[发明专利]冗余自由度机械臂模块化关节

说明书

本发明公开了一种冗余自由度机械臂模块化关节，其包括关节固定部分、动力总成以及电气部分组成；所述关节固定部分包括关节固定端盖、驱动器支架、制动器固定外壳、电机固定外壳和谐波减速器固定外壳；所述动力总成包括关节永磁制动器、中空传动轴、直流伺服电机、谐波减速器、谐波减速器输出连接法兰和关节输出端盖；所述电气部分包括驱动器支架、关节驱动器、霍尔传感器、绝对式光电编码器。本发明的冗余自由度机械臂模块化关节设计紧凑，体积较小；同时也使得其重量较小，具有较高的集成度；且也具有较高的负载自重比。

技术领域

本发明涉及一种机械臂模块化关节，尤其涉及一种冗余自由度机械臂模块化关节。

背景技术

随着机器人技术的发展，机械臂应用领域日趋广泛，已从工业自动化生产扩展到航空航天、军事以及家政服务等领域。机械臂应用领域的不断扩展，对机械臂的性能提出了更高的要求。但是目前已商业化的机械臂产品，普遍存在着体积大、重量大、负载自重比低、关节集成度低等诸多问题，很大程度上限制了机械臂的推广。

发明内容

本发明目的是提供一种具有中空结构的轻量化冗余自由度机械臂模块化关节，以至少解决目前机械臂存在的体积大、重量大、负载自重比低、关节集成度低等问题之一。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种冗余自由度机械臂模块化关节，其包括关节固定部分、动力总成以及电气部分组成；

所述关节固定部分包括关节固定端盖、驱动器支架、制动器固定外壳、电机固定外壳和谐波减速器固定外壳；

所述动力总成包括关节永磁制动器、中空传动轴、直流伺服电机、谐波减速器、谐波减速器输出连接法兰和关节输出端盖；

所述电气部分包括驱动器支架、关节驱动器、霍尔传感器、绝对式光电编码器；

所述关节固定端盖固定于所述制动器固定外壳的左端，所述制动器固定外壳的右端固定于所述电机固定外壳的左端，所述谐波减速器固定外壳固定于所述电机固定外壳的右端；

所述关节永磁制动器固定安装在所述制动器固定外壳的左端，并通过制动器连接法兰连接于中空传动轴；所述直流伺服电机固定在电机固定外壳内，并驱动所述中空传动轴；

所述中空传动轴的两端分别通过第一深沟球轴承和第二深沟球轴承支撑于制动器固定外壳和电机固定外壳内部；

所述中空传动轴的右端通过谐波减速器与谐波减速器输出连接法兰传动连接，所述谐波减速器固定于所述谐波减速器固定外壳内部；

所述关节输出端盖通过螺钉与谐波减速器输出连接法兰右端的凸台相连接；

所述驱动器支架通过螺钉固定于所述制动器固定外壳的左端，关节驱动器固定于驱动器支架上，所述霍尔传感器固定于电机定子的左端。

可选的，所述直流伺服电机的电机定子固定在电机固定外壳内；电机压盖固定于所述电机固定外壳的左端，并位于所述制动器固定外壳和电机固定外壳之间；所述电机压盖与电机固定外壳内部的轴肩配合，从而将电机定子固定于所述电机固定外壳的轴肩和所述电机压盖之间；所述直流伺服电机的电机转子固定于所述中空传动轴上。

可选的，所述中空传动轴两端有定位轴肩，分别与第一深沟球轴承和第二深沟球轴承内环相配合；所述制动器固定外壳的内部轴肩与第一深沟球轴承外环相配合，电机固定外壳的内部轴肩与第二深沟球轴承外环配合，从而实现对中空传动轴的轴向定位。

可选的，所述中空传动轴的右端与谐波减速器的波发生器相连接；谐波减速器的波发生器安装在谐波减速器的柔轮内部；谐波减速器的钢轮安装在谐波减速器的柔轮外部，并固定于谐波减速器固定外壳内部。

可选的，所述谐波减速器的柔轮通过螺钉与谐波减速器输出连接法兰的左端相连接，谐波减速器输出连接法兰与谐波减速器固定外壳之间安装有绝对式光电编码器。