CN213471243U - 一种伺服回转关节 - Google Patents

Abstract

一种伺服回转关节，其包括：伺服旋转组件、超大扭矩离合器和旋转角度测量组件；本实用新型所述伺服回转关节通过伺服旋转部件，超大扭矩离合器和旋转角度测量组件，实现机械手各个回转关节既可以自动旋转也可以人工旋转自由切换；以此将传统助力机械手升级换代为伺服柔性机器手，实现工件抓取和搬运环节自动完成，装配环节人工辅助参与；所以相对传统助力机械臂减少了工人的工作量，相对机器人解决了工件全自动装配困难的矛盾。

Description

一种伺服回转关节

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种伺服回转关节，主要应用于柔性机器手的回转关节。

背景技术

柔性机器手不只是一个功能产品而是作为一个半自动的工件搬运平台，可以通过增加相应的辅助设备扩展器服务范围，如伺服电动小车类似机器手第7轴。通过配置不同的工具扩展设备的使用功能、如夹具等。

传统助力机械臂的三个回转关节均无动力，需人工手动旋转。通用机器人一般有6个自由度，即6个关节，但它们只能自动旋转，在生产过程中工人很难参与。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种伺服回转关节，应用于柔性机器手的回转关节，实现其臂杆可以自动旋转和人工旋转的自由切换。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种伺服回转关节，其包括：伺服旋转组件、超大扭矩离合器和旋转角度测量组件；其中，所述伺服旋转组件包括：下连接板，中央设中心孔，其一侧设一安装壳体；外齿型回转支承轴承，设置于所述下连接板上，外齿型回转支承轴承的内圈通过螺栓连接于所述下连接板；伺服电机及减速机，设置于所述下连接板安装壳体下，其输出轴端部伸入安装壳体内；驱动齿轮，设置于伸入安装壳体内的减速机输出轴端部，且与所述外齿型回转支承轴承外圈啮合；所述超大扭矩离合器包括：回转支承轴承，设置于所述外齿型回转支承轴承上方，回转支承轴承外圈通过若干螺栓连接所述外齿型回转支承轴承外圈；齿形刹车盘，为一环体，其底面沿周向设环形凹槽，且齿形刹车盘外侧壁设齿形结构；齿形刹车盘套设于所述回转支承轴承与外齿型回转支承轴承之间；上连接板，中央设中心孔；上连接板通过螺栓连接所述回转支承轴承内圈；刹车装置，包括刹车气缸，其缸体通过固定支架连接于所述上连接板一侧；刹车气缸活塞杆端部设刹车块，该刹车块外侧面为与齿形刹车盘外侧壁齿形结构啮合的齿面；所述旋转角度测量组件包括：编码器驱动轴，穿设于所述上连接板、下连接板的中心孔，其下端连接于下连接板，上端伸出所述上连接板中心孔；编码器，设置于所述编码器驱动轴伸出所述上连接板的上端部，编码器壳体固定于上连接板。

进一步，所述刹车装置还包括：

连接块，为三角形，上部设一供所述刹车气缸的输出轴端部插置的凹槽，并枢轴连接于该输出轴端部；连接块下部两侧分别设第一、第二轴孔；所述固定支架为一U形体，所述连接块位于其内侧；所述固定支架的底部设供所述刹车气缸的输出轴穿过的通孔，其两侧边的上部连接于所述上连接板一侧；其两侧边的下部两侧分别设第一、第二连接孔，所述连接块通过连接轴自连接块第一轴孔、固定支架第一连接孔连接于所述固定支架上；所述刹车块为一U形块，其底部外侧面为齿面；刹车块的两侧壁设腰形孔；所述连接块插置于所述刹车块内，所述连接块的第二轴孔设销轴，销轴两端穿设于所述刹车块两侧壁的腰形孔内；卡块，成L型，其一侧边通过连接螺栓连接于所述固定支架两侧边的下部的第二连接孔，卡块的另一侧边插置于所述齿形刹车盘底面沿周向设环形凹槽。

