CN220840258U - 一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，涉及机器人的关节模组技术领域，该方案包括壳体、电机、电磁线圈、环形的铁芯、环形的永磁铁和至少两颗限位销钉，所述电机的定子与壳体内壁固定连接，所述限位销钉的一端滑设在电机的转子上，限位销钉的另一端滑设在永磁铁上，且永磁铁位于电机的转子与铁芯之间，所述电磁线圈绕设在铁芯的外围；本实用新型实现了对高速运转的电机转子实现辅助刹车停止，从而降低对电机或其它结构的直接磨损，一定程度上提高了运行精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人的关节模组技术领域，尤其涉及一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器。
背景技术
随着机器人的广泛应用，人们对于机器人关节的运行精度不断地进行着探索与研究，现有机器人的关节结构在急停时，普遍依靠减速机来同步停止运行，对于没有安装减速机的关节结构，则直接通过电机来同步停止，由于关节结构普遍体积较小，故电机、减速机的结构也更加精密紧凑，多次的停止运行之后，受到关节结构的承载以及运动惯性的影响，对电机或减速机的磨损程度也会越来越大，时间久了，对关节结构的运行精度肯定会产生影响，在这种背景情况下，申请人致力于研究出一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，实现对高速运转的电机转子实现辅助刹车停止，从而降低对电机或其它结构的直接磨损，一定程度上提高运行精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于实现对高速运转的电机转子实现辅助刹车停止，从而降低对电机或其它结构的直接磨损，一定程度上提高运行精度。
为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案如下：
一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，包括壳体、电机、电磁线圈、环形的铁芯、环形的永磁铁和至少两颗限位销钉，所述电机的定子与壳体内壁固定连接，所述限位销钉的一端滑设在电机的转子上，限位销钉的另一端滑设在永磁铁上，且永磁铁位于电机的转子与铁芯之间，所述电磁线圈绕设在铁芯的外围。
进一步地，所述限位销钉一端的直径值比另一端的直径值大，且限位销钉直径值大的一端插入永磁铁内，限位销钉的另一端插入电机的转子内。
进一步地，所述电机的转子与铁芯之间的距离小于限位销钉的长度。
进一步地，所述铁芯与永磁铁相互平行。
进一步地，还包括传动轴、第一编码组件、减速器、中间轴和第二编码组件，所述电机驱动传动轴转动，所述传动轴与第一编码组件相互配合，所述电机驱动减速器工作，所述减速器带动中间轴转动，所述中间轴与第二编码组件相互配合。
进一步地，所述第一编码组件包括第一磁铁和第一编码器，所述传动轴带动第一磁铁转动，所述第一磁铁与第一编码器相互配合。
进一步地，所述第二编码组件包括第二磁铁和第二编码器，所述中间轴带动第二磁铁转动，所述第二磁铁与第二编码器相互配合。
进一步地，所述减速器为谐波减速器。
进一步地，还包括控制板，所述电机、第一编码组件、第二编码组件均与控制板电性连接。
本实用新型的有益效果为：本实用新型通过将限位销钉的一端滑设在电机的转子上，限位销钉的另一端滑设在永磁铁上，从而通过限位销钉将永磁铁限制在电机的转子与铁芯之间，使永磁铁只能在电机的转子与铁芯之间活动；当电机工作时，电磁线圈通电产生磁性，使铁芯被磁化，此时铁芯与永磁铁之间同性相斥，永磁铁离开铁芯，电机的转子带动永磁铁旋转；当电机停止工作时，电磁线圈通电且改变电流方向，使铁芯被磁化，此时铁芯与永磁铁之间异性相吸，永磁铁被磁吸在铁芯上，从而依靠永磁铁与铁芯之间的摩擦力，辅助电机的转子更快的停下来，与传统技术相比，本实用新型通过永磁铁与铁芯之间的相互配合实现了对高速运转的电机转子实现辅助刹车，从而降低停止运行时对电机或其它结构的直接磨损，一定程度上提高了运行精度。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型的整体结构剖视图；
图3是本实用新型的内部结构示意图；
附图标记为：
壳体1、电机2、电磁线圈3、铁芯4、永磁铁5、限位销钉6、传动轴7、第一编码组件8、第一磁铁81，第一编码器82，减速器9、中间轴10、第二编码组件11、第二磁铁111，第二编码器112，控制板12。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步说明，需要特别说明的是，本申请文件中所述的上、下、前、后、左、右等方位词，均以图2中所示的方位为准。
如图1至图3所示的一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，包括壳体1、电机2、电磁线圈3、环形的铁芯4、环形的永磁铁5、至少两颗限位销钉6、传动轴7、第一编码组件8、减速器9、中间轴10、第二编码组件11、控制板12。
电机2的定子与壳体1内壁固定连接。
限位销钉6的一端滑设在电机2的转子上，限位销钉6的另一端滑设在永磁铁5上，且永磁铁5位于电机2的转子与铁芯4之间，具体的结构为：限位销钉6一端的直径值比另一端的直径值大，在本实施例中，限位销钉6的下部比上部粗。
限位销钉6直径值大的一端插入永磁铁5内，限位销钉6的另一端插入电机2的转子内，即限位销钉6的下部插入永磁铁5内，限位销钉6的上部插入电机2的转子内，从而使限位销钉6的下部抵在电机2的转子的下端处。
