[实用新型]一种核环境用机器人关节

说明书

本实用新型公开了一种核环境用机器人关节，属于核设施领域，目的在于解决现有机器人的关节单元大多采用伺服电机、步进电机或无刷电机进行驱动控制，其内通常设置有编码器、霍尔传感器等半导体元件，而半导体元件在核辐射环境下会失效，导致关节单元无法正常工作的问题，其包括第一机械臂、有刷电机、控制系统、蜗杆、蜗轮、谐波减速器、第二机械臂，所述谐波减速器包括波发生器、柔轮、刚轮，所述波发生器、柔轮、刚轮由内至外依次相连为一体。针对核环境下的设备防护要求，本申请以有刷电机作为驱动装置，通过对连接结构的改进，在不额外增加屏蔽防护结构的前提下，实现机器人关节在核环境下的可靠、稳定运行。

技术领域

本实用新型涉及核设施领域，尤其是核设施机械设备领域，具体为一种核环境用机器人关节。

背景技术

随着核工业科学与技术的发展，核能发电、军用核动力装置、辐照产业得到了大力的推广和应用。与此同时，对于核设施的检查、维修需求也日益剧增。在核工业发展早期，由于检修、保养和事故过程中人员操作不当，或核环境中核物质放射性剂量过高，导致人员伤亡事故时有发生。为此，人们对应用于核环境的机械设备进行了大量研究，并取得了可观的进展。例如，中国专利申请CN105666478A公开了一种核辐射环境下的关节式机械臂快速拆装系统，中国专利申请CN110962117A公开了一种核电厂多关节水下异物夹取装置。应用于核环境的相关机械设备对于减少或避免操作人员的辐照伤害，保护操作人员的身体健康，取得了较好的效果，操作的安全性与可靠性也大大得到了提高。

由于核辐射环境内的设备繁多，各种管道错综复杂，通道狭隘，工作空间小，对机械设备的灵活性提出了更高的要求。关节部件作为机械设备的重要组成，对于机械设备的运行，具有重要作用。目前，市面上现有机器人的关节单元大多采用伺服电机、步进电机或无刷电机进行驱动控制。伺服电机、步进电机或无刷电机内通常设置有编码器、霍尔传感器等半导体元件，而半导体元件在核辐射环境下会失效，导致关节单元无法正常工作。针对这一问题，通常采用增加屏蔽结构的方式予以解决，但这会导致关节单元的结构复杂程度、生产成本增加，在一定程度上会影响关节的灵活性和可靠性。

为此，本申请提供一种新的结构，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有机器人的关节单元大多采用伺服电机、步进电机或无刷电机进行驱动控制，其内通常设置有编码器、霍尔传感器等半导体元件，而半导体元件在核辐射环境下会失效，导致关节单元无法正常工作的问题，提供一种核环境用机器人关节。针对核环境下的设备防护要求，本申请以有刷电机作为驱动装置，通过对连接结构的改进，在不额外增加屏蔽防护结构的前提下，实现机器人关节在核环境下的可靠、稳定运行。本申请的关节构思巧妙，设计合理，活动灵活，能够满足核环境下的应用需求，对于核领域的机械设备发展，具有重要的意义。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种核环境用机器人关节，包括第一机械臂、有刷电机、控制系统、蜗杆、蜗轮、谐波减速器、第二机械臂，所述谐波减速器包括波发生器、柔轮、刚轮，所述波发生器、柔轮、刚轮由内至外依次相连为一体；

所述第一机械臂内设置有第一空腔，所述有刷电机设置在第一空腔内且有刷电机与第一机械臂固定连接，所述有刷电机与控制系统相连；

所述有刷电机的输出轴与蜗杆相连且有刷电机的输出轴能带动蜗杆转动，所述蜗轮与蜗杆相啮合且蜗杆能带动蜗轮转动，所述蜗杆的中心轴线与蜗轮的中心轴线相垂直，所述蜗轮与波发生器固定连接且蜗轮能带动波发生器同步转动；

所述第一机械臂与柔轮相连，所述第二机械臂与刚轮相连；或所述第一机械臂与刚轮相连，所述第二机械臂与柔轮相连。

所述蜗杆的中心轴线与第一机械臂的中心轴线相平行。

所述第一机械臂包括第一连接管、第一连接壳体，所述第一连接管内设置有第一空腔，所述有刷电机设置在第一空腔内且有刷电机与第一机械臂固定连接；