[发明专利]一种结构紧凑的协作机器人模块化关节

说明书

本发明公开了一种结构紧凑的协作机器人模块化关节，该模块化关节由依次连接的：关节壳体；关节输出法兰；低速护线管，与关节输出法兰相连；谐波减速器，与关节输出法兰及关节壳体相连；电机组件，包含定子和转子；电机轴，与电机转子相连，一端与谐波减速器输入端相连；制动器组件，磁吸摩擦式，断电抱死，上电打开，连接于电机轴上，相比插销式制动器急停安全，不会打弯挡销；电机端编码器组件；关节端编码器组件。本发明电机端编码器码盘与关节端编码器码盘同心布置，电机端编码器读数头与关节端编码器读数头集成到一起，使得关节轴向空间紧凑，集成度高，接线空间大便于操作，同时本发明的模块化关节还具有高刚度、大负载自重比特点。

技术领域

本发明涉及机器人关节技术领域，尤其是协作机器人模块化关节，具体涉及一种结构紧凑的协作机器人模块化关节。

背景技术

在德国工业4.0的背景下，国家出台了“中国制造2025”计划，对高端智能装备提出要求，智能机器人行业迎来一轮新的发展契机；目前，世界制造业的生产模式正在面临着从批量生产向用户定制的转变，对柔性、智能、个性化制造有着强劲的需求；协作机器人作为机器人的重要分支，自诞生以来，便取得了高速发展，产业化进程不断加速，新晋厂商不断增加，应用领域不断拓展，商业模式不断创新。

人机协作型机器人具有人机优势互补、环境感知能力强、工作范围大、操作灵巧、工作效率高等突出优点，必将成为未来柔性制造中不可替代的重要装备和自动化手段。除了制造业以外，先进的人机协作机器人技术还可广泛应用于家政服务、3C电子、汽车零部件等多个行业领域以及核能、载人航天、探月等特殊领域，具有广阔发展前景。

用于协作机器人的模块化关节是核心部件，具有以下发展趋势：模块化、简化设计流程，缩短设计周期；具有高负载/自重比、高集成度、轻量化、高灵敏度、高精度、安全易于装配的特点。

现有技术中存在关节集成度低、质量体积大、模块化程度差、设计周期长等问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于克服现有技术中的劣势，设计一种结构紧凑的协作机器人模块化关节，该关节解决了关节集成度低、质量体积大、模块化程度差、设计周期长等问题。

具体方案如下：为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种结构紧凑的协作机器人模块化关节，它包括关节外壳、驱动机构、电机组件和输出机构；所述驱动机构、电机组件和输出机构依次设置在关节外壳内部，电机组件的输入端与驱动机构连接，电机组件的输出端与输出机构连接。

进一步地，

所述驱动机构包括电机端编码器码盘安装座、关节伺服驱动器、关节端编码器码盘、关节端编码器读数头、关节端编码器码盘安装座、驱动器支架、电机端编码器码盘、电机端编码器读数头、制动器组件；

所述电机组件包括电机定子、内部电机转子和电机轴；

所述输出机构包括谐波减速器、低速护线管和输出法兰；

所述关节外壳包括关节壳体和关节后盖；

所述驱动器支架、关节端编码器码盘安装座、电机端编码器码盘安装座、制动器组件、电机组件和谐波减速器依次固定在关节壳体上；

驱动器支架与关节壳体固定连接，关节伺服驱动器固定在驱动器支架上，关节伺服驱动器还通过连接柱与关节壳体连接；电机端编码器读数头和关节端编码器读数头集成在驱动器支架上；

电机端编码器读数头与电机端编码器码盘对应设置，电机端编码器读数头读取电机端编码器码盘的信息，电机端编码器码盘固定连接在电机端编码器码盘安装座上，电机端编码器码盘安装座固定在电机轴外部；