[发明专利]一种模块化球关节驱动单元内部布局结构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人关节驱动装置，尤其涉及一种模块化球关节驱动单元内部布局结构。

背景技术

协作机器人作为轻型机器人，安全可靠性高，在不需要安全围栏的基础上，能够实现与人类的共同操作，解决了人类较难以达成的精确度或让人类远离危险的环境和工作。协作机器人关节结构作为协作机器人的核心组成部件，它的性能在整个协作机器人运动过程中显得至关重要。协作机器人多采用串联关节结构，该型关节结构复杂，稳定性差，难以在有限空间内输出较大力矩，关节的驱动结构内的走线难以合理排布，现有关节驱动装置的已经限制了关节协作机器人运动性能的发挥，现在急需一种结构更为紧凑、稳定性更高、运动空间更大的协作机器人模块化球关节内部布局结构。

发明内容

本发明要解决的问题是如何克服现有技术的不足，提供一种模块化球关节驱动单元内部布局结构。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种模块化球关节驱动单元内部布局结构，其特征在于：包括支架、中空电机、大同步轮轴、谐波减速器、输出法兰轴、关节端部法兰、同步带和制动装置，所述支架为中空壳体结构，所述中空电机固定安装在支架内部，所述支架内部安装有第一滚动轴承，所述支架左端设有同步轮侧法兰，所述同步轮侧法兰上安装有第二滚动轴承，所述大同步轮轴为空心轴状结构，所述大同步轮轴通过第一滚动轴承和第二滚动轴承安装在支架上，所述大同步轮轴与中空电机的中空轴固定连接，所述谐波减速器设在支架内部右侧，所述输出法兰轴为端部设有法兰的空心轴体，所述支架右端安装有第三滚动轴承，所述输出法兰轴与第三滚动轴承连接，所述大同步轮轴通过谐波减速器将转动传递给输出法兰轴，所述关节端部法兰固定连接在输出法兰轴外端；所述支架左端固定安装有制动装置，所述制动装置包括抱闸安装法兰、抱闸固定座、抱闸轴、无励磁型制动器和绝对式编码器，所述抱闸安装法兰固定安装在同步轮侧法兰外侧，所述抱闸固定座为壳体式结构，所述抱闸固定座固定安装在抱闸安装法兰左侧，抱闸安装法兰上安装有第四滚动轴承，所述抱闸固定座上安装有第五滚动轴承，所述抱闸轴通过第四滚动轴承和第五滚动轴承依次与抱闸安装法兰和抱闸固定座连接，抱闸固定座外部安装有绝对式编码器，抱闸安装法兰左侧安装有无励磁型制动器，所述抱闸轴右端设有小同步轮，所述小同步轮通过同步带与大同步轮轴左端连接。

进一步，所述谐波减速器的刚轮固定安装在支架上，所述谐波减速器的波发生器与大同步轮轴固定连接，所述输出法兰轴与谐波减速器的输出柔轮固定连接。

进一步，所述无励磁型制动器的转子轮毂与抱闸轴连接。

进一步，所述支架右端设有防止第三滚动轴承窜动的轴承固定座，所述轴承固定座上设有油封。

进一步，所述关节端部法兰上安装有力矩传感器。

本发明的优点在于采用中孔走线方式，使布线方便合理，避免了线路外漏；在驱动方面，采用中空电机驱动并通过谐波减速器减速，实现了高转矩传动，且保证了传动精度，结构紧凑轻巧；在制动方面，利用无励磁型制动器在停电时的紧急制动，可长时间保持停止状态并防止机械空转，制动音轻，使用寿命长，方便可靠；在结构方面，利用同步带轮传动，使得驱动部分和制动部分隔离，安装拆卸更为方便；在功能方面，具有较强的可拓展性，通过合理布置驱动装置的安装方式，易于实现单关节输出二自由度。本发明通过对球关节驱动单元内部布局结构的优化，使结构更加紧凑，成本更低，安装简单方便，安全可靠性更高，提高了球关节整体内部结构的模块化、系统化、集成化程度，解决了传统串联关节占用空间大的缺点。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图2的内部结构示意图。

具体实施方式