[发明专利]一种机器人关节模块电机及其精准控制方法

权利要求书

1.一种机器人关节模块电机，其特征在于：包括无框力矩电机(12)，所述无框力矩电机(12)的输出端安装有转轴(10)，且所述转轴(10)远离所述无框力矩电机(12)的一端安装有输出轴(7)，所述无框力矩电机(12)外侧的中部安装有双环架组件，所述双环架组件之间安装有紧固组件，所述转轴(10)的外侧且位于所述输出轴(7)和无框力矩电机(12)之间套设有精密谐波减速机(6)，所述输出轴(7)远离所述无框力矩电机(12)的一端安装有卡位齿轮盘组件，所述无框力矩电机(12)的外侧靠近所述转轴(10)处安装有U型连杆(5)，所述U型连杆(5)的端部安装有环型筒体组件，所述环型筒体组件内设有与所述卡位齿轮盘组件相互配合的电动卡位组件，所述无框力矩电机(12)远离所述转轴(10)的一侧依次安装有摩擦式制动器(14)、电机端绝对值编码器(15)和输出端绝对值编码器(16)，所述双环架组件的一侧安装有第二机械臂组件，所述输出轴(7)的一侧安装有第一机械臂(1)；

所述双环架组件包括第一安装环(13)、第二安装环(17)和第一固定孔(19)，所述第一安装环(13)和第二安装环(17)皆安装在所述无框力矩电机(12)的外侧，且位于所述无框力矩电机(12)的中部，所述第一安装环(13)和第二安装环(17)之间安装有紧固组件，所述第二安装环(17)和第一安装环(13)上皆开设有第一固定孔(19)；

所述紧固组件包括外缓冲筒(18)、紧固弹簧(24)和内滑杆(22)，所述外缓冲筒(18)的一侧沿所述第二安装环(17)的环部固定，所述外缓冲筒(18)的内端部安装有紧固弹簧(24)，所述紧固弹簧(24)的另一端安装有内滑杆(22)，且所述内滑杆(22)部分插入至所述外缓冲筒(18)的内侧，所述内滑杆(22)的另一端固定在所述第一安装环(13)上；

所述卡位齿轮盘组件包括T型连接杆(9)、卡位齿轮盘(8)和卡槽(20)，所述输出轴(7)一侧的中部安装有T型连接杆(9)，所述T型连接杆(9)远离所述输出轴(7)的一端安装有卡位齿轮盘(8)，所述卡位齿轮盘(8)的外侧等间距开设有卡槽(20)。

2.根据权利要求1所述的一种机器人关节模块电机，其特征在于：所述环型筒体组件包括外固定环(3)和侧中空筒(4)，所述U型连杆(5)远离所述无框力矩电机(12)的一端安装有外固定环(3)，所述外固定环(3)外侧的中部安装有侧中空筒(4)，且所述电动卡位组件安装在所述侧中空筒(4)的内部。

3.根据权利要求2所述的一种机器人关节模块电机，其特征在于：所述电动卡位组件包括旋转电机(26)、电动伸缩杆(27)、固定板(25)、卡杆(28)和限位弹簧(29)，所述限位弹簧(29)安装在所述侧中空筒(4)内底部处，所述限位弹簧(29)的一端安装有旋转电机(26)，且所述旋转电机(26)的输出端安装有电动伸缩杆(27)，所述电动伸缩杆(27)的输出端安装有卡杆(28)，且所述卡杆(28)与所述卡槽(20)相互配合，所述侧中空筒(4)外侧的中部安装有固定板(25)，且所述固定板(25)内中部固定在所述电动伸缩杆(27)的外侧中部。

4.根据权利要求3所述的一种机器人关节模块电机，其特征在于：所述精密谐波减速机(6)和无框力矩电机(12)之间安装有防尘盖板(11)。

5.根据权利要求4所述的一种机器人关节模块电机，其特征在于：所述第二机械臂组件包括第二机械臂(2)和固定螺杆(23)，所述无框力矩电机(12)外侧的端部套设有第二机械臂(2)，所述固定螺杆(23)贯穿所述第二机械臂(2)侧边和第一固定孔(19)并通过螺母固定。

6.根据权利要求5所述的一种机器人关节模块电机，其特征在于：所述输出轴(7)上开设有第二固定孔(21)，所述输出轴(7)的一侧安装有第一机械臂(1)，所述第一机械臂(1)和输出轴(7)之间通过螺杆固定。

7.根据权利要求6所述的一种机器人关节模块电机的精准控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：通过将固定螺杆(23)贯穿第二机械臂(2)然后使其贯穿第一固定孔(19)并压缩第一安装环(13)和第二安装环(17)；

步骤2：通过第一安装环(13)和第二安装环(17)将外缓冲筒(18)和内滑杆(22)压缩通过紧固弹簧(24)紧固；

步骤3：启动无框力矩电机(12)带动转轴(10)转动，通过转轴(10)带动输出轴(7)转动；

步骤4：通过输出轴(7)带动T型连接杆(9)和卡位齿轮盘(8)转动并通过输出轴(7)也带动第一机械臂(1)转动进行对第一机械臂(1)方位调节；

步骤5：通过启动精密谐波减速机(6)和摩擦式制动器(14)进行对转轴(10)制动；

步骤6：通过启动电动伸缩杆(27)使卡杆(28)插入至卡槽(20)内侧，在卡位齿轮盘(8)转动的时候存在反向运动侧被卡杆(28)卡住避免失误反向运动；

步骤7：通过启动电动伸缩杆(27)带动卡杆(28)回收，然后启动旋转电机(26)转动使其卡杆(28)对卡槽(20)进行反向卡合；

步骤8：通过电机端绝对值编码器(15)记录无框力矩电机(12)的转动位置，通过输出端绝对值编码器(16)记录输出轴(7)的转动程序比对二者位置，能够准确记住掉电重启时刻、开机时刻输出轴(7)和无框力矩电机(12)转动的精确位置，保证模块化关节运动位置的精准和重复精度。