[发明专利]一种机械臂模块化关节

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机器人领域的机械臂模块化关节。

背景技术

20世纪60年代以来，工业机器人在工业领域取得了长足的进展，它的应用加快了制造业的自动化和现代化，大幅度的提高了生产效率。近二十年来，随着机器人技术的不断发展，工业机器人已广泛应用于各种自动化领域。

目前工业机器人主要的生产厂家有：发那科、艾默生自动化和ABB等，这些生产商生产的工业机器人，机械臂存在下列缺点：负载自重比较低；结构臃肿，占用空间大。正是由于这些缺点，使得普通工业机器人不能或者不适于对机器人体积和质量有严格控制的场合比如：医疗、警备、娱乐及家庭服务等特殊行业。

造成上述缺陷的基本原因是：其机械臂并不是采用模块化结构、在设计上也没有进行优化、驱动和位置检测单元是相互独立的，使得传统工业机器人关节存在体积大、质量大、功耗大、单位质量输出力矩小等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种机械臂模块化关节，它体积小、质量轻、功耗小，单位质量输出力矩大，整体抗弯刚度大，运动范围大、适合任意角度安装。它使机器人适于应用于医疗、警备、娱乐及家庭服务等行业，也适用于环境条件苛刻的工业场合。

实现上述目的的一种技术方案是：一种机械臂模块化关节，包括；电机座、输入装置、输出装置、电机轴和中心孔走线线套；

所述输入装置置于所述电机座内，包括：电机端盖，编码器磁环端盖、第一电机轴承、电机转子、电机、电机径向固定环、电机轴承轴向定位环、第二电机轴承、编码器处理电路板和编码器磁环；

所述输出装置包括：第一输出轴承、输出调整环、输出内套筒、波发生器、输出密封轴承固定环、柔轮、第二输出轴承、输出法兰、输出外套筒、刚轮和输出外套筒锁紧环；

所述输入装置和所述输出装置通过电机轴连接；其特征在于：

在所述输入装置上，所述电机通过电机径向固定环固定在所述电机座内，所述电机轴通过所述第一电机轴承和所述第二电机轴承与所述电机座固定，所述电机转子通过过盈配合套接在所述电机轴外圈和所述电机之间，所述第二电机轴承和所述电机转子之间通过套接于所述电机轴外圈的电机轴承轴向定位环进行定位，所述第一电机轴承的内圈通过所述电机轴的轴肩定位，所述第一电机轴承的外圈套接于所述电机端盖的中心孔中；

所述编码器磁环套接在在所述电机轴输入端的外圈，并通过所述编码器磁环端盖进行紧固，所述编码器处理电路板固定在所述电机座端盖上，所述编码器磁环和所述编码器处理电路板构成所述输入装置的位置检测单元；

在所述输出装置上，所述波发生器固定于所述电机轴的输出端；

所述刚轮采用肩部定位的方式固定于所述电机座的输出端，所述输出内套筒采用肩部定位方式与所述刚轮配合，使所述输出内套筒、所述刚轮整体紧固在所述电机座的输出端；所述第一输出轴承套接于所述电机座输出端的外圈，并通过与所述输出内套筒的配合，轴向压紧位于所述刚轮外圈的输出调整环，所述第二输出轴承套接在所述输出内套筒的外圈，通过套接在所述输出内套筒输出端的输出密封轴承固定环进行轴向定位；

所述输出外套筒套接在所述第一输出轴承和所述第二输出轴承的外圈，并通过所述第一输出轴承和所述第二输出轴承径向定位，所述输出外套筒通过所述输出法兰和输出外套筒锁紧环进行轴向定位；

所述柔轮位于所述刚轮和所述波发生器径向之间，且所述柔轮的输出端和输出法兰固定连接；

所述波发生器、所述刚轮和所述柔轮构成所述输出装置的谐波减速单元；

所述中心孔走线线套贯穿所述电机轴和所述谐波减速单元，其输入端固定在所述电机座上，其输出端由位于输出法兰和所述柔轮的之间的中心孔走线线套滑环支撑。

进一步的，所述第一电机轴承的外圈由电机轴承固定法兰来定位，使所述第一电机轴承的外圈与所述电机端盖的中心孔固定。

进一步的，所述电机和所述电机座端盖之间设置调整垫片。

进一步的，所述输出法兰和输出密封轴承固定环之间采用迷宫式密封结构。

进一步的，所述第一输出轴承是十字轴承，所述第二输出轴承是深沟轴承。

进一步的，所述第一输出轴承与所述第二输出轴承之间设置套接于所述输出内套筒外圈的输出轴承轴肩定位套筒。

进一步的，所述柔轮的输出端和所述输出法兰之间是通过螺钉和输出紧定块固定连接的。

进一步的，所述电机为永磁同步电机。