CN220064095U - 码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件，包括码盘基座、外轴承、内轴承、输入码盘座、输出码盘座、输入轴码盘、输出轴码盘和控制板，外轴承的外圈与码盘基座的中心通孔孔壁连接且位于码盘基座的一侧，控制板安装在码盘基座的另一侧，输入码盘座的圆周外壁与外轴承的内圈连接，内轴承的外圈与输入码盘座的圆周内壁连接，输出码盘座的圆周外壁与内轴承的内圈连接，输入轴码盘安装在输入码盘座上靠近控制板的一侧，输出轴码盘安装在输出码盘座上靠近控制板的一侧。本实用新型使两个码盘能够实现精确定位且能自由旋转，两个码盘的同心度和轴向跳动均能被可靠控制，提高了机器人驱动机构的定位精度和实时转速检测精度。

Description

码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件

技术领域

本实用新型涉及一种机器人驱动机构的局部结构，尤其涉及一种码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件。

背景技术

随着经济的飞速发展，越来越多的企业开始使用机器人代替工人以降低成本，协作机器人因其价格低廉、安全易维护、精度高等优点更是受到市场的欢迎。协作机器人的主要组件就是驱动机构，其承担协作机器人的传动和负载，所以驱动机构的质量好坏会影响协作机器人的负载、震动、重复定位精度等。

如图1所示，传统机器人驱动机构包括外壳5、独立谐波减速机1、独立抱闸4、电机定子6、电机转子7、外码盘8、内码盘9、码盘控制板10和后盖11，组装时，先将独立抱闸4安装在独立谐波减速机1上再一起置于外壳5内的一端，电机定子6预先安装在外壳5内的中部，将电机转子7置于电机定子 6内并在机转子7的端部安装嵌套(图中未标记)，将外码盘8粘贴安装在电机转子7另一端的嵌套上，独立谐波减速机1的旋转输入轴2与电机转子7的一端连接，独立波减速机1的旋转输出轴3穿过旋转输入轴2和电机转子 7的中心通孔，将内码盘9粘贴安装在旋转输出轴的端部，将码盘控制板10安装在外壳5内的另一端，再将后盖11与外壳5的另一端连接，即完成整个机器人驱动机构的组装。工作时，电机定子6内的线圈得电使电机转子7旋转，带动旋转输入轴2旋转，经过独立谐波减速机1减速传动后，旋转动力一方面通过外端的连接法兰传输给其它设备，另一方面带动旋转输出轴3同步旋转，旋转输出轴3带动内码盘9同步旋转，电机转子7同步带动外码盘8旋转，码盘控制板10上的传感器检测到外码盘8和内码盘9旋转产生的变化磁信号，经过处理器处理后得到外码盘8和内码盘9的转速信息，即实现对旋转输入轴2和旋转输出轴3的实时转速检测功能。

上述传统机器人驱动机构中，两个码盘是保证驱动机构定位精度的关键零件，对安装同心度、轴向跳动、检测距离部有着严格的要求，传统机器人驱动机构的外码盘直接安装在电机转子一端的嵌套上，轴向安装尺寸经过多个零件公差累计，外码盘到码盘控制板上传感器之间的距离很难控制，内码盘也是直接安装在旋转输出轴的悬空端，因为安装位置没有支撑结构，内码盘的同心度和轴向跳动很难控制在要求范围内，需要花费大量时间去调整，最终导致驱动机构的定位精度低，导致实时转速检测精度降低。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够单独组装后再与其它部件连接的码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件，包括码盘基座、外轴承、内轴承、输入码盘座、输出码盘座、输入轴码盘、输出轴码盘和控制板，所述外轴承的外圈与圆环形的所述码盘基座的中心通孔孔壁连接且位于所述码盘基座的一侧，所述控制板安装在所述码盘基座的另一侧，圆环形的所述输入码盘座的圆周外壁与所述外轴承的内圈连接，所述内轴承的外圈与所述输入码盘座的圆周内壁连接，圆环形的所述输出码盘座的圆周外壁与所述内轴承的内圈连接，圆环形的所述输入轴码盘安装在所述输入码盘座上靠近所述控制板的一侧，圆环形的所述输出轴码盘安装在所述输出码盘座上靠近所述控制板的一侧。

