CN215471247U - 机械臂关节的双磁编结构、机械臂关节和机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机械臂关节的双磁编结构，机械臂关节包括内部中空的外壳，外壳内设有第一磁编码器、第二磁编码器和关节电机，关节电机包括电机转轴和套设于电机转轴上的电机转子；第一磁编码器包括第一磁环和第一读头，第一磁环套设于电机转轴上，第二磁编码器包括第二磁环和第二读头，第二磁环套设于电机转子上，第一磁环与第二磁环呈同轴间隔设置。本实用新型实施例所提出的机械臂关节的双磁编结构，其具有两个呈上下状态布置的第一磁环和第二磁环，第一磁环作为关节电机的输出侧套设于转轴上，第二磁环作为关节电机的输入侧套设于电机转子上，关节电机转动时分别通过第一读头和第二读头读取其转速、角度等转动参数。

Description

机械臂关节的双磁编结构、机械臂关节和机械臂

技术领域

本实用新型涉及机械臂领域，具体涉及一种机械臂关节的双磁编结构、机械臂关节和机械臂。

背景技术

机械臂是一种能够半自主或全自主工作的机器装置，其具有感知、决策、执行等基本特征，可辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作。

机械臂通常包括有多个关节，各个关节之间依次传动连接，每个关节中都设有用于驱动关节转动的电机。机械臂关节的电机定子与关节壳体连接，电机转子与减速器连接，电机转子转动将带动减速器转动，减速器转动将带动该机械臂关节转动。

现有技术中，机械臂关节通常采用光编码器+磁编码器的双磁编结构，但由于光编码器对灰尘等异物敏感，若外部灰尘掉落至光编码器上，其将影响光编码器的检测精度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种机械臂关节的双磁编结构，旨在解决上述背景技术中所提出的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种机械臂关节的双磁编结构，

机械臂关节包括内部中空的外壳，外壳内设有第一磁编码器、第二磁编码器和关节电机，关节电机包括电机转轴和套设于电机转轴上的电机转子；

第一磁编码器包括第一磁环和第一读头，第一磁环套设于电机转轴上，第二磁编码器包括第二磁环和第二读头，第二磁环套设于电机转子上，第一磁环与第二磁环呈同轴间隔设置。

其中，第一磁编码器还包括用于安装第一磁环的第一磁环座。

其中，第二磁编码器还包括用于安装第二磁环的第二磁环座。

其中，第一磁环的磁环面与第二磁环的磁环面相向设置，第一读头与第二读头设于第一磁环与第二磁环之间，第一读头朝向第一磁环的磁环面，第二读头朝向第二磁环的磁环面。

其中，机械臂关节的双磁编结构还包括：

读头安装座，包括盘状本体，盘状本体与外壳连接，盘状本体上设有沿轴向延伸的安装柱和沿径向延伸的安装凸耳；

安装凸耳上设有用于安装第一读头的第一PCBA板，安装柱上设有用于安装第二读头的第二PCBA板。

其中，第一磁环座包括构造有第一轴孔的筒状本体，筒状本体上设有沿其径向延伸的连接盘，连接盘上设有多个第一固定孔，第一磁环上对应第一固定孔设有第二固定孔，筒状本体的周侧上设有若干顶丝孔，第一磁环与第一磁环座通过螺钉依次穿过第一固定孔与第二固定孔连接固定。

其中，第二磁环座包括构造有第二轴孔的环状本体，环状本体的端面上设有若干沿其周向分布的第三固定孔，第二磁环上对应第三固定孔设有第四固定孔，第二磁环与第二磁环座通过螺钉依次穿过第三固定孔与第四固定孔连接固定。

本实用新型进一步提出一种机械臂关节，机械臂关节包括前述各实施例所记载的机械臂关节的双磁编结构，

机械臂关节包括内部中空的外壳，外壳内设有第一磁编码器、第二磁编码器和关节电机，关节电机包括转轴和套设于转轴上的电机转子；

第一磁编码器包括第一磁环和第一读头，第一磁环套设于电机转轴上，第二磁编码器包括第二磁环和第二读头，第二磁环套设于电机转子上，第一磁环与第二磁环呈同轴间隔设置。

其中，机械臂关节还包括：

外壳；

关节电机，包括电机定子、电机转子和一端与电机转子连接的电机转轴。

本实用新型还提出一种机械臂，机械臂包括前述实施例所记载的机械臂关节的双磁编结构，

机械臂关节包括内部中空的外壳，外壳内设有第一磁编码器、第二磁编码器和关节电机，关节电机包括电机转轴和套设于电机转轴上的电机转子；

第一磁编码器包括第一磁环和第一读头，第一磁环套设于电机转轴上，第二磁编码器包括第二磁环和第二读头，第二磁环套设于电机转子上，第一磁环与第二磁环呈同轴间隔设置。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益技术效果在于：

