[发明专利]一种机械臂关节

说明书

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，尤其是涉及一种机械臂关节。

背景技术

传统机械臂是模拟人的上臂构成的，为了保证机械臂具有六个空间自由度，其主动关节数目一般为六个，一般情况下全为转动关节。现有的模块化机械臂中的模块化关节的结构过于复杂，使得关节的自身体积较大、成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械臂关节，以解决现有技术中存在的模块化关节的结构过于复杂，使得关节的成本较高的技术问题。

本发明提供了一种机械臂关节，包括输入组件、输出组件、刹车组件、谐波减速器和多圈绝对值编码器；

所述输入组件包括中空轴电机及中空输入轴，所述中空输入轴与所述中空轴电机的转子固定连接；

所述输出组件包括输出法兰和中空中空输出轴，所述中空中空输出轴与所述输出法兰固定连接；

所述中空输出轴穿设于所述中空输入轴的轴腔中，且所述中空输出轴与所述中空输入轴之间能够发生相对转动；

所述中空输入轴与所述谐波减速器的波发生器固定连接，所述输出法兰与所述谐波减速器的刚轮固定连接；

所述多圈绝对值编码器用于检测所述中空输入轴的多圈绝对角度值；所述刹车组件固定在所述中空输入轴上。

进一步地，还包括平行轴组件，所述平行轴组件包括平行轴、同步带和两个同步轮，所述平行轴的轴线与所述中空输入轴的轴线相平行，所述中空输入轴上固定有第一同步轮，所述平行轴上固定有第二同步轮，所述第一同步轮与所述第二同步轮通过所述同步带传动；

所述多圈绝对值编码器设置于所述平行轴的轴端处。

进一步地，所述多圈绝对值编码器包括单片机电路、永磁体、至少一个磁角传感器和至少两个韦根传感器；

所述永磁体安装于所述平行轴并随所述待测对象的转动而转动；

所述至少一个磁角传感器设置于所述永磁体的周围，以检测待测对象的单圈绝对角度值；

所述至少两个韦根传感器设置在所述永磁体的周围，且所述永磁体旋转时，沿每一韦根传感器的敏感轴方向的磁场发生周期性的方向切换，使所述韦根传感器输出电信号脉冲，所述电信号脉冲将所述永磁体的圆周分为多个角度区间；

所述至少一个磁角传感器和至少两个韦根传感器的输出端分别与所述单片机电路连接，以供所述单片机电路根据所述单圈绝对角度值和所述电信号脉冲确定所述待测对象的多圈绝对角度值。

进一步地，所述至少两个韦根传感器的敏感轴均沿所述永磁体旋转圆周的径向设置，或沿所述永磁体旋转圆周的切向设置，或与所述永磁体旋转圆周的切向呈预设角度设置，或与所述永磁体旋转圆周的切线异面放置。

进一步地，所述至少两个韦根传感器以不同敏感轴径向夹角或异面角设置在所述永磁体的周围。

进一步地，所述磁角传感器为两个。

进一步地，所述刹车组件包括刹车挡片和具有铁芯的电磁铁；所述刹车挡片固定于所述中空输入轴上，所述铁芯能够沿所述电磁铁移动，用于对所述刹车挡片进行止挡。

进一步地，所述刹车挡片的一侧设有隔磁软铁，在所述刹车挡片和所述隔磁软铁之间设有弹性垫圈。

进一步地，还包括外壳，所述谐波减速器的柔轮与所述外壳固定连接；所述输出法兰通过第一轴承与所述波发生器连接；所述中空输入轴套设有第二轴承，所述第二轴承通过轴承架与所述外壳连接。

进一步地，还包括备用电源，用于向所述多圈绝对值编码器编码器提供备用电力。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的机械臂关节，包括输入组件、输出组件、刹车组件、谐波减速器和多圈绝对值编码器；输入组件包括中空轴电机及中空输入轴，所述中空输入轴与所述中空轴电机的转子固定连接；输出组件包括输出法兰和中空输出轴，所述中空输出轴与所述输出法兰固定连接；所述中空输出轴穿设于所述中空输入轴的轴腔中，且所述中空输出轴与所述中空输入轴之间能够发生相对转动；中空输入轴与谐波减速器的波发生器固定连接，输出法兰与所述谐波减速器的刚轮固定连接；多圈绝对值编码器用于检测所述中空输入轴的多圈绝对角度值；所述刹车组件固定在所述中空输入轴上。中空输出轴与输出法兰采用分体的方式，降低了加工难度，从而降低了成本；另外中空输出轴的中空腔可以供电缆穿过，优化了线路布局，并且利于结构的优化。综上，本发明提供的机械臂关节降低了结构的复杂度，有利于降低成本。

附图说明