作为优选，为了便于与机器人驱动机构的其它部件快速传动连接且便于快速拆卸，所述输入码盘座上远离所述控制板的一侧圆环壁上均匀设有多个外连接柱，所述输出码盘座上远离所述控制板的一侧圆周内壁上均匀设有多个内连接柱，所述外连接柱的中心线和所述内连接柱的中心线均与所述码盘基座的中心通孔的中心线相互平行。

作为优选，为了便于与机器人驱动机构的其它部件可靠连接，所述码盘基座的圆周外壁均匀设有多个第一连接柱和第二连接柱，所述第一连接柱设有第一连接孔，所述第二连接柱设有第二连接孔，所述第一连接孔和所述第二连接孔为通孔或螺孔，所述第一连接柱的中心线、所述第一连接孔的中心线、所述第二连接柱的中心线和所述第二连接孔的中心线均与所述码盘基座的中心通孔的中心线相互平行。

作为优选，为了便于对控制极进行周向和轴向限位以进一步提高定位精度，所述第一连接柱的两端分别延伸至所述码盘基座的两侧外，所述第一连接柱上靠近所述控制板的一端向外周方向减薄形成用于对所述控制极进行周向限位的周向限位部，所述控制板位于多个所述第一连接柱的周向限位部所围成的区域内，所述第二连接柱的两端分别相比于所述第一连接柱的两端内缩，所述第二连接柱上靠近所述控制板的一端端面为平面且该端形成轴向限位部，多个所述第二连接柱的轴向限位部端面齐平，所述控制板的一侧表面与多个所述第二连接柱的轴向限位部端面接触。

作为优选，为了便于对输入轴码盘和输出轴码盘进行更好的定位以进一步提高定位精度，所述输入码盘座上靠近所述控制极的一侧表面靠近其中心通孔的位置设有外凸的外定位凸环，所述输入轴码盘通过自身中心通孔套装在所述外定位凸环上，所述输出码盘座上靠近所述控制板的一侧表面靠近其中心通孔的位置设有外凸的内定位凸环，所述输出轴码盘通过自身中心通孔套装在所述内定位凸环上。

作为优选，为了便于快速安装两个码盘，所述输入轴码盘粘贴安装在所述输入码盘座上，所述输出轴码盘粘贴安装在所述输出码盘座上。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过将两个码盘用两个轴承和两个码盘座安装在码盘基座上，使两个码盘能够相对于码盘基座实现精确定位且能自由旋转，与其它部件连接时只需将两个码盘座与其它对应部件传动连接、将码盘基座与其它对应部件固定连接，则可实现两个码盘与其它部件的高精度定位连接，两个码盘的同心度和轴向跳动均能被可靠控制，最终提高了机器人驱动机构的定位精度和实时转速检测精度；通过在第一连接柱上设置周向限位部，在第二连接柱上设置轴向限位部，能够对控制板进行更好的周向和轴向定位，从而确保控制板上的传感器与两个码盘之间处于合适的相对位置，从而进一步提高了机器人驱动机构的定位精度和实时转速检测精度。

附图说明

图1是传统机器人驱动机构组装前的立体爆炸图；

图2是本实用新型所述码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件组装前的立体图之一；

图3是本实用新型所述码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件组装前的立体图之二，与图2视角不同；

图4是本实用新型所述码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件组装后的立体图；

图5是本实用新型所述码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件应用时与其它部件组装前的立体图之一；

图6是本实用新型所述码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件应用时与其它部件组装前的立体图之二，与图5视角不同。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图2-图4所示，本实用新型所述码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件包括码盘基座18、外轴承15、内轴承12、输入码盘座17、输出码盘座14、输入轴码盘23、输出轴码盘24和控制极25，外轴承15的外圈与圆环形的码盘基座18的中心通孔孔壁连接且位于码盘基座18的一侧，控制板25安装在码盘基座18的另一侧，圆环形的输入码盘水17的圆周外壁与外轴承15的内圈连接，内轴承12的外圈与输入码盘座17的圆周内壁连接，圆环形的输出码盘座14的圆周外壁与内轴承12的内圈连接，圆环形的输入轴码盘23安装在输入码盘座17上靠近控制板25的一侧，圆环形的输出轴码盘24安装在输出码盘座14上靠近控制板25的一侧。

