CN218398186U - 关节模组的轴结构、关节模组及协作机械臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种关节模组的轴结构、关节模组及协作机械臂，其中，所述关节模组包括电机和刹车组件，所述电机包括电机输出轴，所述刹车组件包括刹车轮毂；所述电机输出轴的一端设有连接轴，所述刹车轮毂一体成型于所述连接轴，所述连接轴与所述电机输出轴沿轴向对接并通过紧固件连接。本实用新型关节模组的轴结构，连接轴上一体成型有刹车组件的刹车轮毂，且与电机输出轴沿轴向对接并通过紧固件连接，相较于目前刹车轮毂采用紧固件顶丝安装于电机输出轴上的方式，其紧固件可频繁承受较大的制动转矩而不易松动，以使得刹车轮毂通过连接轴在电机输出轴上设置稳固，从而保证制动效果。

Description

关节模组的轴结构、关节模组及协作机械臂

技术领域

本实用新型涉及机械臂技术领域，特别涉及一种关节模组的轴结构、关节模组及协作机械臂。

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，各个关节之间依次连接，每个关节的关节模组中设有用于驱动下一个关节转动的电机，且配置有刹车组件。

刹车组件套设于电机的输出轴，一般包括底座、铁芯、线圈、衔铁、弹簧、刹车片、刹车轮毂和盖板等结构，铁芯、线圈、弹簧容设于底座内，衔铁和刹车片设于底座与盖板之间。当线圈通电时，磁化后的铁芯会吸合衔铁，使得衔铁与刹车片脱离，此时刹车片与刹车轮毂可跟随电机输出轴转动。当线圈断电时，弹簧将施压于衔铁，使得衔铁与刹车片以及刹车轮毂之间产生摩擦力矩，从而停止电机输出轴的转动。

目前，刹车组件的刹车轮毂通常采用紧固件顶丝的方式安装于电机输出轴，然而，在长期工作之后，紧固件因频繁承受较大的制动转矩，容易出现松动的情况，从而导致刹车轮毂与电机输出轴连接不稳定，影响制动效果。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种关节模组的轴结构，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关节模组的轴结构，其中，关节模组包括电机和刹车组件，电机包括电机输出轴，刹车组件包括刹车轮毂；

电机输出轴的一端设有连接轴，刹车轮毂一体成型于连接轴，连接轴与电机输出轴沿轴向对接并通过紧固件连接。

其中，连接轴上构造有连接盘，连接盘位于连接轴朝向电机输出轴的一端且沿连接轴的径向延伸；

连接盘上设有多个第一连接孔，电机输出轴的轴端面对应设有多个第二连接孔，连接盘与电机输出轴通过紧固件依次穿过第一连接孔与第二连接孔连接固定。

其中，刹车轮毂与连接盘邻近设置，多个第一连接孔沿连接盘的周缘间隔设置并与刹车轮毂位置错开。

其中，连接轴朝向电机输出轴的一端沿轴向延伸设置有插装段，插装段用于插装至电机输出轴中。

其中，连接盘上还设有第一定位孔，电机输出轴的轴端面还设有第二定位孔，第一定位孔与第二定位孔相对接。

其中，连接轴包括安装段，安装段位于连接轴远离电机输出轴的一端，安装段用于安装编码器码盘。

其中，连接轴为中空轴。

本实用新型还提出一种关节模组，该关节模组包括如前述的关节模组的轴结构。

其中，还包括减速器输出轴，电机输出轴套设于减速器输出轴之外；

电机输出轴与减速器输出轴之间设有轴承，轴承的外环与电机输出轴的内壁过盈配合，轴承的内环与减速器输出轴的外壁过盈配合。

本实用新型还提出一种协作机械臂，该协作机械臂包括如前述的关节模组。

本实用新型所提出的关节模组的轴结构，连接轴上一体成型有刹车组件的刹车轮毂，且与电机输出轴沿轴向对接并通过紧固件连接，相较于目前刹车轮毂采用紧固件顶丝安装于电机输出轴上的方式，其紧固件可频繁承受较大的制动转矩而不易松动，以使得刹车轮毂通过连接轴在电机输出轴上设置稳固，从而保证制动效果。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中关节模组的结构示意图；

图2为图1实施例中关节模组的爆炸图；

图3为本实用新型又一实施例中关节模组的内部结构示意图；

图4为图3实施例中关节模组的部分结构示意图；

图5为图3实施例中关节模组部分结构的爆炸图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本实用新型中的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1至图4，图1为本实用新型一实施例中关节模组的结构示意图，图2为图1实施例中关节模组的爆炸图，图3为本实用新型又一实施例中关节模组的内部结构示意图，图4为图3实施例中关节模组的部分结构示意图：

