CN211761645U - 一种模块化机器人的关节及其扭矩传感器固定结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种模块化机器人的关节及其扭矩传感器固定结构。该固定结构包括摩擦结构件，所述摩擦结构件设置于扭矩传感器以及与扭矩传感器相对固定连接的部件之间，所述摩擦结构件用于防止所述扭矩传感器相对于与其相对固定连接的部件之间的滑移，从而提高扭矩传感器的读数精确度及使用寿命。

Description

一种模块化机器人的关节及其扭矩传感器固定结构

技术领域

本实用新型涉及一种机器人领域，特别是涉及一种模块机器人的关节及其内部的具体结构。

背景技术

模块化机器人的关节中加入扭矩传感器用以实时监测关节的输出扭矩已经逐渐成为协作机器人的发展趋势，由于扭矩传感器对关节输出扭矩检测的准确性及精度将直接影响到机械臂的力控制性能，并且扭矩传感器属于精密部件，不当的安装或使用极易造成损坏，所以如何通过恰当的固定装置将其集成到机器人关节中就显得尤为重要。

现有技术CN 207548790 U披露了一种驱动装置和机器人、CN 109715348 A披露了一种用于操纵器的驱动单元，其机器人模块化关节中含有扭矩传感器，并且扭矩传感器布置在关节的输出侧，扭矩传感器内圈与减速器输出轴通过螺钉固定，扭矩传感器外圈与关节输出法兰通过螺钉固定，并通过该扭矩传感器实时检测关节的输出扭矩。该现有技术存在的问题是：扭矩传感器通过螺钉固定时，由于传感器上的螺钉通孔与螺钉外径之间存在间隙，当关节输出法兰承受大扭矩时，扭矩传感器与其固定件之间容易发生滑移，特别是该滑移现象容易发生在传感器内圈固定部位，产生此现象后将造成扭矩传感器读数不准确，甚至是发生传感器破坏。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种模块化机器人的关节，包括输出段、电机段、制动段、中空轴，所述输出段包括输出端外壳、输出法兰、谐波减速器，所述电机段包括电机外壳、电机定子、电机转子、电机轴，所述中空轴与所述输出法兰固定连接，所述电机轴通过谐波减速器将动力输出到所述输出法兰，还包括扭矩传感器，所述扭矩传感器用于检测所述关节的输出扭矩，其特征在于：

所述扭矩传感器固定于所述输出段和电机段之间，所述扭矩传感器的外圈固定于所述输出端外壳和电机外壳之间；所述扭矩传感器的内圈固定于所述谐波减速器的柔轮处；

所述扭矩传感器与其所相对固定的部件之间设置有摩擦结构件，所述摩擦结构件用于防止所述扭矩传感器与其所相对固定的部件之间发生滑移。

进一步的，所述摩擦结构件为圆环形的片状体，其表面设置有锐利的凸起结构，所述凸起结构的硬度高于与所述扭矩传感器相对固定的部件的表面硬度。

进一步的，所述摩擦结构件为圆环形的片状体，其表面涂覆有粘性材料。

进一步的，所述摩擦结构件设置于所述扭矩传感器的内圈侧和/或外圈侧。

进一步的，所述摩擦结构件上还设置有用于紧固件通过的紧固件通孔。

本实用新型还提供一种模块化机器人的关节的扭矩传感器的固定结构，其包括摩擦结构件，所述摩擦结构件设置于扭矩传感器以及与扭矩传感器相对固定连接的部件之间，所述摩擦结构件用于防止所述扭矩传感器相对于与其相对固定连接的部件之间的滑移。