如图2-图4所示，本实用新型还公开以下多种更加优化的具体鲇构：

为了便于与机器人驱动机构的其它部件快速传动连接且便于快速拆卸，输入码盘座17上远离控制极25的一侧圆环壁上均匀设有多个外连接柱16，输出码盘座14上远离控制板25的一侧圆周内壁上均匀设有多个内连接柱13，外连接柱16的中心线和内连接柱13的中心线均与码盘基座18的中心通孔的中心线相互平行。

为了便于与机器人驱动机构的其它部件可靠连接，码盘基座18的圆周外壁均匀设有多个第一连接柱20和第二连接柱22，第一连接柱20设有第一连接孔19，第二连接柱22设有第二连接孔21，第一连接孔19和第二连接孔21为通孔或螺孔(具体根据需要而定)，第一连接柱20的中心线、第一连接孔19的中心线、第二连接柱22的中心线和第二连接孔21的中心线均与码盘基座18的中心通孔的中心线相互平行。

为了便于对控制板25进行周向和轴向限位以进一步提高定位精度，第一连接柱20的两端分别延伸至码盘基座18的两侧外，第一连接柱20上靠近控制板25的一端向外周方向减薄形成用于对控制板25进行周向限位的周向限位部29，控制板25位于多个第一连接柱20的周向限位部29所围成的区域内，第二连接柱22的两端分别相比于第一连接柱20的两端内缩，第二连接柱22上靠近控制板25的一端端面为平面且该端形成轴向限位部30，多个第二连接柱22的轴向限位部30的端面齐平，控制板25的一侧表面与多个第二连接柱22的轴向限位部30的端面接触。

为了便于对输入轴码盘23和输出轴码盘24进行更好的定位以进一步提高定位精度，输入码盘座17上靠近控制板25的一侧表面靠近其中心通孔的位置设有外凸的外定位凸环28，输入轴码盘23通过自身中心通孔套装在外定位凸环28上，输出码盘座14上靠近控制板25的一侧表面靠近其中心通孔的位置设有外凸的内定位凸环27，输出轴码盘24通过自身中心通孔套装在内定位凸环27上。

为了便于快速安装两个码盘，输入轴码盘23粘贴安装在输入码盘座17上，输出轴码盘24粘贴安装在输出码盘座14上。

使用时，可以将本实用新型所述码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件与其它部件直接连接，也可以将其它部件进行预组装形成组件后在连接，为子更好地快速传动连接，优选后一种应用方式，下面对该应用方式进行具体说明，以对本实用新型的工作原理和技术效果进行更好的描述。

如图2-图6所示，对机器人驱动机构的其它部件进行预组装，分别形成谐波减速制动组件32、壳体电机组件38和端盖44，其中，谐波减速制动组件32包括相互连接的谐波减速机31与抱闸33，谐波减速机31的输出轴36穿过输入轴34的中心通孔，谐波减速机31的输出轴36和输入轴34均穿过抱闸33的中心通孔，输出轴36的端部圆周外壁上均匀设有多个第一内凹槽45，输入轴34的端部圆周外壁上均匀设有多个第二内凹槽35；壳体电机组件38包括壳体37、定子39、转子40和转子嵌套41，定子39安装在壳体37内的中段，转子40安装在定子39的中心通孔内且能够相对于定子39自由旋转，筒体状的转子嵌套41安装在转子40的中心通孔内且不能相对于转子40旋转，转子嵌套41两端中的第一端圆周内壁上均匀设有多个嵌套内连接柱46，转子嵌套41两端中的第二端圆周外壁上均匀设有多个外凹槽42。

完成各组件预组装后，再对各组件之间进行连接，具体为：谐波减速机31的一端与壳体37的一端通过连接螺钉连接，壳体37的另一端与码盘基座18的一侧之间通过连接螺钉连接，码盘基座18的另一侧与端盖44之间通过连接螺钉连接，如此实现各组件之间的固定连接，为了节省连接螺钉，连接时将连接螺钉穿过控制板25上的对应通孔后再与码盘基座18的螺孔连接，实现对控制板25的固定；多个嵌套内连接柱46分别置于多个第二内凹槽35内，多个外连接柱16分别置于多个外凹槽42内，多个内连接柱13分别置于多个第一内凹槽45内，输出轴36穿过转子嵌套41的中心通孔43，如此实现各组件之间的传动连接。