本实用新型实施例所提出的机械臂关节的双磁编结构，其具有两个呈上下状态布置的第一磁环和第二磁环，第一磁环作为关节电机的输出侧套设于电机转轴上，第二磁环作为关节电机的输入侧套设于电机转子上，关节电机转动时分别通过第一读头和第二读头读取其转速、角度等转动参数。本实用新型实施例所提出的为双磁编结构，将现有的光编码器用磁编码器替代，避免出现光编码器因受灰尘等异物影响而造成其检测精度降低的问题，从而保证对于机械臂关节运行的精准控制。

附图说明

图1为本实用新型机械臂关节一实施例的结构示意图；

图2为图1所示机械臂关节的爆炸结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大示意图；

图4为本实用新型机械臂关节的双磁编结构的读头安装座、第一PCBA板和第一读头的结构示意图；

图5为本实用新型机械臂关节的双磁编结构的读头安装座在一视角下的结构示意图；

图6为本实用新型机械臂关节的双磁编结构的读头安装座、第一PCBA板、第二PCBA板和第二读头结构示意图；

图7为本实用新型机械臂关节的双磁编结构的读头安装座在另一视角下的结构示意图；

图8为本实用新型机械臂关节的双磁编结构的第一磁环座和第一磁环的结构示意图；

图9为本实用新型机械臂关节的双磁编结构的第一磁环座的结构示意图；

图10为本实用新型机械臂关节的双磁编结构的第二磁环座和第二磁环的结构示意图；

图11为本实用新型机械臂关节的双磁编结构的第二磁环座的结构示意图；

图12为图1所示的机械臂关节的正投影视图；

图13为图12中B-B处的剖面图；

图14为本实用新型机械臂一实施例的结构示意图。

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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例一

本实用新型实施例提出一种机械臂关节的双磁编结构，参见图1-3，

机械臂关节包括内部中空的外壳10，外壳10内设有第一磁编码器、第二磁编码器和关节电机20，关节电机20包括电机转轴23和套设于电机转轴23上的电机转子22；

第一磁编码器包括第一磁环32和第一读头33，第一磁环32套设于电机转轴23上，第二磁编码器包括第二磁环42和第二读头43，第二磁环42套设于电机转子22上，第一磁环32于第二磁环42呈同轴间隔设置。

本实用新型实施例所提出的外壳10的主要作用在于安装机械臂关节的电子配件，譬如驱动控制板、驱动功率板等，还用于安装关节电机20、减速器60、电磁制动器和编码器等部件。外壳10的内部中空，其内部构成用于容置上述部件的容置腔，外壳10包括有上下两部分壳体，上部分壳体与下部分壳体可拆卸连接，具体在上部分壳体与下部分壳体上分别对应设有公止口和母止口，以通过公止口和母止口的插接配合将其固定。需要说明的是，外壳10包括可拆卸连接的上部分壳体和下部分壳体仅为本实用新型的优选实施例，其仅为示例性的，而非限制性的，本领域技术人员可根据实际情况进行设计，也可以将外壳10设计为一体成型。

本实用新型实施例所提出的关节电机20的主要作用在于驱动机械臂关节转动，关节电机20具体包括有电机定子21、电机转子22和电机转轴23，电机定子21与外壳10固定连接，电机定子21通电后驱动位于其内侧的电机转子22转动，电机转子22转动再带动电机转轴23转动，电机转轴23转动再带动减速器60转动，减速器60再将关节电机20的转矩输出，譬如与该机械臂关节传动连接的连杆或其他机械臂关节。

本实用新型实施例所提出的机械臂关节的双磁编结构，其具有两个呈上下状态布置的第一磁环32和第二磁环42，第一磁环32作为关节电机20的输出侧套设于电机转轴23上，第二磁环42作为关节电机20的输入侧套设于电机转子22上，关节电机20转动时分别通过第一磁环32和第二磁环42读取其转速、角度等转动参数。本实用新型实施例所提出的为双磁编结构，将现有的光编码器用磁编码器替代，避免出现光编码器因受灰尘等异物影响而造成其检测精度降低的问题，从而保证对于机械臂关节运行的精准控制。可以理解的是，电机具有输入和输出，输入是指电机转子的转动，输出是指电机转轴的转动。

