[发明专利]一种协作机器人模块化关节

说明书

本发明提供一种协作机器人模块化关节，包括关节本体，以及设置在所述关节本体内的输出法兰、减速机组件、抱闸组件、绝对值编码器组件、内置驱动板组件和电机组件；所述输出法兰为开有O型槽和中空轴的法兰，所述O型槽用于减速机组件油封，所述中空轴与减速机本体输出端固定连接，用于过线以及与其他关节连接；所述减速机组件包括减速机本体和减速机输入轴，所述减速机输入轴与所述减速机本体内的减速机波发生器一体设计。本发明的协作机器人模块化关节具有替换性好、可大批量生产、协同性强和安全性高的特点。

技术领域

本发明涉及协作机器人的技术领域，特别是涉及一种协作机器人模块化关节。

背景技术

随着“工业4.0”和“中国制造2025”的提出和广泛推广，国家和企业更加注重智能制造关键技术的发展。传统机器人已经在各个行业中得到了广泛的应用，能够在生成过程中逐渐取代单调、重复性高、危险性强的工作，并取得了巨大的成绩，提高了自动化程度，降低了人力成本。

随着科技的不断发展，新型产业要求机器人能够实现人机协作，即机器人能像人类那样灵活，实现拖动示教，与人协同完成一些特殊任务，且不需要使用安全围栏进行隔离，从而达到人类较难以达成的精确度或让人类远离危险的环境和工作。这就要求机器人能够感知安全力、具有较高的负载自重比。

协作机器人关节结构作为协作机器人的核心组成部件，其性能在整个协作机器人运动过程中显得至关重要，具有模块化、柔性化、集成化、灵巧、安全和可负担的特点。由于协作机器人关节结构采用模块化理念设计，各关节之间具有可替换性，故可通过自由组合组成4～7自由度机械臂，使其结构更加多元化、更加灵巧，能够适应更多复杂环境的应用。目前UR协作机器人已经畅销全球，新松、遨博、启帆、大族、山思越立等厂商已经率先推出他们的协作机器人产品，并且已经小批量生产。

但是，在协作机器人技术领域内，还有一些技术问题需要解决，主要包括以下几点：

(1)中空电机安装问题

中空电机的安装方式有热套、冷压、板压以及胶粘等几种，需控制装配工艺。

(2)减速机输入轴问题

由于减速机输入轴存在加工精度不高，装配不良的问题，故需要控制加工精度和装配精度，以及额外添加辅助支撑轴承，存在结构不紧凑的问题。

(3)抱闸问题

抱闸问题主要为标准品对加工精度要求高、运行噪音大、产热量高，并且价格昂贵，结构不紧凑。

(4)伺服驱动板问题

伺服驱动板的问题主要体现在外置驱动器内部走线困难，需要内置驱动板。

(5)编码器封装问题

双编码器需要封装，特别是单圈绝对值编码器对封装要求比较高，需要调试人员专业水平高，很难量产化。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种协作机器人模块化关节，具有替换性好、可大批量生产、协同性强和安全性高的特点。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种协作机器人模块化关节，包括关节本体，以及设置在所述关节本体内的输出法兰、减速机组件、抱闸组件、绝对值编码器组件、内置驱动板组件和电机组件；所述输出法兰为开有O型槽和中空轴的法兰，所述O型槽用于减速机组件油封，所述中空轴与减速机本体输出端固定连接，用于过线以及与其他关节连接；所述减速机组件包括减速机本体和减速机输入轴，所述减速机输入轴与所述减速机本体内的减速机波发生器一体设计。

于本发明一实施例中，所述抱闸组件包括隔磁板、抱闸挡片、抱闸挡轴、电磁铁和压缩弹簧，所述隔磁板和所述抱闸挡片固定安装在所述减速机输入轴上，所述电磁铁、所述抱闸挡轴和所述压缩弹簧构成上下运动组合机构。