如图2-图6所示，工作时，定子39内的线圈得电使转子40旋转，带动输入轴34旋转，经过谐波减速机31减速传动后，旋转动力一方面通过外端的连接法兰(图中未标记，为谐波减速机31的常规鲇构)传输给其它设备，另一方面带动输出轴36同步旋转，输出轴36带动输出轴码盘24同步旋转，转子40同步带动输入轴码盘23旋转，控制板25上的传感器(图中未标记，为控制板25的常规鲇构)检测到输出轴码盘24和输入轴码盘23旋转产生的变化磁信号，经过处理器处理后得到输出轴码盘24和输入轴码盘23的转速信息，即实现对输入轴34和输出轴36的实时转速检测功能。

说明：上述谐波减速机31、输入轴34、输出轴36、抱闸33、壳体37、定子39、转子40、输入轴码盘23、输出轴码盘24、控制板25、端盖44分别与背景技术内容中的独立谐波减速机1、旋转输入轴2、旋转输出轴3、独立抱闸4、外壳5、电机定子 6、电机转子 7、外码盘8、内码盘9、码盘控制板10、后盖11一一对应，其功能相同且鲇构类似，但因为需要对其局部结构进行适应性变化，所以采用了不同的部件名称和标记数字，以示局部结构需要适应性变化的区别。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (6)

1.一种码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件，其特征在于：包括码盘基座、外轴承、内轴承、输入码盘座、输出码盘座、输入轴码盘、输出轴码盘和控制板，所述外轴承的外圈与圆环形的所述码盘基座的中心通孔孔壁连接且位于所述码盘基座的一侧，所述控制板安装在所述码盘基座的另一侧，圆环形的所述输入码盘座的圆周外壁与所述外轴承的内圈连接，所述内轴承的外圈与所述输入码盘座的圆周内壁连接，圆环形的所述输出码盘座的圆周外壁与所述内轴承的内圈连接，圆环形的所述输入轴码盘安装在所述输入码盘座上靠近所述控制板的一侧，圆环形的所述输出轴码盘安装在所述输出码盘座上靠近所述控制板的一侧。

2.根据权利要求1所述的码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件，其特征在于：所述输入码盘座上远离所述控制板的一侧圆环壁上均匀设有多个外连接柱，所述输出码盘座上远离所述控制板的一侧圆周内壁上均匀设有多个内连接柱，所述外连接柱的中心线和所述内连接柱的中心线均与所述码盘基座的中心通孔的中心线相互平行。

3.根据权利要求1或2所述的码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件，其特征在于：所述码盘基座的圆周外壁均匀设有多个第一连接柱和第二连接柱，所述第一连接柱设有第一连接孔，所述第二连接柱设有第二连接孔，所述第一连接孔和所述第二连接孔为通孔或螺孔，所述第一连接柱的中心线、所述第一连接孔的中心线、所述第二连接柱的中心线和所述第二连接孔的中心线均与所述码盘基座的中心通孔的中心线相互平行。

4.根据权利要求3所述的码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件，其特征在于：所述第一连接柱的两端分别延伸至所述码盘基座的两侧外，所述第一连接柱上靠近所述控制板的一端向外周方向减薄形成用于对所述控制板进行周向限位的周向限位部，所述控制板位于多个所述第一连接柱的周向限位部所围成的区域内，所述第二连接柱的两端分别相比于所述第一连接柱的两端内缩，所述第二连接柱上靠近所述控制板的一端端面为平面且该端形成轴向限位部，多个所述第二连接柱的轴向限位部端面齐平，所述控制板的一侧表面与多个所述第二连接柱的轴向限位部端面接触。

5.根据权利要求1或2所述的码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件，其特征在于：所述输入码盘座上靠近所述控制板的一侧表面靠近其中心通孔的位置设有外凸的外定位凸环，所述输入轴码盘通过自身中心通孔套装在所述外定位凸环上，所述输出码盘座上靠近所述控制板的一侧表面靠近其中心通孔的位置设有外凸的内定位凸环，所述输出轴码盘通过自身中心通孔套装在所述内定位凸环上。

6.根据权利要求1或2所述的码盘定位精度高的机器人驱动机构用码盘控制组件，其特征在于：所述输入轴码盘粘贴安装在所述输入码盘座上，所述输出轴码盘粘贴安装在所述输出码盘座上。