CN215240955U - 一种机器人关节、协作机器人和双读头的编码器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人关节、协作机器人和双读头的编码器，所述机器人关节包括壳体、电机、编码器和控制模块，所述编码器设置于电机轴和壳体之间，所述编码器包括编码器支架和安装于所述编码器支架的至少一个编码器组件，所述编码器组件包括旋转组件、码盘和两个读头，所述两个读头用于分别读取所述码盘的信息，所述控制模块用于当所述两个读头读取的信息不一致时输出异常信号。本实用新型的有益效果是：机器人关节结构紧凑、安全性好。

Description

一种机器人关节、协作机器人和双读头的编码器

技术领域

本实用新型涉及工业机器人领域，特别是涉及一种机器人关节、协作机器人和双读头的编码器。

背景技术

随着社会的发展，机器人开始广泛应用于多个领域，例如家用机器人、工业机器人、服务机器人等。工业机器人是主要面对工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，工业机器人包括传统的工业机器人以及协作机器人。协作机器人作为与人类协同工作的自动化劳力，进入到了更多的轻工业生产中。而新的应用领域也为协作机器人提出了更高的要求指标，即其需要专业技术要求低的易操作性，以及与人共同协作的高安全性。

编码器是一种重要的检测部件，通常能够用于获取位置、速度等信息。编码器通常包括码盘、读头，码盘和读头需要安装至对应的位置以使得读头可以正常读取码盘的信息。

现有技术中，通过在机器人关节内安装编码器，进而获取关节有关的一系列信息。对于协作机器人而言，其自身对安全性要求较高，若不能保证安全性可能会对协同工作的人具有较高的危险性，同时，又需要保证其整体结构紧凑、轻巧。

因此，有必要设计一种结构紧凑、安全性好的机器人关节、协作机器人和双读头的编码器。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、安全性好的机器人关节、协作机器人和双读头的编码器，以解决传统的机器人关节的编码器出错时不易发现，且使用多个编码器检测时机器人关节结构较为复杂的问题。

本实用新型可采用如下技术方案：一种机器人关节，包括壳体、电机、编码器和控制模块，所述编码器设置于电机轴和壳体之间，所述编码器包括编码器支架和安装于所述编码器支架的至少一个编码器组件，所述编码器组件包括旋转组件、码盘和两个读头，所述两个读头用于分别读取所述码盘的信息，所述控制模块用于当所述两个读头读取的信息不一致时输出异常信号。

进一步的，所述控制模块包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块和第二控制模块分别用于获取所述两个读头读取的信息，以及当所述两个读头读取的信息不一致时输出异常信号。

进一步的，所述编码器包括两个编码器组件，所述两个编码器组件分别设置于所述编码器支架的两侧。

进一步的，所述码盘包括一个码道，所述两个读头沿所述码盘的周向分布分别读取所述码道的信息。

进一步的，所述码盘包括两个码道，所述两个读头分别读取所述两个码道其一的信息。

进一步的，所述编码器支架包括形成于表面的凸台，所述凸台用于固定安装所述读头以使所述读头和所述码盘之间形成预定距离。

本实用新型还可采用如下技术方案：一种协作机器人，包括底座、连杆和上述任一项所述的机器人关节。

本实用新型还可采用入戏技术方案：一种双读头的编码器，包括编码器支架和安装于所述编码器支架的至少一个编码器组件，所述编码器组件包括旋转组件、码盘和两个读头，所述两个读头设置于所述码盘的上方，所述两个读头用于分别读取所述码盘的信息。

进一步的，所述编码器包括一个码道，所述两个读头沿所述码盘的周向分布分别读取所述码道的信息，或，所述码盘包括两个码道，所述两个读头分别读取所述两个码道其一的信息。

进一步的，所述编码器包括两个编码器组件，所述两个编码器组件的两个码盘分别设置于所述编码器支架的两侧。

与现有技术相比，本实用新型具体实施方式的有益效果为：机器人关节的编码器的一个码盘对应两个读头，两个读头可以分别读取该码盘的信息，避免安装多个编码器来提高编码器检测稳定性，使得机器人关节结构紧凑、工作安全性好。

