限位环，所述限位环内径小于所述组合式托盘的外径。

进一步地，所述扇形托板上开设有贯穿其两侧的，且与所述衔铁对向设置的嵌入槽，所述制动摩擦片嵌入安装在所述嵌入槽内。

进一步地，所述嵌入槽两端的槽壁上均安装有周向限位齿，所述制动摩擦片的两端均开设有与所述周向限位齿相配合的限位齿槽。

进一步地，若干个所述壳体的两侧均安装有楔形导轨，相邻所述壳体的两个所述楔形导轨之间通过环向连接件连接，所述环向连接件的两侧均开设有与所述楔形导轨相配合的楔形滑槽，且所述环向连接件和所述楔形导轨通过销钉连接。

进一步地，所述电磁控制组件包括安装在所述壳体内的磁轭、套设在所述磁轭上的励磁线圈，以及一端与所述衔铁连接的推力弹簧，所述推力弹簧的另一端支撑在所述壳体内壁上。

本实用新型的实施方式具有如下优点：

多个制动部件间隔设置，有利于制动部件的散热，并且，制动部件通过螺栓固定在伺服电机上，从动部件的组合式托盘由多个安装有制动摩擦片的扇形托板拼接而成，制动部件和扇形托板均可独立的拆装，避免了失电制动器通过套设方式与传动轴配合而造成失电制动器检修更换不便的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的制动部件结构示意图；

图3为本实用新型实施例的从动部件构示意图；

图4为本实用新型实施例的装配环结构示意图；

图5为本实用新型实施例的扇形托板示意图；

图6为本实用新型实施例的制动摩擦片示意图；

图7为本实用新型实施例的电磁控制组件结构示意图。

图中：

1-伺服电机；2-从动部件；3-制动部件；4-组合式托盘；5-螺栓；6-周向限位齿；7-楔形导轨；8-环向连接件；9-销钉；

201-扇形托板；202-装配环；203-制动摩擦片；

2011-嵌入槽；2021-圆柱轴承；2022-限位环；2031-限位齿槽；

301-壳体；302-衔铁；303-磁轭；304-励磁线圈；305-推力弹簧；

401-轴孔；402-花键槽；

801-楔形滑槽。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标或给定值的任意变化的自动控制系统，机械手需要与伺服系统配合来进行动作。伺服电机1主要靠脉冲来定位，伺服电机1接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机1本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机1每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机1接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机1，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现对机械手动作的精确定位。

机械手各个传动轴上通常会安装有失电制动器，失电制动器的励磁线圈304接通额定电压DC时，电磁力吸合衔铁302，使衔铁302与制动盘脱离释放，这时传动轴带着制动盘正常运转或启动，当传动系统分离或断电时，失电制动器也同时断电，此时弹簧施压于衔铁302，迫使制动盘与衔铁302及法兰盘之间产生摩擦力矩，使传动轴快速停转。

如图1至图3所示，本实用新型公布了一种机械手的定位装置，包括伺服电机1和安装在伺服电机1上的组合式失电制动器，组合式失电制动器包括安装在伺服电机1传动轴上的从动部件2，以及间隔安装在伺服电机1端部，且环绕伺服电机1传动轴设置的若干个的制动部件3，制动部件3包括壳体301，以及安装在壳体301内的电磁控制组件和衔铁302；

从动部件2包括若干个连接呈环形的扇形托板201，若干个扇形托板201连接成组合式托盘4，组合式托盘4外转动套设有装配环202，装配环202与壳体301通过螺栓5连接，组合式托盘4上开设有用于与伺服电机1传动轴相配和的轴孔401，且轴孔401孔壁上开设有花键槽402，扇形托板201上固定安装有与衔铁302相配合的制动摩擦片203。

若干个扇形托板201上和扇形托板201上的制动摩擦片203拼接成环形，若干个扇形托板201拼接形成的组合式托盘4通过装配环202与壳体301连接，而壳体301通过螺栓5固定安装在伺服电机1的端部，并通过螺栓5将装配环202支撑和固定，伺服电机1的传动轴穿过组合式托盘4上的轴孔401，伺服电机1传动轴上设有与花键槽402相配合的花键，通过花键和花键槽402的配合，使组合式托盘4周向固定安装在伺服电机1传动轴上，从而伺服电机1传动轴带动组合式托盘4以及组合式托盘4上的制动摩擦片203同步转动。

当壳体301内的电磁控制组件断电时，衔铁302向制动摩擦片203方向运动，并与制动摩擦片203压紧，在摩擦力的作用下，衔铁302将转随组合式托盘4转动的制动摩擦片203停下，从而使与组合式托盘4周向固定连接的传动轴停转。

多个制动部件3间隔设置，有利于制动部件3的散热，并且，制动部件3通过螺栓5固定在伺服电机1上，从动部件2的组合式托盘4由多个安装有制动摩擦片203的扇形托板201拼接而成，制动部件3和扇形托板201均可独立的拆装，避免了失电制动器通过套设方式与传动轴配合而造成失电制动器检修更换不便的问题。

装配环202一方面对组合式托盘4的多个扇形托板201进行固定，防止组合式托盘4散架，另一方面，装配环202通过螺栓5与壳体301连接，使制动摩擦片203与壳体301上的衔铁302保持合适的轴向间距，并在衔铁302压紧在制动摩擦片203上时，对组合式托盘4进行支撑，确保衔铁302与制动摩擦片203的压力配合。

