[发明专利]双旋转变压器共电机轴设计的机器人关节

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及双旋转变压器共电机轴设计的机器人关节。

背景技术

旋转变压器(以下简称旋变)是一种位置和速度的检出装置。旋变适用于所有使用旋转编码器的场合，特别是高温、严寒、潮湿、高速、高震动等旋转编码器无法正常工作的场合，而且响应速度快，可提供绝对位置信息，不需要上电寻零操作。

目前，旋变作为机器人关节的位置检测元件，安装在关节上，旋变定子(或者转子)不动，转子(或者定子)随着关节转动，从而测量关节的位置。

这种安装方式，会使关节结构及机器人机构复杂化，另外，由于关节轴比较粗，所以测量关节位置旋变的体积和重量也要大很多，会增加机器人整体体积和重量，尤其是当机器人关节数目较多时，这种情况会更明显。因此，该安装方法会使机器人关节机构及机器人机构复杂化，并且会带来体积和重量大等缺点。

发明内容

本发明实施例提供了一种双旋转变压器共电机轴设计的机器人关节，所述技术方案如下：

一种双旋转变压器共电机轴设计的机器人关节，包括：电机、减速器和至少两个旋转变压器，所述至少两个旋转变压器包括至少一个电机侧旋转变压器和至少一个关节输出侧旋转变压器，

所述电机侧旋转变压器和所述关节输出侧旋转变压器与所述电机同轴，所述电机侧旋转变压器和所述关节输出侧旋转变压器的转子分别设于所述电机的轴的两侧并随电机同步转动；所述减速器的输出与所述关节输出侧旋转变压器定子相连；

所述机器人关节的中央有一水平空心轴(16)，所述空心轴(16)的右侧通过中空轴定位销(13)固定在关节右挡盖(12)上，以此空心轴(16)为中心对称轴，周围分别设有电机、减速器和两个旋转变压器，分别为电机侧旋变和关节输出侧旋变；

所述空心轴(16)的外侧是电机转子(5)，电机转子(5)分别通过右侧轴承(14)与左侧轴承(18)与空心轴(16)相连。右侧轴承(14)通过右侧轴承安装座(15)固定，左侧轴承(18)通过左侧轴承安装座(17)固定；电机转子(5)的外侧是电机侧旋变转子(3)和关节输出侧旋变转子(11)以及电机定子(4)；电机转子(5)与电机侧旋变转子(3)和关节输出侧旋变转子(11)分别键连接，从而电机侧旋变转子(3)和关节输出侧旋变转子(11)都能够随电机转子(5)的转动而同步转动；电机侧旋变的定子(2)通过销钉固定在电机外壳(1)上，从而保持固定不动；关节输出侧旋变的定子(10)通过减速器与关节输出端外壳(6)相连，随关节输出端同步转动；电机侧旋变和关节输出侧旋变与电机同轴，轴心皆为空心轴(16)；

所述电机侧旋转变压器的定子固定不动，所述关节输出侧旋转变压器的定子随关节输出端同步转动；

所述减速器为谐波减速器，所述谐波减速器的柔轮(9)通过销钉一端固定在关节输出端外壳(6)上，另一端与关节输出侧旋变定子(10)相连；所述谐波减速器的刚轮(7)通过螺钉与关节输出端外壳(6)固定相连。

所述电机是永磁同步电机，所述电机的定子固定不动，所述电机的转子与所述电机侧旋转变压器转子和所述关节输出侧旋转变压器的转子相连。

本发明实施例将电机侧旋转变压器和关节输出侧旋转变压器与电机进行同轴设计，因而电机侧旋转变压器和关节输出侧旋转变压器可以是相同型号、相同批次、相同体积和相同重量的产品，因此可以减小关节体积和重量，提高检测关节位置的精度。此外，这种结构设计有利于进行空心轴走线。

附图说明

图1是本发明实施例的一种双旋转变压器共电机轴设计的机器人关节的剖面图；

其中，标号与组件的对应关系为：

1-电机外壳，2-电机侧旋转变压器定子，3-电机侧旋转变压器转子，4-电机定子，5-电机转子，6-关节输出端外壳，7-刚轮，8-波发生器，9-柔轮，10-关节输出侧旋转变压器定子，11-关节输出侧旋转变压器转子，12-关节右挡盖，13-中空轴定位销，14-右侧轴承，15-右侧轴承安装座，16-空心轴，17-左侧轴承安装座，18-左侧轴承。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。