[发明专利]一体化机器人关节驱动装置

说明书

一种一体化机器人关节驱动装置，涉及机器人技术领域，所解决的是现有技术成本高及装配不便的技术问题。该装置包括主壳体，及安装在主壳体内的关节电机、减速器、主电路板、制动器，主电路板上搭载有关节控制模块；所述减速器为摆线减速器，减速器的两个摆线轮通过两个偏心轴承分别安装在关节电机的转轴上，减速器的内齿圈与主壳体滑动摩擦配合，减速器的端盖固定在主壳体上，减速器的柱销为中空的管体；电机控制线缆及制动控制线缆通过减速器的柱销的空腔实现走线。本发明提供的装置，输出扭矩高，耐冲击性好，并且制造成本低，装配方便。

技术领域

本发明涉及机器人技术，特别是涉及一种一体化机器人关节驱动装置的技术。

背景技术

小型机器人（特别是协作机器人）都有小型化、轻量化及模块化的要求。机器人关节组件是模块化机器人的基础部件，采用一体化关节模块具有较多的优势，能够简化用户设计、快速组装，并且可以定制满足特定功能要求的机器人。

现有的一体化机器人关节驱动装置已逐渐成熟，但因结构与工艺原因存在以下问题：

1）机器人关节通常采用谐波减速器增加关节扭矩，谐波减速器为满足扭矩要求，柔轮需要采用高强度并且柔韧的金属制造，制造精度要求高，工艺复杂，并且由于柔轮周期性地发生变形，会产生交变应力，使之易于产生疲劳破坏，并且谐波减速器的耐冲击性也较差。

2）机器人关节因结构限制，通常都采用交叉滚子轴承，由于机器人关节会同时承受径向和轴向载荷，因此对交叉滚子轴承的刚性及回转精度有很高的要求，加工难度较大。

3）现有的一体化机器人关节驱动装置通常采用中空轴无框力矩电机作为动力源，利用电机中空轴内部走线，设计更加紧凑，但是中空电机定转子的间的气隙小，电机轴承悬臂，对装配要求高，安装难度较大。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种输出扭矩高，耐冲击性好，并且制造成本低，装配方便的一体化机器人关节驱动装置。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种一体化机器人关节驱动装置，包括主壳体，及安装在主壳体内的关节电机、减速器、主电路板，主壳体内设有用于对关节电机的转轴实施制动的制动器，主电路板上搭载有用于控制关节电机、制动器运行的关节控制模块；其特征在于：

所述关节电机的转轴上套置有两个偏心轴承，并且两个偏心轴承相互错位180度；

所述减速器为摆线减速器，减速器的两个摆线轮通过两个偏心轴承分别安装在关节电机的转轴上，减速器的内齿圈与主壳体滑动摩擦配合，减速器的端盖固定在主壳体上，减速器的柱销安装在减速器的端盖上，并且减速器的柱销为中空的管体；

所述主壳体内设有电机控制线缆、制动控制线缆；

所述电机控制线缆的一端接到关节电机的控制端口，另一端穿过减速器的柱销的空腔后接到关节控制模块的电机控制信号输出端口；

所述制动控制线缆的一端接到制动器的控制端口，另一端穿过减速器的柱销的空腔后接到关节控制模块的制动控制信号输出端口。

进一步的，所述关节电机的转轴的轴端中心部固定有第一磁体，减速器的内齿圈上固定有与其同轴转动的磁编转轴，磁编转轴上固定有第二磁体；

所述主电路板布设在第一磁体、第二磁体之间，主电路板上搭载有两个磁编码器，两个磁编码器的感应信号输出端口分别接到关节控制模块的数据采集端口，其中的一个磁编码器正对第一磁体，另一个磁编码器正对第二磁体。

进一步的，所述关节电机为外转子电机，关节电机的内定子固定在主壳体上，关节电机的转轴与关节电机的外转子同轴固接。