[发明专利]检测制动一体化机器人关节驱动器

说明书

本发明公开了检测制动一体化机器人关节驱动器，涉及工业控制领域。本发明包括：减速组件、驱动组件、制动组件和角度检测组件，减速组件中的减速器输入轴贯穿并集成安装驱动组件、制动组件和角度检测组件，使得驱动的机械结构紧凑简洁；紧凑的机械结构同时使得驱动器的电气设计和排布相对简单，与减速器出入轴同轴安装的方式使得角度传感器检测更加精确，同时摩擦块制动力施加地更加直接、均匀，得到制动稳定性更好，整体提高了驱动器的可靠性；弹性元件在驱动器的使用巧妙的补偿了驱动器在使用和装配中不可避免的误差，进一步的完善驱动器的可靠性；综上，本发明能够集成驱动器的机械结构、装配方式，并且简化了电气设计，提高集成度与可靠性。

技术领域

本发明涉及工业控制领域，尤其涉及检测制动一体化机器人关节驱动器。

背景技术

在精密制造、月球/火星巡视器等一些特殊的应用场景下，机器人的运动控制不仅要求各关节具备精确的运动轨迹，而且要求在人为或意外地断开电路后能立即锁定位置，以保持当前的整机姿态，并且在重新通电后解除锁定，恢复正常的驱动。

目前，在机器人关节驱动器中，电机驱动系统与输出角度检测系统、制动系统多采用相互分离的设计方案，使得机械结构、装配过程以及电气电路都较为复杂，从而影响了系统的集成度和可靠性。

受限于机械结构，许多情况下，独立设置的制动器仅能对驱动器的输出轴或负载进行制动。机械结构的限制和对制动力的高要求使得制动器尺寸与功耗过大，不利于结构的简化与紧凑化以及系统可靠性的提高。

在角度检测方面，若采用与驱动电机直接相连的传感器配置方案，例如传统的伺服电机，则在减速器传动比误差、空程以及背隙不可避免的情况下，无法精确检测驱动器的实际输出角度；若采用在驱动器输出轴或负载处设置独立的角度传感器的方案，则增加了机械结构与电气电路的复杂性，同样不利于结构的简化与紧凑化以及系统可靠性的提高。

综上，采用驱动系统、检测系统、制动系统分离设计的传统机器人关节驱动器存在机械结构、装配方式以及电气电路复杂的问题，导致系统集成度与可靠性较低。

发明内容

本发明提供了检测制动一体化机器人关节驱动器，能够集成和简化机器人关节驱动器的机械结构、装配方式和电气连接，提高系统的集成度和可靠性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

检测制动一体化机器人关节驱动器，包括：减速组件(1)、驱动组件(2)、制动组件(3)和角度检测组件(4)，并依次连接。

减速组件(1)的减速器输入轴(111)贯穿驱动组件(2)、制动组件（3）和角度检测组件（4），减速器输入轴（111）和驱动组件(2)的电机（22）固定连接，减速器输入轴（111）是空心结构，馈轴（44）贯穿减速器输入轴（111），一端固定连接减速器（11）的输出轴，一端固定连接角度传感器（42）。

进一步的, 电机（22）包括电机定子（221）和电机转子（222），减速器输入轴（111）穿过电机转子（222），并且和电机转子（222）同轴固定。

进一步的, 制动组件（3）包括：制动器安装座（31）、摩擦环（34）、摩擦块（35），减速器输入轴（111）和摩擦块（35）紧固连接，并穿过摩擦环（34）围成的中间区域，

制动组件（3）释放时，摩擦环（34）紧贴制动器安装座（31）内侧，放松对摩擦块（35）的限制；制动组件（3）制动时，摩擦环（34）远离制动器安装座（31）内侧，抱紧摩擦块（35）。

进一步的，摩擦环（34）和摩擦块（35）之间为环形锥面接触, 增大摩擦面积，提高制动效率。