优选的，所述固定支架通过连接板及螺栓连接于所述上连接板一侧。

本实用新型所述伺服旋转关节包括伺服旋转组件、超大扭矩离合器和旋转角度测量组件。当离合器闭合时，上连接板绕外齿型回转支承轴承按系统给出的角度值旋转。

所述超大扭矩离合器驱动扭矩从100Nm到16000Nm。当超大扭矩离合器分离时，伺服电机不旋转，伺服旋转关节由人工手动旋转；当离合器闭合时，关节只能伺服旋转。

旋转角度测量组件包括编码器驱动轴和编码器；其中驱动轴底部和下连接板连接，其顶端和编码器连接，编码器和上连接板连接。实现无论是伺服旋转或是人工手动旋转，编码器都可以实时测量出下连接板和上连接板的旋转角度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所述伺服回转关节可实现机械手各个回转关节既可以自动旋转也可以人工旋转自由切换；以此将传统助力机械手升级换代为柔性机器手，实现工件抓取和搬运环节自动完成，装配环节人工辅助参与；相对传统助力机械臂减少了工人的工作量；相对机器人解决了工件全自动装配困难的矛盾。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体图；

图2为本实用新型实施例的俯视图；

图3为本实用新型实施例的仰视图；

图4为图2的A-A剖视图；

图5为图3的B-B剖视图；

图6为本实用新型实施例的立体分解图；

图7为本实用新型实施例中刹车装置的立体图；

图8为本实用新型实施例中刹车装置的立体分解图1；

图9为本实用新型实施例中刹车装置的立体分解图2。

具体实施方式

参见图1～图9，本实用新型所述的伺服回转关节，其包括：伺服旋转组件1、超大扭矩离合器2和旋转角度测量组件3；其中，

所述伺服旋转组件1包括：

下连接板11，中央设中心孔，其一侧设一安装壳体111；

外齿型回转支承轴承12，设置于所述下连接板11上，外齿型回转支承轴承12的内圈通过螺栓连接于所述下连接板11；

伺服电机及减速机13，设置于所述下连接板11安装壳体111下，其输出轴端部伸入安装壳体111内；

驱动齿轮14，设置于伸入安装壳体111内的减速机13输出轴端部，且与所述外齿型回转支承轴承12外圈啮合；

所述超大扭矩离合器2包括：

回转支承轴承21，设置于所述外齿型回转支承轴承12上方，回转支承轴承21外圈通过若干螺栓25连接所述外齿型回转支承轴承12外圈；

齿形刹车盘22，为一环体，其底面沿周向设环形凹槽221，且齿形刹车盘22外侧壁设齿形结构；齿形刹车盘22套设于所述回转支承轴承21与外齿型回转支承轴承12之间；

上连接板23，中央设中心孔；上连接板23通过螺栓连接所述回转支承轴承21内圈；

刹车装置24，包括刹车气缸241，其缸体通过固定支架242连接于所述上连接板23一侧；刹车气缸241活塞杆端部设刹车块243，该刹车块243外侧面为与齿形刹车盘22外侧壁齿形结构啮合的齿面；

所述旋转角度测量组件3包括：

编码器驱动轴31，穿设于所述上连接板23、下连接板11的中心孔，其下端连接于下连接板11，上端伸出所述上连接板23中心孔；

编码器32，设置于所述编码器驱动轴31伸出所述上连接板23的上端部，编码器32壳体固定于上连接板23。

参见图7～图9，所述刹车装置24还包括：

连接块244，为三角形，上部设一供所述刹车气缸241的输出轴端部插置的凹槽2441，并枢轴连接于该输出轴端部；连接块244下部两侧分别设第一轴孔2442、第二轴孔2443；所述固定支架242为一U形体，所述连接块244位于其内侧；所述固定支架242的底部设供所述刹车气缸241的输出轴穿过的通孔2421，其两侧边的上部连接于所述上连接板23一侧；其两侧边的下部两侧分别设第一连接孔2422、第二连接孔2423，所述连接块244通过连接轴245自连接块244第一轴孔2442、固定支架242第一连接孔2422连接于所述固定支架242上；

所述刹车块243为一U形块，其底部外侧面为齿面2431；刹车块243的两侧壁设腰形孔2432；所述连接块244插置于所述刹车块243内，所述连接块244的第二轴孔2443设销轴246，销轴246两端穿设于所述刹车块243两侧壁的腰形孔2432内；

卡块247，成L型，其一侧边2471通过连接螺栓248连接于所述固定支架242两侧边的下部的第二连接孔2423，卡块247的另一侧边2472插置于所述齿形刹车盘22底面沿周向设环形凹槽221。