进一步的，所述摩擦结构件为圆环形的片状体，其表面设置有锐利的凸起结构，所述凸起结构的硬度高于与所述扭矩传感器相对固定连接的部件的表面硬度。

进一步的，所述摩擦结构件为圆环形的片状体，其表面涂覆有粘性材料。

进一步的，所述摩擦结构件设置于所述扭矩传感器的内圈侧和/或外圈侧。

进一步的，所述摩擦结构件上还设置有用于紧固件通过的紧固件通孔。

本实用新型的摩擦结构件可以实现扭矩传感器可靠的连接，防止扭矩传感器在大扭矩工况下发生滑移，从而提高扭矩传感器的读数精确度并提高其适用寿命。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型所提供的模块化机器人的关节的轴向截面示意图。

图2是本实用新型所提供的模块化机器人的关节的爆炸示意图。

图3是本实用新型所提供的扭矩传感器的固定结构的示意图。

其中，1输出法兰，2轴承内圈压板，3轴承外圈压板，4交叉滚子轴承，5输出端外壳，6扭矩传感器7，电机外壳8，电机定子9，电机转子，10电机轴，11高速侧读头支架，12高速侧读头，13高速侧磁环，14制动器，15制动器外壳，16低速侧磁环支架，17低速侧磁环，18中空轴，19抱箍，20低速侧读头，21柔轮，22波发生器，23刚轮，24输入轴，25柔轮安装板，26密封圈，27转子毂，28摩擦结构件，281紧固件通孔，282凸起结构，29磁屏蔽板

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

进一步地，在下述任何方法的说明中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。

第一实施例

参照说明书附图1-3。本实施例披露一种模块化机器人的关节，其包括输出段A、电机段B、制动段C、中空轴18，所述输出段A包括输出端外壳5、输出法兰1、以及由柔轮21、波发生器22，刚轮23组成的谐波减速器，所述电机段B包括电机外壳7、电机定子8、电机转子9、电机轴10，所述中空轴18与所述输出法兰1固定连接，所述电机轴10通过谐波减速器将动力输出到所述输出法兰1，还包括扭矩传感器6，所述扭矩传感器6用于检测所述关节的输出扭矩。

所述扭矩传感器6固定于所述输出段A和电机段B之间，所述扭矩传感器6的外圈固定于所述输出端外壳5和电机外壳7之间；所述扭矩传感器6的内圈固定于所述谐波减速器的柔轮21处。所述扭矩传感器6与其所相对固定的部件之间设置有摩擦结构件28，所述摩擦结构件28用于防止所述扭矩传感器6与其所相对固定的部件之间发生滑移。

所述摩擦结构件28既可以设置于所述扭矩传感器6的内圈侧，也可以设置在外圈侧，还可以在内圈侧和外圈侧同时设置。本实施例的图示中显示摩擦结构件28设置于扭矩传感器6的内圈侧，即柔轮21处。

具体来讲，所述摩擦结构件28为圆环形的片状体，其表面设置有锐利的凸起结构282，所述凸起结构282的硬度经过工艺处理后高于与所述扭矩传感器6相对固定的部件的表面硬度。所述摩擦结构件28上还设置有用于紧固件通过的紧固件通孔281，该紧固件具体的可以是螺钉。因此当扭矩传感器通过螺钉紧密固定于柔轮21上时，摩擦结构件28表面的锐利凸起结构282可以分别咬入到柔轮21与扭矩传感器6的表面，从而实现可靠的连接，防止扭矩传感器6在大扭矩工况下发生滑移。

在另外的实施例中，所述摩擦结构件表面可涂覆有粘性材料，也可以起到防止扭矩传感器6发生滑移的作用。

本实施例所披露的模块化机器人的关节的具体工作过程如下：电机轴10旋转，带动输入轴24、波发生器22转动。柔轮21通过摩擦结构件28和固定螺钉与扭矩传感器6固定连接，并可承受较大的扭矩而不发生滑移。扭矩传感器6与电机外壳7通过螺钉固定连接。柔轮21在波发生器22的旋转作用下不断发生变形，并促使刚轮23、输出法兰1旋转。机器人关节工作时，输出法兰1承受的扭矩将通过刚轮23、柔轮21传递到扭矩传感器6。而摩擦结构件28保证扭矩传感器的固定连接不会产生滑移，从而保证读数的准确性和工作寿命。