铁芯4与永磁铁5相互平行，在限位销钉6的作用下，永磁铁5不会从限位销钉6上脱出，同时永磁铁5可以在铁芯4与电机2的转子之间沿着限位销钉6上下滑动。
电机2的转子与铁芯4之间的距离小于限位销钉6的长度，这样设计的好处在于，使限位销钉6不会从铁芯4与电机2的转子之间掉出。
在本实施例中，永磁铁5呈环形，且磁极有两种情况，第一种情况是永磁铁5的上部为南极、下部为北极，第二种情况是永磁铁5的上部为北极、下部为南极；在本实施例中为了方便描述，优选的选择永磁铁5的上部为南极、下部为北极的情况具体进行说明。
电磁线圈3绕设在铁芯4的外围，电磁线圈3通电时，产生磁性，使铁芯4被磁化，改变电磁线圈3的通电电流方向，从而改变磁场方向，进而改变被磁化的铁芯4的磁场方向，根据同性相斥、异性相吸的原理，使铁芯4和永磁铁5之间产生互斥或磁吸。
电机2、第一编码组件8、第二编码组件11均与控制板12电性连接，减速器9为谐波减速器9。
电机2驱动传动轴7转动，传动轴7与第一编码组件8相互配合，第一编码组件8包括第一磁铁81和第一编码器82，传动轴7带动第一磁铁81转动，第一磁铁81与第一编码器82相互配合；第一磁铁81呈环形，第一编码器82位于第一磁铁81的上方，第一磁铁81转动时，通过第一编码器82检测出第一磁铁81的转速值，从而得出电机2的输入转速数据。
电机2驱动减速器9工作，减速器9带动中间轴10转动，中间轴10与第二编码组件11相互配合，第二编码组件11包括第二磁铁111和第二编码器112，中间轴10带动第二磁铁111转动，第二磁铁111与第二编码器112相互配合；第二磁铁111呈环形，第二编码器112位于第二磁铁111的上方，第二磁铁111转动时，通过第二编码器112检测出第二磁铁111的转速值，从而得出电机2的输出转速数据。
控制板12控制电机2的转速，第一编码器82将检测得出的电机2的输入转速数据传输至控制板12进行数据分析与处理，第二编码器112将检测得出的电机2的输出转速数据传输至控制板12进行数据分析与处理。
本实用新型的工作原理为：当电机2工作时，电机2的转子转动带动永磁铁5转动，电磁线圈3通电产生磁性，使铁芯4被磁化，此时铁芯4的上端与永磁铁5的下端的磁极相同，铁芯4与永磁铁5之间同性相斥，永磁铁5离开铁芯4，电机2的转子正常转动。
当电机2停止工作时，通过控制板12改变电磁线圈3的电流方向，电磁线圈3产生磁性，铁芯4被磁化，此时铁芯4的上端与永磁铁5的下端的磁极相反，铁芯4与永磁铁5之间异性相吸，永磁铁5被磁吸在铁芯4上，从而依靠永磁铁5与铁芯4之间的摩擦力，辅助电机2的转子更快的停下来。
以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例，不能以此来限定本实用新型的权利保护范围，因此依本实用新型申请专利范围上所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围，以上并非对本实用新型的技术范围作任何限制，凡依据本实用新型技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，其特征在于：包括壳体、电机、电磁线圈、环形的铁芯、环形的永磁铁和至少两颗限位销钉，所述电机的定子与壳体内壁固定连接，所述限位销钉的一端滑设在电机的转子上，限位销钉的另一端滑设在永磁铁上，且永磁铁位于电机的转子与铁芯之间，所述电磁线圈绕设在铁芯的外围。
2.根据权利要求1所述的一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，其特征在于：所述限位销钉一端的直径值比另一端的直径值大，且限位销钉直径值大的一端插入永磁铁内，限位销钉的另一端插入电机的转子内。
3.根据权利要求2所述的一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，其特征在于：所述电机的转子与铁芯之间的距离小于限位销钉的长度。
4.根据权利要求1所述的一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，其特征在于：所述铁芯与永磁铁相互平行。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，其特征在于：还包括传动轴、第一编码组件、减速器、中间轴和第二编码组件，所述电机驱动传动轴转动，所述传动轴与第一编码组件相互配合，所述电机驱动减速器工作，所述减速器带动中间轴转动，所述中间轴与第二编码组件相互配合。
6.根据权利要求5所述的一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，其特征在于：所述第一编码组件包括第一磁铁和第一编码器，所述传动轴带动第一磁铁转动，所述第一磁铁与第一编码器相互配合。
7.根据权利要求5所述的一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，其特征在于：所述第二编码组件包括第二磁铁和第二编码器，所述中间轴带动第二磁铁转动，所述第二磁铁与第二编码器相互配合。
8.根据权利要求5所述的一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，其特征在于：所述减速器为谐波减速器。
9.根据权利要求5所述的一种带有刹车系统的新型机器人关节执行器，其特征在于：还包括控制板，所述电机、第一编码组件、第二编码组件均与控制板电性连接。
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