CN219235333U - 机械臂关节 - Google Patents

Abstract

本实用新型机械臂关节涉及一种用于机械臂结构的关节。其目的是为了提供一种尺寸小，重量轻，方便用于搭建服安全轻巧的机械臂的机械臂关节。本实用新型机械臂关节包括谐波减速机和电机，电机包括电机轴，电机轴内部设置有走线套筒，走线套筒的外壁设置有连接板，谐波减速机的输出端分别与连接板和扭矩传感器的内侧固定连接，连接板上分布有环形密封槽，扭矩传感器与轴承外侧压板通过细牙螺纹连接；谐波减速机的钢轮分别与电机外壳和轴承座固定连接，电机外壳的对外接口为径向分布的螺纹孔；谐波减速机的柔轮与电机轴连接。

Description

机械臂关节

技术领域

本实用新型涉及机械臂技术领域，特别是涉及一种机械臂关节。

背景技术

随着轻型机械臂越来越多地应用到服务行业，对机械臂的尺寸及重量要求也越来越高。作为机械臂核心的关节，其尺寸和重量显得尤为重要。

当前的机械臂关节存在以下不足：采用标准减速机，重量占比大，尺寸大，不利于关节轻量化，小型化；搭建交叉滚子轴承组件时，轴承压板采用螺钉轴向锁紧，径向尺寸大；小尺寸关节中空走线空间小，不利于走线。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种尺寸小，重量轻，方便用于搭建服安全轻巧的机械臂的机械臂关节。

本实用新型机械臂关节，包括谐波减速机和电机，电机包括电机轴，电机轴内部设置有走线套筒，走线套筒的外壁设置有连接板，

谐波减速机的输出端分别与连接板和扭矩传感器的内侧固定连接，连接板上分布有环形密封槽，扭矩传感器与轴承外侧压板通过细牙螺纹连接；谐波减速机的钢轮分别与电机外壳和轴承座固定连接，电机外壳的对外接口为径向分布的螺纹孔；谐波减速机的柔轮与电机轴连接。

本实用新型机械臂关节，其中所述轴承座与轴承内侧压板连接，轴承座的外侧设置有第三轴承，轴承外侧压板设置在第三轴承的外侧，轴承外侧压板与扭矩传感器配合安装，将第三轴承的外圈夹紧。

本实用新型机械臂关节，其中所述扭矩传感器上外侧加工有外螺纹，轴承外侧压板内孔加工有内螺纹。

本实用新型机械臂关节，其中所述电机外壳的四周分布有减重槽。

本实用新型机械臂关节，其中所述电机轴的外侧设置有制动器，制动器与后盖连接，后盖与电机外壳连接。

本实用新型机械臂关节，其中所述走线套筒的后段筒体和电机轴上分别设置有编码器。

本实用新型机械臂关节，其中所述轴承外侧压板上沿周向分布有凹槽。

本实用新型机械臂关节，其中所述电机轴的两端通过第一轴承和第二轴承支撑。

本实用新型机械臂关节与现有技术不同之处在于，本实用新型机械臂关节的关节尺寸小，重量轻。其中，轴承外侧压板与扭矩传感器连接的螺纹为细牙螺纹，可以减小径向尺寸；电机外壳对外接口采用径向分布螺纹孔，能最大程度压缩径向尺寸。走线套筒的设计上，前段筒体长度短，厚度小，后段筒体长度长，厚度大，能最大程度加大内孔尺寸，有利于线束穿过关节连接后端，延长线束寿命。走线套筒与谐波减速机的连接处采用迷宫密封，有效减少漏油导致的维修。

下面结合附图对本实用新型的机械臂关节作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型机械臂关节的结构示意图；

图2为本实用新型机械臂关节的主视图；

图3为图2中A-A向剖视图；

图4为本实用新型机械臂关节中走线套筒的结构示意图；

图5为本实用新型机械臂关节中第三轴承组件的结构示意图；

图6为本实用新型机械臂关节中电机外壳的结构示意图；

图7为本实用新型机械臂关节的爆炸图；

图中标记示意为：1-扭矩传感器；2-轴承内侧压板；3-轴承座；4-第三轴承；5-轴承外侧压板；6-谐波减速机；7-电机外壳；8-第一轴承；9-电机轴；10-走线套筒；11-电机；12-制动器；13-第二轴承；14-后盖；15-编码器组件；16-连接板。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1-图3和图7所示，本实用新型机械臂关节包括扭矩传感器1、谐波减速机6、电机11和编码器组件15。扭矩传感器1与谐波减速机6的输出端连接，谐波减速机6与电机11的电机轴9连接，电机轴9与编码器组件15中的一个编码器连接。