附图说明

以上所述的本实用新型的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面附图实现：

图1是本实用新型一个实施例的编码器的示意图

图2是本实用新型一个实施例的编码器的分解示意图

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的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。

本实用新型保护一种机器人关节，机器人关节包括壳体、电机、编码器和控制模块，所述编码器设置于电机轴和壳体之间，以获取机器人关节的相关运行参数，参图1-图2，所述编码器1包括编码器支架20和安装于所述编码器支架20的至少一个编码器组件10，所述编码器组件10包括旋转组件13、码盘11和两个读头12，所述两个读头12设置于所述码盘11的上方，所述两个读头12用于分别读取所述码盘11的信息，所述控制模块用于当所述两个读头12读取的信息不一致时输出异常信号。机器人关节是机器人的主要组成部件，机器人关节的性能将直接影响机器人的工作性能，对于同一参数的检测，仅通过一个检测可能会因为该仅有的一个检测出现故障而使得机器人关节的检测出现故障，通过设置编码器的编码器组件10包括两个读头12，对同一对象的检测通过两个读头12分别实现，控制模块判断两个读头检测的读数一致则表明编码器在正常工作，否则，判定为编码器的检测出现了异常而输出异常信号。

进一步的，所述控制模块包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块和第二控制模块分别用于获取所述两个读头12读取的信息，以及当所述两个读头12读取的信息不一致时输出异常信号。即所述第一控制模块获取所述两个读头读取的信息，所述第二控制模块获取所述两个读头读取的信息，所述第一控制模块和所述第二控制模块独立工作，所述第一控制模块和所述第二控制模块其中之一判断所述两个读头读取的信息不一致时输出异常信号。所述第一控制模块和第二控制模块独立工作，分别获取所述两个读头12读取的信息并判断，实现了对编码器1检测信息的独立处理，避免了在处理编码器检测信息阶段的未知异常影响机器人关节的正常运行，增强了机器人关节的工作安全性。

在本发明的一个实施例中，所述编码器1包括编码器支架20和安装于所述编码器支架20的一个编码器组件10，所述编码器组件10包括旋转组件13、码盘11和两个读头12，所述旋转组件13包括转轴131和轴承132；在本发明的另一实施例中，所述编码器1包括编码器支架20和安装于所述编码器支架20的两个编码器组件10，所述两个编码器组件10分别设置于所述编码器支架20的两侧，具体的，所述每一编码器组件的码盘和读头对应设置，所述编码器组件10包括一个码盘11和两个读头12以通过所述两个读头12读取同一码盘11的信息，冗余的读取码盘11信息以及时发现编码器1的异常状况，同时，通过同一编码器包括俩编码器组件10，能够使得一个编码器用于检测两个信息，能够增加编码器结构的紧凑性，增加机器人关节的紧凑性。

在本发明的一个实施例中，参图2，图2a和图2b分别示出了本实用新型的编码器的不同角度的分解示意图，编码器的码盘11包括一个码道110，所述两个读头12沿所述码盘11的周向分布以分别读取所述码道110的信息。在本发明的另一实施例中，所述码盘11包括两个码道110，所述两个读头分别读取所述两个码道110其一的信息。可选的，所述两个码道径向分布以分别读取所述两个码道其一的信息；可选的，所述两个码道分别分布于所述码盘的两侧，对应的，所述两个读头也分别分布于所述码盘的两侧，所述码盘的两侧各包括一个码道，对应的所述码盘的两侧各包括一个读头，以分别读取所述码盘两侧的码道，通过将码盘11的两侧分别设置码道110和读头12，有利于减小编码器的体积，进而使得机器人关节结构紧凑。

所述编码器组件10连接于所述编码器支架20，所述编码器支架包括形成于表面的凸台21，所述凸台21用于固定安装所述读头12以使所述读头和所述码盘11之间形成预定距离。在本发明的一个实施例中，所述编码器1包括两个编码器组件10，所述编码器支架包括分别形成于所述编码器支架两侧的凸台，以分别将两个编码器组件的读头安装至各自的码盘一侧。

