CN213971276U - 一种同侧编码器系统及相应伺服关节 - Google Patents

Abstract

一种同侧编码器系统及相应伺服关节，属于机器人伺服关节技术领域。一种同侧编码器系统，包括控制电路板、中心磁铁及其对应的磁编码器芯片、磁环及其对应的磁编码器芯片，中心磁铁位于电机输出轴末端的隔套上，两个磁编码器芯片位于减速器同一侧，控制电路板与两个磁编码器芯片电连接。中心磁铁对应的磁编码器芯片测量电机角度信息，磁环对应的磁编码器芯片测量减速器角度信息数据，控制电路板接收电机角度信息和减速器角度信息数据并加以处理。一种伺服关节，包括电机、减速器和减速器相连接的输出齿轮、以及外壳，还包括本实用新型提供的同侧编码器系统。本实用新型可以大大减小伺服关节的体积，同时具有良好的抗尘、抗油污等抗干扰性能。

Description

一种同侧编码器系统及相应伺服关节

技术领域

本实用新型属于机器人伺服关节技术领域，涉及一种同侧编码器系统及相应伺服关节。

背景技术

我国的制造业智能制造发展需求越来越强烈，伺服关节作为机器人必不可少的控制单元，在智能制造的发展进程中起到巨大的作用。

在机器人控制领域，通过编码器读取电机的角度位置和与电机相接的减速器的角度位置，从而实现对机器人位姿的控制，进而实现我们需要机器人进行的动作。然而编码器的精度和对干扰的抵抗作用决定了电机控制系统的精度，进而决定了机器人位姿的准确性。

现有的机械结构是：各部件的连接是电机、编码器、减速器和另一个编码器结构，两个编码器位于减速器两端，通过两个编码器分别测出电机和减速器的角度信息。此结构的缺点是，以此方式安装两个编码器会造成机械结构所占空间体积太大，不利于机器人小型化和灵活性。并且传统的编码器大多选择光电编码器，但光电编码器在粉尘或者其它恶劣的工作环境下会因为颗粒物进入码盘，影响光学特性造成编码器无法工作或产生较大误差。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种同侧编码器系统，通过将两个编码器放在减速器同侧，合理利用空间，可以大大减小伺服关节的体积，有利于机器人小型化和灵活性；同时由于采用磁编码器，与传统的光电编码器相比有更好的抗尘、抗油污等抗干扰性能。为了实现本实用新型的目的，采用的技术方案如下。

一种同侧编码器系统，其特征在于，包括控制电路板、中心磁铁及其对应的一个磁编码器芯片、磁环及其对应的另一个磁编码器芯片，中心磁铁位于电机输出轴末端的隔套上，两个磁编码器芯片位于减速器同一侧，控制电路板与两个磁编码器芯片电连接。中心磁铁对应的磁编码器芯片测量电机的角度信息，磁环对应的磁编码器芯片测量减速器的角度信息数据，控制电路板接收电机角度信息和减速器角度信息数据并加以处理。

在一些具体实施方案中，中心磁铁和磁环在同一水平面上并且中心重合，这样的安装方式可以减小相互之间的干扰，确保磁编码器芯片采集的数据精度。

在一些具体实施方案中，中心磁铁对应的磁编码器芯片位于中心磁铁正上方。

在一些具体实施方案中，磁环对应的磁编码器芯片位于磁环外侧，并且与磁环在同一水平面上。

在一些具体实施方案中，两个磁编码器芯片均位于主控电路板上。

本发明的另一目的是提供一种伺服关节，包括电机、减速器和减速器相连接的输出齿轮、以及将各个部件装配在一起的外壳，其特征在于，还包括本实用新型提供的同侧编码器系统。

在一些具体实施方案中，还包括固定减速器的法兰盘，磁环内径与法兰盘凸台外径相同，磁环嵌套在法兰盘凸台上。这样的设计，可以优化和精简机械结构，不会因磁环额外增加厚度。

在一些具体实施方案中，所述电机包含电机座、电机定子和电机输出轴，所述减速器包括减速器钢轮、波形发生器、减速器柔轮；减速器钢轮与轴承嵌合，减速器波形发生器装配在电机输出轴上，柔轮固定在电机座上。