优选的，所述固定支架242通过连接板26及螺栓连接于所述上连接板23一侧。

本实用新型所述伺服回转关节中：

所述上连接板(固定底座连接板)、刹车装置和回转支承轴承内圈通过螺栓连接为一个实体——固定部件。

所述回转支承轴承外圈、齿形刹车盘和外齿型回转支承轴承外圈通过螺栓连接为一个实体——刹车盘组件。

伺服电机及减速机、驱动齿轮、下连接板(臂杆连接板)和外齿型回转支承轴承内圈通过螺栓连接为一个实体——旋转部件。

当超大扭矩离合器闭合时，固定部件和刹车盘组件通过刹车块和齿形刹车盘压紧，使它们连接为一个实体，这时伺服电机旋转，使其通过主动齿轮绕回转支承轴承的外圈旋转。

当超大扭矩离合器分离时，固定部件和刹车盘组件处于分离状态，刹车盘组件可以绕外齿型回转支承轴承内圈自由旋转，这时伺服电机处于停止状态，使其和刹车盘组件通过驱动齿轮和回转支承轴承外圈的齿咬合，形成一个临时的实体，这样人工手动旋转下连接板(臂杆连接板)时，旋转部件和刹车盘组件绕回转支承轴承的内圈旋转。

旋转角度测量组件可以实现无论是伺服旋转或是人工手动旋转，编码器都可以实时测量出下连接板(臂杆连接板)和上连接板(固定底座连接板)的旋转角度。

Claims (3)

1.一种伺服回转关节，其特征在于，包括：伺服旋转组件、超大扭矩离合器和旋转角度测量组件；其中，

所述伺服旋转组件包括：

下连接板，中央设中心孔，其一侧设一安装壳体；

外齿型回转支承轴承，设置于所述下连接板上，外齿型回转支承轴承的内圈通过螺栓连接于所述下连接板；

伺服电机及减速机，设置于所述下连接板安装壳体下，其输出轴端部伸入安装壳体内；

驱动齿轮，设置于伸入安装壳体内的减速机输出轴端部，且与所述外齿型回转支承轴承外圈啮合；所述超大扭矩离合器包括：

回转支承轴承，设置于所述外齿型回转支承轴承上方，回转支承轴承外圈通过若干螺栓连接所述外齿型回转支承轴承外圈；

齿形刹车盘，为一环体，其底面沿周向设环形凹槽，且齿形刹车盘外侧壁设齿形结构；齿形刹车盘套设于所述回转支承轴承与外齿型回转支承轴承之间；

上连接板，中央设中心孔；上连接板通过螺栓连接所述回转支承轴承内圈；

刹车装置，包括刹车气缸，其缸体通过固定支架连接于所述上连接板一侧；刹车气缸活塞杆端部设刹车块，该刹车块外侧面为与齿形刹车盘外侧壁齿形结构啮合的齿面；所述旋转角度测量组件包括：

编码器驱动轴，穿设于所述上连接板、下连接板的中心孔，其下端连接于下连接板，上端伸出所述上连接板中心孔；

编码器，设置于所述编码器驱动轴伸出所述上连接板的上端部，编码器壳体固定于上连接板。

2.如权利要求1所述的伺服回转关节，其特征在于，所述刹车装置还包括：

连接块，为三角形，上部设一供所述刹车气缸的输出轴端部插置的凹槽，并枢轴连接于该输出轴端部；连接块下部两侧分别设第一、第二轴孔；所述固定支架为一U形体，所述连接块位于其内侧；所述固定支架的底部设供所述刹车气缸的输出轴穿过的通孔，其两侧边的上部连接于所述上连接板一侧；其两侧边的下部两侧分别设第一、第二连接孔，所述连接块通过连接轴自连接块第一轴孔、固定支架第一连接孔连接于所述固定支架上；

所述刹车块为一U形块，其底部外侧面为齿面；刹车块的两侧壁设腰形孔；所述连接块插置于所述刹车块内，所述连接块的第二轴孔设销轴，销轴两端穿设于所述刹车块两侧壁的腰形孔内；

卡块，成L型，其一侧边通过连接螺栓连接于所述固定支架两侧边的下部的第二连接孔，卡块的另一侧边插置于所述齿形刹车盘底面沿周向设环形凹槽。

3.如权利要求1或2所述的伺服回转关节，其特征在于，所述固定支架通过连接板及螺栓连接于所述上连接板一侧。

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