CN214265646U - 一种关节结构及机械臂 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种关节结构，其包括：电机，所述电机包括电机轴；减速器，所述减速器由所述电机驱动转动；所述电机的电机轴的一端穿过所述减速器；输出部，所述减速器驱动所述输出部转动，以向外输出驱动力；编码器磁环，所述编码器磁环固定于所述电机轴的一端；以及编码器读头，所述编码器读头设置于所述输出部，并且使得编码器读头和编码器磁环之间间隔预定距离设置，以通过编码器读头读取编码器磁环的位置信息，获得电机轴和输出部之间的相对位置关系。本公开还提供一种机械臂。

Description

一种关节结构及机械臂

技术领域

本公开涉及一种关节结构及机械臂，属于工业机器人技术领域。

背景技术

编码器是机械臂的关节结构中的重要零部件之一，其用于检测各关节的角度信息，从而得到机械臂的末端执行器的位姿。

现有技术的关节结构中的编码器，均是检测关节的输出侧的位置信息，考虑到关节结构的输出侧需要连接连杆结构，因此，需要将编码器置于关节的输出侧的另外一端，通过一根贯穿整个关节结构的中空轴将关节结构的输出法兰的转动传递至编码器。

但是，此种结构形式，中空轴为一根细长轴，当传递运动时，细长轴的刚度以及安装误差会给精度带来一定影响；且编码器前置结构，增加了关节长度，不利于机械臂整体的结构优化。

实用新型内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种关节结构及机械臂。

根据本公开的一个方面，提供了一种关节结构，其包括：

电机，所述电机包括电机轴；

减速器，所述减速器由所述电机驱动转动；所述电机的电机轴的一端穿过所述减速器；

输出部，所述减速器驱动所述输出部转动，以向外输出驱动力；

编码器磁环，所述编码器磁环固定于所述电机轴的一端；以及

编码器读头，所述编码器读头设置于所述输出部，并且使得编码器读头和编码器磁环之间间隔预定距离设置，以通过编码器读头读取编码器磁环的位置信息，获得电机轴和输出部之间的相对位置关系。

根据本公开的至少一个实施方式的关节结构，所述电机轴的一端开设有螺纹孔，所述编码器磁环上开设有通孔，螺钉穿过通孔与所述螺纹孔配合，将编码器磁环固定于所述电机轴的一端。

根据本公开的至少一个实施方式的关节结构，所述编码器磁环和电机轴的轴心线重合。

根据本公开的至少一个实施方式的关节结构，所述电机轴和输出部之间设置有第一轴承。

根据本公开的至少一个实施方式的关节结构，所述电机轴上设置有第一台阶，所述第一轴承设置于所述第一台阶上，并通过所述第一台阶限制所述第一轴承向接近所述减速器的方向移动。

根据本公开的至少一个实施方式的关节结构，所述输出部上设置有第二台阶，所述第一轴承设置于所述第二台阶上，并通过所述第二台阶限制所述第一轴承向远离所述减速器的方向移动。

根据本公开的至少一个实施方式的关节结构，所述输出部形成有内法兰，所述内法兰的内径尺寸大于所述编码器磁环的外径，并使得编码器磁盘能够位于所述内法兰内部。

根据本公开的至少一个实施方式的关节结构，所述编码器读头固定于所述内法兰上，并伸出至内法兰的内部，以使得所述编码器读头能够读取编码器磁环的信息。

根据本公开的至少一个实施方式的关节结构，所述关节结构还包括壳体，所述输出部和壳体之间通过滚子轴承支撑。

根据本公开的另一方面，提供一种机械臂，其包括上述的关节结构。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的一个实施方式的关节结构的结构示意图。

图2是根据本公开的一个实施方式的关节结构的立体结构示意图。

图中附图标记具体为：

100 关节结构

110 电机

111 电机轴

120 减速器

130 输出部

131 内法兰

140 编码器磁环

150 编码器读头

160 第一轴承

170 壳体

180 第二轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

图1是根据本公开的一个实施方式的关节结构的结构示意图。图2是根据本公开的一个实施方式的关节结构的立体结构示意图。

如图1和图2所示的关节结构，其包括：

电机110，所述电机110包括电机轴111；

减速器120，所述减速器120由所述电机110驱动转动；所述电机110的电机轴111的一端穿过所述减速器120；

输出部130，所述减速器120驱动所述输出部130转动，以向外输出驱动力；

编码器磁环140，所述编码器磁环140固定于所述电机轴111的一端；以及

编码器读头150，所述编码器读头150设置于所述输出部130，并且使得编码器读头150和编码器磁环140之间间隔预定距离设置，以通过编码器读头150读取编码器磁环140的位置信息，获得电机轴111和输出部130之间的相对位置关系。