本实用新型提出一种关节模组的轴结构，其中，关节模组包括电机100和刹车组件200，电机包括电机输出轴110，刹车组件200包括刹车轮毂210；

电机输出轴110的一端设有连接轴120，刹车轮毂210一体成型于连接轴120，连接轴120与电机输出轴110沿轴向对接并通过紧固件10连接。

本实施例所提出关节模组的轴结构中，关节模组包括电机100和刹车组件200，电机100的主要作用在于驱动机械臂关节转动，具体包括电机定子、电机转子、电机输出轴110，电机定子通电后驱动电机转子转动，电机转子带动电机输出轴110转动，进而输出动力，以带动譬如与该关节模组传动连接的连杆或其他机械臂关节转动。

刹车组件200的主要作用在于通过制动电机输出轴110以使其停止转动，进而停止对机械臂关节的驱动，机械臂关节相应停止运动。刹车组件200套设于电机输出轴110，具体包括底座、铁芯、线圈、衔铁、弹簧、刹车片、刹车轮毂210和盖板，其中，铁芯、线圈、弹簧容设于底座内，衔铁和刹车片设于底座与盖板之间，且刹车片套设于与电机输出轴110连接的刹车轮毂210。当线圈通电时，磁化后的铁芯会吸合衔铁，使得衔铁与刹车片脱离，此时刹车片与刹车轮毂210可跟随电机输出轴110转动。当线圈断电时，弹簧将施压于衔铁，使得衔铁与刹车片以及刹车轮毂210之间产生摩擦力矩，从而停止电机输出轴110的转动。

进一步地，电机输出轴110的一端设有连接轴120，连接轴120与电机输出轴110沿轴向对接，且连接轴120的中心轴线与电机输出轴110的中心轴线相重合。连接轴120在电机输出轴110上为可拆卸设置，通过紧固件10与电机输出轴110连接，连接轴120可随电机输出轴110转动。紧固件10沿连接轴120与电机输出轴110的轴向设置，紧固件10可设置多个，对此不作限制。其中，紧固件10可为螺钉。刹车轮毂210一体成型于连接轴120，即刹车轮毂210通过连接轴120与电机输出轴110连接，实现在电机输出轴110上的安装设置。

连接轴120上一体成型有刹车组件200的刹车轮毂210，且与电机输出轴110沿轴向对接并通过紧固件10连接，相较于目前刹车轮毂采用紧固件顶丝安装于电机输出轴110上的方式，其紧固件10可频繁承受较大的制动转矩而不易松动，以使得刹车轮毂210通过连接轴120在电机输出轴110上设置稳固，从而保证制动效果。

参照图3至图5，图5为图3实施例中关节模组部分结构的爆炸图：

在一些实施例中，连接轴120上构造有连接盘121，连接盘121位于连接轴120朝向电机输出轴110的一端且沿连接轴120的径向延伸；

连接盘121上设有多个第一连接孔1，电机输出轴110的轴端面对应设有多个第二连接孔2，连接盘121与电机输出轴110通过紧固件10依次穿过第一连接孔1与第二连接孔2连接固定。

本实施例中，连接盘121上的多个第一连接孔1与电机输出轴110上的多个第二连接孔2一一对应，电机输出轴110上安装连接轴120时，连接轴120上的连接盘121与电机输出轴110的轴端面对接，每一个第一连接孔1对接一个第二连接孔2，在相对接的第一连接孔1与第二连接孔2中穿设紧固件10，以进行连接轴120与电机输出轴110的连接固定。第一连接孔1可为通孔，第二连接孔2为螺纹孔，紧固件10穿过第一连接孔1，以与第二连接孔2螺纹配合。优选地，第一连接孔1为沉头孔，紧固件10穿设于第一连接孔1时，以进行结构避让。

在一些实施例中，刹车轮毂210与连接盘121邻近设置，多个第一连接孔1沿连接盘121的周缘间隔设置并与刹车轮毂210位置错开。

本实施例中，参照图4和图5，根据刹车组件200的安装位置，刹车轮毂210在连接轴120上靠近其朝向电机输出轴110的一端，以与连接盘121邻近设置。连接盘121上的多个第一连接孔1则沿连接盘121的周缘间隔设置，一方面，连接轴120与电机输出轴110沿周向形成多点连接，连接轴120在电机输出轴110上安装稳定，不易晃动。另一方面，第一连接孔1的位置可与刹车轮毂210在连接轴120的径向平面上位置错开，刹车轮毂210不会构成结构干涉，方便使用螺丝刀工具沿轴向拆装紧固件10，降低拆装难度。

在一些实施例中，连接轴120朝向电机输出轴110的一端沿轴向延伸设置有插装段122，插装段122用于插装至电机输出轴110中。

本实施例中，参照图3和图5，电机输出轴110上构造有贯穿其两端设置的轴孔，以用于容置减速器输出轴310。连接轴120的插装段122与电机输出轴110的轴孔相适配，可插装至电机输出轴110中。具体地，安装连接轴120时，通过将连接轴120的插装段122插装至电机输出轴110中，连接盘121与电机输出轴110的轴端面自动对接，可实现预对位。然后再在电机输出轴110上旋转连接轴120，以使第一连接孔1与第二连接孔2对应并插装紧固件10即可，操作简单，组装方便。