第二实施例

结合说明书附图1-3。本实施例披露一种模块化机器人的关节的扭矩传感器的固定结构，其包括摩擦结构件28，所述摩擦结构件28设置于扭矩传感器以及与扭矩传感器相对固定连接的部件之间，所述摩擦结构件28用于防止所述扭矩传感器相对于与其相对固定连接的部件之间的滑移。

所述摩擦结构件28为圆环形的片状体，其表面设置有锐利的凸起结构282，所述凸起结构282的硬度高于与所述扭矩传感器相对固定连接的部件的表面硬度。

所述摩擦结构件28为圆环形的片状体，其表面涂覆有粘性材料。

该摩擦结构件28设置于所述扭矩传感器6的内圈侧和/或外圈侧。

所述摩擦结构件28上还设置有用于紧固件通过的紧固件通孔281。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种模块化机器人的关节，包括输出段(A)、电机段(B)、制动段(C)、中空轴(18)，所述输出段(A)包括输出端外壳(5)、输出法兰(1)、谐波减速器，所述电机段(B)包括电机外壳(7)、电机定子(8)、电机转子(9)、电机轴(10)，所述中空轴(18)与所述输出法兰(1)固定连接，所述电机轴(10)通过谐波减速器将动力输出到所述输出法兰(1)，还包括扭矩传感器(6)，所述扭矩传感器(6)用于检测所述关节的输出扭矩，其特征在于：

所述扭矩传感器(6)固定于所述输出段(A)和电机段(B)之间，所述扭矩传感器(6)的外圈固定于所述输出端外壳(5)和电机外壳(7)之间；所述扭矩传感器(6)的内圈固定于所述谐波减速器的柔轮(21)处；

所述扭矩传感器(6)与其所相对固定的部件之间设置有摩擦结构件(28)，所述摩擦结构件(28)用于防止所述扭矩传感器(6)与其所相对固定的部件之间发生滑移。

2.根据权利要求1所述的关节，其特征在于：所述摩擦结构件(28)为圆环形的片状体，其表面设置有锐利的凸起结构(282)，所述凸起结构(282)的硬度高于与所述扭矩传感器(6)相对固定的部件的表面硬度。

3.根据权利要求1所述的关节，其特征在于：所述摩擦结构件(28)为圆环形的片状体，其表面涂覆有粘性材料。

4.根据权利要求1所述的关节，其特征在于：所述摩擦结构件(28)设置于所述扭矩传感器(6)的内圈侧和/或外圈侧。

5.根据权利要求1所述的关节，其特征在于：所述摩擦结构件(28)上还设置有用于紧固件通过的紧固件通孔(281)。

6.一种模块化机器人的关节的扭矩传感器固定结构，其特征在于：包括摩擦结构件(28)，所述摩擦结构件(28)设置于扭矩传感器以及与扭矩传感器相对固定连接的部件之间，所述摩擦结构件(28)用于防止所述扭矩传感器相对于与其相对固定连接的部件之间的滑移。

7.根据权利要求6所述的固定结构，其特征在于：所述摩擦结构件(28)为圆环形的片状体，其表面设置有锐利的凸起结构(282)，所述凸起结构(282)的硬度高于与所述扭矩传感器相对固定连接的部件的表面硬度。

8.根据权利要求6所述的固定结构，其特征在于：所述摩擦结构件(28)为圆环形的片状体，其表面涂覆有粘性材料。

9.根据权利要求6所述的固定结构，其特征在于：所述摩擦结构件(28)设置于所述扭矩传感器(6)的内圈侧和/或外圈侧。

10.根据权利要求6所述的固定结构，其特征在于：所述摩擦结构件(28)上还设置有用于紧固件通过的紧固件通孔(281)。

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