如图4所示，装配环202包括转动套设在组合式托盘4上的圆柱轴承2021，圆柱轴承2021轴向的两端均安装有用于对组合式托盘4进行轴向限位的限位环2022，限位环2022内径小于组合式托盘4的外径，从而通过两侧的限位环2022将组合式托盘4进行轴向限位，防止组合式托盘4相对于装配环202发生轴向移动。圆柱轴承2021的设置减小了组合式托盘4与装配环202之间的磨损，同理，在扇形托板201相对于花键槽402的一端安装轴瓦，在组合式推盘端部与限位环2022之间安装平面轴承，从而进一步减小组合式托盘4与装配环202之间的磨损和发热。

如图5和图6所示，扇形托板201上开设有贯穿其两侧的，且与衔铁302对向设置的嵌入槽2011，制动摩擦片203嵌入安装在嵌入槽2011内，有利于制动摩擦片203安装，以及防止制动摩擦片203径向移动，且嵌入槽2011两端的槽壁上均安装有周向限位齿6，制动摩擦片203的两端均开设有与周向限位齿6相配合的限位齿槽2031，通过周向限位齿6与限位齿槽2031的配合，防止扇形托板201相对于组合式托盘4发生周向运动，而制动摩擦片203与扇形托板201，通过粘接、焊接、螺钉或卡扣的方式轴向安装在扇形托板201上，通过对制动摩擦片203进行轴向、周向和径向的固定，确保制动摩擦片203安装的牢固。

若干个壳体301的两侧均安装有楔形导轨7，相邻壳体301的两个楔形导轨7之间通过环向连接件8连接，环向连接件8的两侧均开设有与楔形导轨7相配合的楔形滑槽801，且环向连接件8和楔形导轨7通过销钉9连接。

环向连接件8呈弧形，通过多个环向连接件8将多个制动部件3连接成可拆卸的环形整体，从而增加了组合式失电制动器整体结构的稳定性，另外，楔形导轨7、壳体301和环向连接件8均由钢材制成，环向连接件8通过楔形导轨7与壳体301连接，相当于增加了转动部件的散热面积，从而有利于降低制动部件3的温度，环向连接件8上设有贯穿其两侧的多个通风孔，有利于空气在多个制动部件的外侧和内侧之间流动，从而有利于制动部件的散热，达到降低制动部件温度的目的。

如图7所示，电磁控制组件一般性的包括安装在壳体301内的磁轭303、套设在磁轭303上的励磁线圈304，以及一端与衔铁302连接的推力弹簧305，推力弹簧305的另一端支撑在壳体301内，当励磁线圈304通电时，磁轭303上的磁力吸引衔铁302克服推力弹簧305的阻力而移动，反之，当励磁线圈304断电时，衔铁302在推力弹簧305的弹力的作用下被推向制动摩擦片203，并与制动摩擦片203压紧。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种机械手的定位装置，其特征在于，包括伺服电机(1)和安装在所述伺服电机(1)上的组合式失电制动器，所述组合式失电制动器包括安装在所述伺服电机(1)传动轴上的从动部件(2)，以及安装在所述伺服电机(1)端部的制动部件(3)，所述制动部件(3)包括环绕所述伺服电机(1)传动轴设置的若干个壳体(301)，以及安装在所述壳体(301)内的电磁控制组件和衔铁(302)；

所述从动部件(2)包括若干个连接呈环形的扇形托板(201)，若干个所述扇形托板(201)连接成组合式托盘(4)，所述组合式托盘(4)外转动套设有装配环(202)，所述装配环(202)与所述壳体(301)通过螺栓(5)连接，所述组合式托盘(4)上开设有用于与所述伺服电机(1)传动轴相配和的轴孔(401)，且所述轴孔(401)孔壁上开设有花键槽(402)，所述扇形托板(201)上固定安装有与所述衔铁(302)相配合的制动摩擦片(203)。

2.根据权利要求1所述的一种机械手的定位装置，其特征在于，所述装配环(202)包括转动套设在所述组合式托盘(4)上的圆柱轴承(2021)，所述圆柱轴承(2021)轴向的两端均安装有用于对所述组合式托盘(4)进行轴向限位的限位环(2022)，所述限位环(2022)内径小于所述组合式托盘(4)的外径。

3.根据权利要求1所述的一种机械手的定位装置，其特征在于，所述扇形托板(201)上开设有贯穿其两侧的，且与所述衔铁(302)对向设置的嵌入槽(2011)，所述制动摩擦片(203)嵌入安装在所述嵌入槽(2011)内。

4.根据权利要求3所述的一种机械手的定位装置，其特征在于，所述嵌入槽(2011)两端的槽壁上均安装有周向限位齿(6)，所述制动摩擦片(203)的两端均开设有与所述周向限位齿(6)相配合的限位齿槽(2031)。

5.根据权利要求1所述的一种机械手的定位装置，其特征在于，若干个所述壳体(301)的两侧均安装有楔形导轨(7)，相邻所述壳体(301)的两个所述楔形导轨(7)之间通过环向连接件(8)连接，所述环向连接件(8)的两侧均开设有与所述楔形导轨(7)相配合的楔形滑槽(801)，且所述环向连接件(8)和所述楔形导轨(7)通过销钉(9)连接。

6.根据权利要求1所述的一种机械手的定位装置，其特征在于，所述电磁控制组件包括安装在所述壳体(301)内的磁轭(303)、套设在所述磁轭(303)上的励磁线圈(304)，以及一端与所述衔铁(302)连接的推力弹簧(305)，所述推力弹簧(305)的另一端支撑在所述壳体(301)内壁上。

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