在一些实施例中，连接盘121上还设有第一定位孔3，电机输出轴110的轴端面还设有第二定位孔4，第一定位孔3与第二定位孔4相对接。

本实施例中，参照图5，安装连接轴120时，通过将连接盘121上的第一定位孔3与电机输出轴110的轴端面的第二定位孔4对接，便可使多个第一连接孔1与多个第二连接孔2快速一一对应，既可加快组装速度，又可保证组装位置的精准性，提高装配精度。可选地，第一定位孔3与多个第一连接孔1其中之一邻近设置，第二定位孔4与多个第二连接孔2其中之一邻近设置。

在一些实施例中，连接轴120包括安装段123，安装段123位于连接轴120远离电机输出轴110的一端，安装段123用于安装编码器码盘。

本实施例中，参照图3和图5，连接轴120与电机输出轴110随动，连接轴120的转动参数与电机输出轴110的转动参数相同，通过在连接轴120的安装段123安装编码器码盘，进行编码器结构的设置，以通过编码器检测连接轴120的转速、角度等转动参数，进而获得电机输出轴110的转速、角度等转动参数。

在一些实施例中，参照图4和图5，连接轴120为中空轴。

本实施例中，连接轴120为中空构造，用于供穿设于电机输出轴110中的减速器输出轴310穿出，以进行结构避让。

本实用新型还提出一种关节模组，该关节模组包括前述实施例的关节模组的轴结构，该关节模组的轴结构的具体结构参照上述实施例，由于本关节模组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。

在一些实施例中，还包括减速器输出轴310，电机输出轴110套设于减速器输出轴310之外；

电机输出轴110与减速器输出轴310之间设有轴承20，轴承20的外环与电机输出轴110的内壁过盈配合，轴承20的内环与减速器输出轴310的外壁过盈配合。

本实施例中，参照图3，通过在电机输出轴110与减速器输出轴310之间设置轴承20，电机输出轴110与减速器输出轴310分别转动，互不干涉，可提高电机输出轴110与减速器输出轴310的转动稳定性。其中，轴承20可以是设置一个或多个，本实施例中，优选轴承20设置一个。

本实用新型还提出一种协作机械臂，该协作机械臂包括前述实施例的关节模组，该关节模组的具体结构参照上述实施例，由于本协作机械臂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。

以上所述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)

1.一种关节模组的轴结构，其特征在于，所述关节模组包括电机和刹车组件，所述电机包括电机输出轴，所述刹车组件包括刹车轮毂；

所述电机输出轴的一端设有连接轴，所述刹车轮毂一体成型于所述连接轴，所述连接轴与所述电机输出轴沿轴向对接并通过紧固件连接。

2.根据权利要求1所述的轴结构，其特征在于，所述连接轴上构造有连接盘，所述连接盘位于所述连接轴朝向所述电机输出轴的一端且沿所述连接轴的径向延伸；

所述连接盘上设有多个第一连接孔，所述电机输出轴的轴端面对应设有多个第二连接孔，所述连接盘与所述电机输出轴通过所述紧固件依次穿过所述第一连接孔与所述第二连接孔连接固定。

3.根据权利要求2所述的轴结构，其特征在于，所述刹车轮毂与所述连接盘邻近设置，多个所述第一连接孔沿所述连接盘的周缘间隔设置并与所述刹车轮毂位置错开。

4.根据权利要求2所述的轴结构，其特征在于，所述连接轴朝向所述电机输出轴的一端沿轴向延伸设置有插装段，所述插装段用于插装至所述电机输出轴中。

5.根据权利要求2所述的轴结构，其特征在于，所述连接盘上还设有第一定位孔，所述电机输出轴的轴端面还设有第二定位孔，所述第一定位孔与所述第二定位孔相对接。

6.根据权利要求2所述的轴结构，其特征在于，所述连接轴包括安装段，所述安装段位于所述连接轴远离所述电机输出轴的一端，所述安装段用于安装编码器码盘。

7.根据权利要求1～6任一项所述的轴结构，其特征在于，所述连接轴为中空轴。

8.一种关节模组，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的关节模组的轴结构。

9.根据权利要求8所述的关节模组，其特征在于，还包括减速器输出轴，所述电机输出轴套设于所述减速器输出轴之外；

所述电机输出轴与所述减速器输出轴之间设有轴承，所述轴承的外环与所述电机输出轴的内壁过盈配合，所述轴承的内环与所述减速器输出轴的外壁过盈配合。

10.一种协作机械臂，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的关节模组。

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