本实用新型提供的一种同侧编码器系统及相应伺服关节，将两个编码器放在减速器同侧，合理利用空间，可以大大减小伺服关节的体积，有利于机器人小型化和灵活性；同时由于采用磁编码器，与传统的光电编码器相比有更好的抗尘、抗油污等抗干扰性能。

附图说明

图1是本实用新型的同侧编码器系统的立体示意图。

图2是本实用新型的同侧编码器系统的正视示意图。

图3是中心磁铁、磁环与法兰盘位置示意图。

图4是本实用新型的伺服关节的分解图。

图5是本实用新型的伺服关节的剖视图。

图中：1磁环对应的编码器芯片，2中心磁铁对应的编码器芯片，3主控电路板，4中心磁铁，5磁环，6法兰盘，7减速器钢轮，8轴承，9波形发生器，10减速器柔轮，11输出齿轮，12电机座，13电机定子，14电机输出轴，15隔套。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施实施方式。基于本实用新型的实施实施方式，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实施方式，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供的一种同侧编码器系统，包括控制电路板3、中心磁铁4及其对应的磁编码器芯片2、磁环5及其对应的磁编码器芯片1，中心磁铁4位于电机输出轴14末端的隔套15上，两个磁编码器芯片位于减速器同一侧，控制电路板3与两个磁编码器芯片电连接。由磁环5和对应的编码器芯片1测量减速器的角度信息，由中心磁铁4和对应的编码器芯片2测量电机的角度位置，编码器芯片1、编码器芯片2位于主控电路板3上，中心磁铁4和磁环5处于同一平面。

本实用新型提供的一种伺服关节，包括电机、减速器和减速器相连接的输出齿轮11、固定减速器的法兰盘6、以及将各个部件装配在一起的外壳，还包括本实用新型提供的同侧编码器系统。磁环5内径与法兰盘6凸台外径相同，磁环5嵌套在法兰盘6凸台上。所述电机包含电机座12、电机定子13和电机输出轴14，所述减速器包括减速器钢轮7、轴承8、波形发生器9、减速器柔轮10；减速器钢轮7与轴承8嵌合，减速器波形发生器9装配在电机输出轴14上，减速器柔轮10固定在电机座12上。

与传统的双编码器方案相比，本实用新型提供的一种同侧编码器系统及相应伺服关节，将两个编码器放在减速器同侧，合理利用空间，可以大大减小伺服关节的体积，有利于机器人小型化和灵活性；同时由于采用磁编码器，与传统的光电编码器相比有更好的抗尘、抗油污等抗干扰性能。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的保护范围由权利要求书及其等同技术方案限定。

Claims (8)

1.一种同侧编码器系统，其特征在于，包括控制电路板、中心磁铁及其对应的一个磁编码器芯片、磁环及其对应的另一个磁编码器芯片，中心磁铁位于电机输出轴末端的隔套上，两个磁编码器芯片位于减速器同一侧，控制电路板与两个磁编码器芯片电连接。

2.根据权利要求1所述的同侧编码器系统，其特征在于，中心磁铁和磁环在同一水平面上并且中心重合。

3.根据权利要求1所述的同侧编码器系统，其特征在于，中心磁铁对应的磁编码器芯片位于中心磁铁正上方。

4.根据权利要求1所述的同侧编码器系统，其特征在于，磁环对应的磁编码器芯片位于磁环外侧，并且与磁环在同一水平面上。

5.根据权利要求1所述的同侧编码器系统，其特征在于，两个磁编码器芯片均位于主控电路板上。

6.一种伺服关节，包括电机、减速器和减速器相连接的输出齿轮、以及将各个部件装配在一起的外壳，其特征在于，还包括权利要求1-5任一权利要求所述的同侧编码器系统。

7.根据权利要求6所述的伺服关节，其特征在于，还包括固定减速器的法兰盘，磁环内径与法兰盘凸台外径相同，磁环嵌套在法兰盘凸台上。

8.根据权利要求6或7所述的伺服关节，其特征在于，所述电机包含电机座、电机定子和电机输出轴，所述减速器包括减速器钢轮、轴承、波形发生器、减速器柔轮；减速器钢轮与轴承嵌合，减速器波形发生器装配在电机输出轴上，柔轮固定在电机座上。

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