电机11包括电机轴9，电机轴9的两端通过第一轴承8和第二轴承13支撑。电机轴9为中空轴，电机轴9内部设置有走线套筒10。

如图4所示，走线套筒10的外壁设置有连接板16，连接板16用于配合谐波减速机6安装。连接板16的前段筒体为了配合谐波减速机6的柔轮内孔，长度短，厚度小；连接板16的后段筒体长度长，厚度大，能最大程度加大内孔尺寸，有利于线束穿过关节连接后端。连接板16上分布有环形密封槽与谐波减速机6的波发生器上环形槽形成迷宫密封，有效防止谐波减速机6内部的油脂漏出。

谐波减速机6包括输出端、钢轮和柔轮。其中，谐波减速机6的输出端通过螺钉分别与走线套筒10的连接板16和扭矩传感器1的内侧固定连接，谐波减速机6的钢轮通过螺钉与电机外壳7和轴承座3固定连接，谐波减速机6的柔轮通过螺钉与电机轴9连接。

如图5所示，轴承座3通过螺钉与轴承内侧压板2固定连接，轴承座3的外侧安装有第三轴承4。本实施例中，第三轴承4为交叉滚子轴承。第三轴承4的外侧安装有轴承外侧压板5，轴承外侧压板5与扭矩传感器1配合安装，将第三轴承4的外圈夹紧。

轴承外侧压板5与扭矩传感器1通过在连接处设置的螺纹连接第三轴承4。本实施例中，扭矩传感器1上外侧加工有外螺纹，轴承外侧压板5内孔加工有内螺纹。轴承外侧压板5与扭矩传感器1连接的螺纹为细牙螺纹，自锁性好，可以减小径向尺寸，且具有一定密封功能。轴承外侧压板5上沿周向分布有凹槽，使用工具能够方便定量地将螺纹旋入锁紧。

本实施例中，扭矩传感器1为应变式传感器，扭矩传感器1的外侧与交叉滚子轴承外圈配合，使工作区域能够最大化，方便应变片及其电路板布置。

如图6所示，电机外壳7的四周分布有减重槽，在保证强度的情况下，能最大化减轻重量。电机外壳7的对外接口采用径向分布的螺纹孔，能最大程度压缩径向尺寸，适用于轻巧型机械臂。

电机轴9的外侧安装有制动器12，制动器12与后盖14通过螺钉连接，后盖14与电机外壳7连接。本实施例中，制动器12为摩擦片式制动器12，用于电机轴9的制动。

编码器组件15的两个编码器分别安装于电机轴9和走线套筒10的后段筒体上，形成关节的输入端编码器和输出端编码器。

扭矩传感器1、轴承内侧压板2、轴承座3、轴承外侧压板5、电机外壳7和后盖14均采用轻质铝合金，最大程度轻量化。

本实用新型机械臂关节的关节尺寸小，重量轻，比常规机械臂关节小10％-14％。其中，轴承外侧压板与扭矩传感器连接的螺纹为细牙螺纹，可以减小径向尺寸；电机外壳对外接口采用径向分布螺纹孔，能最大程度压缩径向尺寸。走线套筒的设计上，前段筒体长度短，厚度小，后段筒体长度长，厚度大，能最大程度加大内孔尺寸，有利于线束穿过关节连接后端，延长线束寿命。走线套筒与谐波减速机的连接处采用迷宫密封，有效减少漏油导致的维修。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种机械臂关节，其特征在于：包括谐波减速机和电机，电机包括电机轴，电机轴内部设置有走线套筒，走线套筒的外壁设置有连接板，

谐波减速机的输出端分别与连接板和扭矩传感器的内侧固定连接，连接板上分布有环形密封槽，扭矩传感器与轴承外侧压板通过细牙螺纹连接；谐波减速机的钢轮分别与电机外壳和轴承座固定连接，电机外壳的对外接口为径向分布的螺纹孔；谐波减速机的柔轮与电机轴连接。

2.根据权利要求1所述的机械臂关节，其特征在于：所述轴承座与轴承内侧压板连接，轴承座的外侧设置有第三轴承，轴承外侧压板设置在第三轴承的外侧，轴承外侧压板与扭矩传感器配合安装，将第三轴承的外圈夹紧。

3.根据权利要求2所述的机械臂关节，其特征在于：所述扭矩传感器上外侧加工有外螺纹，轴承外侧压板内孔加工有内螺纹。

4.根据权利要求1所述的机械臂关节，其特征在于：所述电机外壳的四周分布有减重槽。

5.根据权利要求1所述的机械臂关节，其特征在于：所述电机轴的外侧设置有制动器，制动器与后盖连接，后盖与电机外壳连接。

6.根据权利要求1所述的机械臂关节，其特征在于：所述走线套筒的后段筒体和电机轴上分别设置有编码器。

7.根据权利要求1所述的机械臂关节，其特征在于：所述轴承外侧压板上沿周向分布有凹槽。

8.根据权利要求1所述的机械臂关节，其特征在于：所述电机轴的两端通过第一轴承和第二轴承支撑。

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