以上优选实施例的有益效果是：机器人关节的编码器一个码盘的信息通过两个读头进行读取，能够使得编码器的检测符合冗余检测安全性的要求，同时，相比于使用多个单独零部件的方式，编码器结构设计更紧凑，机器人关节结构紧凑。

本实用新型保护一种协作机器人，所述协作机器人包括底座、连杆和上述任一项的机器人关节，所述高安全性保证、结构紧凑的机器人关节适宜于应用于协作机器人，以满足协作机器人对安全性、轻巧性的要求。

本实用新型还保护一种双读头的编码器1，参图1-2，所述编码,1包括编码器支架20和安装于所述编码器支架20的至少一个编码器组件10，所述编码器组件10包括旋转组件13、码盘11和两个读头12，所述旋转组件13包括转轴131和轴承132，所述码盘11连接于所述旋转组件13，所述两个读头12设置于所述码盘11的上方，所述两个读头12分别用于读取所述码盘11的信息。一个码盘11的信息通过两个读头12分别读取，使得所述码盘11的信息能够被冗余地检测，增强了所述编码器检测结果的可靠性，能够及时发现编码器的异常工作状况。

进一步的，所述编码器1包括一个码道110，所述两个读头12沿所述码盘11的周向分布分别读取所述码道110的信息，或者，所述码盘11包括两个码道1101，所述两个读头12分别读取所述两个码道110其一的信息。可选的，所述两个读头12径向分布以分别读取所述两个码道110其一的信息；可选的，所述两个码道110分别分布于所述码盘11的两侧，对应的，所述两个读头12也分别分布于所述码盘11的两侧，所述码盘11的两侧各包括一个码道110，对应的所述码盘11的两侧各包括一个读头12，以分别读取所述码盘两侧的码道110，通过将码盘的两侧分别设置码道和读头，有利于减小编码器的体积。

本实用新型的编码器，可以用于检测同一参数，也可以用于检测不同参数，在一个可能的实施例中，所述编码器包括两个编码器组件，所述两个编码器组件分别设置于所述编码器支架的两侧，所述两个编码器组件可用于检测两个不同的参数。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机器人关节，包括壳体、电机、编码器和控制模块，所述编码器设置于电机轴和壳体之间，其特征在于，所述编码器包括编码器支架和安装于所述编码器支架的至少一个编码器组件，所述编码器组件包括旋转组件、码盘和两个读头，所述两个读头用于分别读取所述码盘的信息，所述控制模块用于当所述两个读头读取的信息不一致时输出异常信号。

2.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述控制模块包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块和第二控制模块分别用于获取所述两个读头读取的信息，以及当所述两个读头读取的信息不一致时输出异常信号。

3.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述编码器包括两个编码器组件，所述两个编码器组件分别设置于所述编码器支架的两侧。

4.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述码盘包括一个码道，所述两个读头沿所述码盘的周向分布分别读取所述码道的信息。

5.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述码盘包括两个码道，所述两个读头分别读取所述两个码道其一的信息。

6.根据权利要求1所述的机器人关节，其特征在于，所述编码器支架包括形成于表面的凸台，所述凸台用于固定安装所述读头以使所述读头和所述码盘之间形成预定距离。

7.一种协作机器人，其特征在于，包括底座、连杆和权利要求1-6中任一项所述的机器人关节。

8.一种双读头的编码器，其特征在于，包括编码器支架和安装于所述编码器支架的至少一个编码器组件，所述编码器组件包括旋转组件、码盘和两个读头，所述两个读头用于分别读取所述码盘的信息。

9.根据权利要求8所述的编码器，其特征在于，所述编码器包括一个码道，所述两个读头沿所述码盘的周向分布分别读取所述码道的信息，或，所述码盘包括两个码道，所述两个读头分别读取所述两个码道其一的信息。

10.根据权利要求8所述的编码器，其特征在于，所述编码器包括两个编码器组件，所述两个编码器组件的两个码盘分别设置于所述编码器支架的两侧。

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