需要说明的是，本实用新型实施例对于上下方向的描述，以图中所示的方向为参考。

实施例二

参见2-5，本实用新型实施例所提出的第一磁编码器还包括用于安装第一磁环32的第一磁环座31。本实施例中，第一磁环座31与电机转轴23固定连接，第一磁环座31与电机转轴23之间不会发生相对转动，也即电机转轴23转动将带动第一磁环座31转动，而第一磁环座31的主要作用在于安装第一磁环32，由于第一磁环32是安装在第一磁环座31上的，因此第一磁环32也将在电机转轴23的带动下转动。

实施例三

参见2-5，本实用新型实施例所提出的第二磁编码器还包括用于安装第二磁环42的第二磁环座41。本实施例中，第二磁环座41与电机转轴23固定连接，第二磁环座41与电机转轴23之间不会发生相对转动，也即电机转轴23转动将带动第二磁环座41转动，而第二磁环座41的主要作用在于安装第二磁环42，由于第二磁环42是安装在第二磁环座41上的，因此第二磁环42也将在电机转轴23的带动下转动。

实施例四

参见图3，本实用新型实施例所提出的第一磁环32的磁环面与第二磁环42的磁环面相向设置，第一读头33与第二读头43设于第一磁环32与第二磁环42之间，第一读头33朝向第一磁环32的磁环面，第二读头43朝向第二磁环42的磁环面。本实施例中，第一磁环32的磁环面朝下设置，对应的第一读头33朝上设置，而第二磁环42的磁环面朝上设置，对应的第二读头43朝下设置。可以理解的是，上述对于第一读头33与第二读头43的布置方式仅为示例性的，而非限制性的，本领域技术人员可根据实际情况进行设计。譬如，第一磁环32和第二磁环42的磁环面均朝上设置，或者第一磁环32和第二磁环42的磁环面均朝下设置，再或者第一磁环32的磁环面朝上设置，而第二磁环42的磁环面朝下设置。需要说明的是，本实用新型实施例对于上下方向的描述，以图中所示的方向为参考。

实施例五

参见图4-7，本实用新型实施例所提出的机械臂关节的双磁编结构还包括：读头安装座50，包括盘状本体51，盘状本体51与外壳10连接，盘状本体51上设有沿轴向延伸的安装柱52和沿径向延伸的安装凸耳53；安装凸耳53上设有用于安装第一读头33的第一PCBA板54，安装柱52上设有用于安装第二读头43的第二PCBA板55。本实施例中，读头安装座50的主要作用在于安装第一读头33和第二读头43，读头安装座50具体包括有盘状本体51、安装柱52和安装凸耳53，盘状本体51的周侧设有用于与外壳10固定的连接凸板，连接凸板上开设有第一穿孔，外壳10上对应第一穿孔开设有第二穿孔，通过锁紧螺钉拧入于第一穿孔和第二穿孔，以将读头安装座50固定于外壳10内。需要说明的是，第一读头33和第二读头43的实质为芯片，安装凸耳53上设有第一PCBA板54，第一读头33为焊接在第一PCBA板54上的芯片，安装柱52上设有第二PCBA板55，第二读头43为焊接在第二PCBA板55上的芯片。

实施例六

参见图8、图9，本实用新型实施例所提出的第一磁环座31包括构造有第一轴孔的筒状本体311，筒状本体311的上设有沿其径向延伸的连接盘312，连接盘312上设有多个第一固定孔313，第一磁环32上对应第一固定孔313设有第二固定孔，筒状本体311的周侧上设有若干顶丝孔314，第一磁环与第一磁环座通过螺钉依次穿过第一固定孔与第二固定孔连接固定。本实施例中，第一磁环座31具体包括有筒状本体311和连接盘312，筒状本体311的中部开设有供电机转轴23穿入的第一轴孔，在将筒状本体311套设于电机转轴23上后，再将顶丝拧入于顶丝孔314内，以通过顶丝将筒状本体311顶持在电机转轴23的侧壁上，从而达到将第一磁环座31固定于电机转轴23上的目的。而在将第一磁环座31固定于电机转轴23上后，再将第一磁环32上的第二固定孔对准连接盘312上的第一固定孔313，然后将锁紧螺钉分别拧入于第一固定孔313和第二固定孔，从而将第一磁环32固定于第一磁环座31上。

