[发明专利]一种模块化机器人关节

权利要求书

1.一种模块化机器人关节，其特征在于：包括电机磁编码器的磁环(5)、集成控制板(6)、无框力矩电机(10)、输出磁环端盖(22)、输出磁编码电路板(23)、输出磁编码器磁环(24)以及减速器；所述无框力矩电机(10)的电机端盖(3)上设有集成控制板(6)，无框力矩电机(10)的电机轴(4)上设有电机磁编码器的磁环(5)，并电机轴(4)与减速器连接，所述减速器上设有输出磁环端盖(22)以及输出磁编码电路板(23)，所述输出磁环端盖(22)上设有输出磁编码器磁环(24)，所述输出磁编码电路板(23)与集成控制板(6)数据传输连接；所述集成控制板(6)上集成了关节控制与驱动电路、IMU传感器、温度传感器电路、力传感器采集电路、外部通讯电路以及电机磁编码器磁环(5)的芯片、连接电源线和电机线。

2.根据权利要求1所述的一种模块化机器人关节，其特征在于：所述减速器包括曲轴(20)、输出销(25)、输出轴承端盖(26)、摆线齿轮(27)、滚针壳(28)、输出角接触轴承(29)、滚针(30)、固定法兰(35)以及行星轮系，所述无框力矩电机(10)的电机轴(4)与行星轮系的太阳齿轮(13)同轴固定连接，所述行星轮系的内齿圈(11)固定在固定法兰(35)上，所述固定法兰(35)上集成有力传感器，并固定法兰(35)与无框力矩电机(10)的电机壳(1)连接；行星轮系的行星架(15)与曲轴(20)的输入端键连接，所述曲轴(20)的外侧转动套装有两个摆线齿轮(27)，并曲轴(20)的输入端与固定法兰(35)转动连接，且曲轴(20)的输出端与输出轴承端盖(26)转动连接，两个所述摆线齿轮(27)的每两个对应的周向圆之间均设有输出销(25)，每个所述输出销(25)的一端均与固定法兰(35)连接，并每个输出销(25)的另一端均与输出轴承端盖(26)连接，且两个摆线齿轮(27)的外侧套装有滚针壳(28)，所述滚针壳(28)与两个摆线齿轮(27)之间设有滚针(30)，并滚针壳(28)的两端分别通过输出角接触轴承(29)与固定法兰(35)以及输出轴承端盖(26)对应转动连接，滚针壳(28)套装在输出轴承端盖(26)的外侧，并滚针壳(28)上设有输出磁环端盖(22)，所述输出轴承端盖(26)与固定法兰(35)连接，并输出轴承端盖(26)上设有输出磁编码电路板(23)。

3.根据权利要求1所述的一种模块化机器人关节，其特征在于：所述减速器包括曲轴(20)、输出销(25)、输出轴承端盖(26)、摆线齿轮(27)、滚针壳(28)、输出角接触轴承(29)、滚针(30)、固定法兰(35)以及行星轮系，所述无框力矩电机(10)的电机轴(4)与行星轮系的太阳齿轮(13)同轴固定连接，所述行星轮系的内齿圈(11)固定在固定法兰(35)上，所述固定法兰(35)与无框力矩电机(10)的电机壳(1)连接；行星轮系的行星架(15)与曲轴(20)的输入端键连接，所述曲轴(20)的外侧转动套装有两个摆线齿轮(27)，并曲轴(20)的输入端与固定法兰(35)转动连接，且曲轴(20)的输出端与输出轴承端盖(26)转动连接，两个所述摆线齿轮(27)的每两个对应的周向圆之间均设有输出销(25)，每个所述输出销(25)的一端均与固定法兰(35)连接，并每个输出销(25)的另一端均与输出轴承端盖(26)连接，且两个摆线齿轮(27)的外侧套装有滚针壳(28)，所述滚针壳(28)与两个摆线齿轮(27)之间设有滚针(30)，滚针壳(28)上集成有力传感器，并滚针壳(28)的一端与固定法兰(35)连接，滚针壳(28)的另一端通过输出角接触轴承(29)与输出轴承端盖(26)转动连接，所述输出轴承端盖(26)上设有输出磁环端盖(22)以及输出磁编码电路板(23)。

4.根据权利要求2或3所述的一种模块化机器人关节，其特征在于：所述力传感器包括四组应变测量面，每组所述应变测量面均包括两个V型应变片(35a)，每个所述V型应变片(35a)均包括两个对称设置的45°方向的应变片，两个V型应变片35a组成一个全桥电流，一组应变测量面具有两个全桥电路；每个所述应变片均与集成控制板(6)连接。

5.根据权利要求2或3所述的一种模块化机器人关节，其特征在于：所述曲轴(20)外套装有挡圈(31)，所述挡圈(31)设置在输出角接触轴承(29)的内侧。