本公开的关节结构，通过对输出侧结构进行改进，使编码器安装于关节结构的输出侧，避免了过长的运动传递以及降低装配误差，在保证编码器读头与编码器磁环的相对位置精度的同时，又缩短了关节长度，优化了关节结构。

尤其是，所述电机轴和输出法兰均为精密加工零件，因此，编码器读头和编码器磁环之间的位置易于保证，编码器磁环在旋转过程中，编码器读头可以与其有很好的相对位置精度，使得检测结果更加准确，不易受到外界震动干扰，同时避免了过长的运动传递以及降低装配误差。

本公开中，所述电机轴111的一端开设有螺纹孔，所述编码器磁环140上开设有通孔，螺钉穿过通孔与所述螺纹孔配合，将编码器磁环140固定于所述电机轴111的一端。

优选地，所述编码器磁环140和电机轴111的轴心线重合。

本公开中，所述电机轴111和输出部130之间设置有第一轴承160，以通过所述第一轴承160实现电机轴111和输出部130之前相对转动时的支撑。优选地，所述第一轴承160可以为深沟球轴承。

当所述电机轴111和输出部130之间设置轴承时，作为一种实现形式，所述电机轴111上设置有第一台阶，所述第一轴承160设置于所述第一台阶上，并通过所述第一台阶限制所述第一轴承160向接近所述减速器120的方向移动。

而且，所述输出部130上设置有第二台阶，所述第一轴承160设置于所述第二台阶上，并通过所述第二台阶限制所述第一轴承160向远离所述减速器120的方向移动。

本公开中，所述输出部130形成有内法兰131，所述内法兰131的内径尺寸大于所述编码器磁环140的外径，并使得编码器磁盘能够位于所述内法兰131内部。

优选地，所述编码器读头150固定于所述内法兰131上，并伸出至内法兰131的内部，以使得所述编码器读头150能够读取编码器磁环140的信息。

本公开中，所述减速器120为谐波减速器120。

本公开中，所述关节结构100还包括壳体170，所述输出部130和壳体170之间通过第二轴承180支撑。优选地，所述第二轴承为滚子轴承，例如交叉滚子轴承等。

根据本公开的另一方面，提供一种机械臂，其包括至少一个上述的关节结构。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

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者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种关节结构，其特征在于，包括：

电机，所述电机包括电机轴；

减速器，所述减速器由所述电机驱动转动；所述电机的电机轴的一端穿过所述减速器；

输出部，所述减速器驱动所述输出部转动，以向外输出驱动力；

编码器磁环，所述编码器磁环固定于所述电机轴的一端；以及

编码器读头，所述编码器读头设置于所述输出部，并且使得编码器读头和编码器磁环之间间隔预定距离设置，以通过编码器读头读取编码器磁环的位置信息，获得电机轴和输出部之间的相对位置关系。

2.如权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述电机轴的一端开设有螺纹孔，所述编码器磁环上开设有通孔，螺钉穿过通孔与所述螺纹孔配合，将编码器磁环固定于所述电机轴的一端。

3.如权利要求2所述的关节结构，其特征在于，所述编码器磁环和电机轴的轴心线重合。

4.如权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述电机轴和输出部之间设置有第一轴承。

5.如权利要求4所述的关节结构，其特征在于，所述电机轴上设置有第一台阶，所述第一轴承设置于所述第一台阶上，并通过所述第一台阶限制所述第一轴承向接近所述减速器的方向移动。

6.如权利要求5所述的关节结构，其特征在于，所述输出部上设置有第二台阶，所述第一轴承设置于所述第二台阶上，并通过所述第二台阶限制所述第一轴承向远离所述减速器的方向移动。

7.如权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述输出部形成有内法兰，所述内法兰的内径尺寸大于所述编码器磁环的外径，并使得编码器磁盘能够位于所述内法兰内部。

8.如权利要求7所述的关节结构，其特征在于，所述编码器读头固定于所述内法兰上，并伸出至内法兰的内部，以使得所述编码器读头能够读取编码器磁环的信息。

9.如权利要求1所述的关节结构，其特征在于，所述关节结构还包括壳体，所述输出部和壳体之间通过滚子轴承支撑。

10.一种机械臂，其特征在于，包括权利要求1-9之一所述的关节结构。

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