[发明专利]一种具有断电保护功能且刚度可调的机器人关节

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种具有断电保护功能且刚度可调的机器人关节。

背景技术

伴随着汽车、化工、电子、食品加工、塑料、生命科学等领域的飞速发展，尤其是在机器人装备领域的迅速发展，对驱动关节传送系统的传动精度、安全可靠性、小体积、减震降噪、轻量化、免维护等性能提出了更加苛刻的标准。

模块化工业机器人改变了传统工业机器人的局限性，可以适应复杂多变的工作环境和给定任务，扩大了工业机器人的应用领域，并逐步成为了机器人研究的热点。模块化机器人是由一系列模块拼装而成，通过模块的自由柔性重构组合，构建成结构和功能不同的机器人构型，以满足不同环境和任务的需求。合理的机械接口和电气接口，保证两相邻模块之间方便、快捷的力和信号的传递。

机器人要实现抓放、搬运、钻孔等操作时，将产生较大的载荷力；特别是当机器人遇到突然加载、加速度过大等突发故障时，负载大大增加；如果机电接口只是简单传递扭矩，冲击力将会完全传递到各个关节上，极易造成机器人零部件破坏；或者要求零部件尺寸增大，驱动功率增大，会造成成本上的浪费。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种具有断电保护功能且刚度可调的机器人关节。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种具有断电保护功能且刚度可调的机器人关节，包括支撑结构、弹簧压板、钢球压板，连接板；

所述支撑结构包括内壳体、支撑轴以及连接该内壳体与支撑轴的支撑体，所述支撑轴一端设有外螺纹，所述支撑体上设有径向的通孔，所述通孔内设有弹簧以及与该弹簧相连的钢球，所述钢球部分伸出所述通孔端面，所述弹簧压板上设有伸入通孔内的凸柱，所述凸柱压住弹簧，所述弹簧压板套设于支撑轴上，并用螺栓拧紧固定；

所述钢球压板设于所述支撑体设有钢球的一侧的侧壁外，所述钢球压板上设有与所述钢球圆弧面相配合的浅坑，所述钢球压板通过轴承旋转连接于所述支撑轴上；

所述连接板包括底板和设于底板上的环形卡槽，所述环形卡槽内侧壁上沿圆周方向阵列有若干凹槽，所述钢球压板外侧壁上设有与所述凹槽相卡接的凸条，所述连接板装配于钢球压板上并通过设于底板外侧壁上的轴承旋转连接于内壳体内壁上。

所述支撑结构设于外壳体内腔中，所述外壳体内壁上设有定子，所述定子通过转子与支撑结构的内壳体侧壁相连，所述内壳体外侧壁上还套设有弹簧和磁性滑块，所述磁性滑块上设有摩擦层，所述外壳体内侧壁上设有与所述磁性滑块相配合的凸块，所述弹簧设于磁性滑块和转子之间，所述弹簧推动磁性滑块的摩擦层与凸块贴合实现制动。

所述环形卡槽的凹槽底端设有电子感应片，当所述钢球压板外侧壁上的凸条脱离环形卡槽上的凹槽时，电子感应片可感应脱离信号并联动反馈于所述转子的输入电流。

（三）有益效果

本发明相比较于现有技术，具有如下有益效果：

1、该关节独立、紧凑，易于连接，可有效传递力和信号，有利于机器人结构重构；

2、该关节在传递载荷的同时，可防止过载，保护系统安全；

3、该关节采用弹性块实现可调刚度，结构简单、有效、易于恢复；

4、采用双重保护效果，首先环形卡槽上凹槽与钢球压板上凸条的脱离先于钢球与钢球压板浅坑的脱离发生，当发生凹槽与凸条的脱离时，电子感应片可反馈信号，传输给机器人控制器以减小输出动力；当控制器失效或执行命令错误，继续输出大动力时，钢球与钢球压板脱离，环形卡槽上的凹槽与钢球压板的凸条相卡接，起到保护凹槽和凸条的作用，避免它们持续发生滑动摩擦，增加了关节的使用寿命。

5、制动装置采用定子和转子相配合，响应速度快，制动效果好，系统安全性高。

附图说明

图1为本发明的具有断电保护功能且刚度可调的机器人关节的结构示意图。

图2为图1中的具有断电保护功能且刚度可调的机器人关节的结构示意图。

图3为图1中的具有断电保护功能且刚度可调的机器人关节的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图3所示的，一种具有断电保护功能且刚度可调的机器人关节，包括支撑结构1、弹簧压板2、钢球压板3、连接板7；