实施例七

参见图10、图11，本实用新型实施例所提出的第二磁环座41包括构造有第二轴孔的环状本体411，环状本体411的端面上设有若干沿其周向分布的第三固定孔412，第二磁环42上对应第三固定孔412设有第四固定孔413(图未示)，第二磁环42与第二磁环座41通过螺钉依次穿过第三固定孔412与第四固定孔413连接固定。本实施例中，第二磁环座41具体包括有环状本体411，环状本体411的中部开设有供电机转子22穿入的第二轴孔，在将环状本体411套设于电机转子22上后，再将第二磁环42上开设的第四固定孔413对准环状本体411上的第三固定孔412，然后再将锁紧螺钉分别拧入于第三固定孔和第四固定孔413，从而将第二磁环42固定于第二磁环座41上。

本用新型进一步提出的一种机械臂关节包括机械臂关节的双磁编结构，该机械臂关节的双磁编结构的具体结构参照上述实施例，由于本机械臂关节采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

参见图12、图13，本实用新型实施例所提出的机械臂关节还包括：

外壳10；

关节电机20，包括电机定子21、电机转子22和一端与电机转子22连接的电机转轴23。

本实施例中，机械臂关节包括外壳10，外壳10内设有关节电机20，关节电机20用于驱动机械臂关节转动，关节电机20具体包括有电机定子21、电机转子22和中空转轴23，电机定子与外壳10固定连接，电机转子22位于电机定子21内侧并套设于电机转轴23上，电机定子21通电后驱动电机转子22转动，电机转子22转动再带动电机转轴23转动，电机转轴23转动再带动减速器60转动，减速器60再将关节电机20的转矩输出。

参见图14，本实用新型进一步还提出一种机械臂，该机械臂包括前述实施例所记载的机械臂关节，而机械臂关节又包括前述各实施例所记载的机械臂关节的双磁编结构，该机械臂关节的双磁编结构的具体结构参照上述实施例，由于本机械臂关节采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

以上的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (10)

1.一种机械臂关节的双磁编结构，其特征在于，

所述机械臂关节包括内部中空的外壳，所述外壳内设有第一磁编码器、第二磁编码器和关节电机，所述关节电机包括电机转轴和套设于电机转轴上的电机转子；

所述第一磁编码器包括第一磁环和第一读头，所述第一磁环套设于所述电机转轴上，所述第二磁编码器包括第二磁环和第二读头，所述第二磁环套设于所述电机转子上，所述第一磁环与所述第二磁环呈同轴间隔设置。

2.根据权利要求1所述的双磁编结构，其特征在于，

所述第一磁编码器还包括用于安装所述第一磁环的第一磁环座。

3.根据权利要求2所述的双磁编结构，其特征在于，

所述第二磁编码器还包括用于安装所述第二磁环的第二磁环座。

4.根据权利要求3所述的双磁编结构，其特征在于，

所述第一磁环的磁环面与所述第二磁环的磁环面相向设置，所述第一读头与所述第二读头设于所述第一磁环与第二磁环之间，所述第一读头朝向所述第一磁环的磁环面，所述第二读头朝向所述第二磁环的磁环面。

5.根据权利要求4所述的双磁编结构，其特征在于，还包括：

读头安装座，包括盘状本体，所述盘状本体与所述外壳连接，所述盘状本体上设有沿轴向延伸的安装柱和沿径向延伸的安装凸耳；

所述安装凸耳上设有用于安装所述第一读头的第一PCBA板，所述安装柱上设有用于安装所述第二读头的第二PCBA板。

6.根据权利要求2所述的双磁编结构，其特征在于，

所述第一磁环座包括构造有第一轴孔的筒状本体，所述筒状本体上设有沿其径向延伸的连接盘，所述连接盘上设有多个第一固定孔，所述第一磁环上对应所述第一固定孔设有第二固定孔，所述筒状本体的周侧上设有若干顶丝孔，所述第一磁环与所述第一磁环座通过螺钉依次穿过所述第一固定孔与所述第二固定孔连接固定。

7.根据权利要求3所述的双磁编结构，其特征在于，

所述第二磁环座包括构造有第二轴孔的环状本体，所述环状本体的端面上设有若干沿其周向分布的第三固定孔，所述第二磁环上对应所述第三固定孔设有第四固定孔，所述第二磁环与所述第二磁环座通过螺钉依次穿过所述第三固定孔与所述第四固定孔连接固定。

8.一种机械臂关节，其特征在于，包括：

权利要求1-7任一项所述的机械臂关节的双磁编结构。

9.根据权利要求8所述的机械臂关节，其特征在于，还包括：

外壳；

关节电机，包括电机定子、电机转子和一端与所述电机转子连接的电机转轴。

10.一种机械臂，其特征在于，包括：

权利要求8或9所述的机械臂关节。

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