[发明专利]协作机器人模块化关节和协作机器人

说明书

本发明公开了一种协作机器人模块化关节和协作机器人，该模块化关节包括依次连接的：关节输出组件、减速器、电机、制动抱闸组件、电机编码器、驱动板、关节编码器、线缆支架。本发明的模块化关节具有高刚度、大负载特点，其关节的位置输出能精确跟踪期望的轨迹，位置精度高，高集成度使空间结构紧凑封闭，能够适应高污染或净化空间的使用要求。

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种协作机器人模块化关节和协作机器人。

背景技术

在国际工业4.0的背景下，国家出台了“中国制造2025”计划，对高端智能装备提出要求，智能机器人行业迎来一轮新的发展契机。对个性化产品的柔性生产、医疗设备及其他位置精度要求高和特殊环境工作，提出了机器人和人协作工作的实现、安全性、易于装配性等，催生了模块化机械臂关节，用于协作机器人手臂，该关节是机器人的核心部件，且解决以下问题：简化关节和机器人的设计流程，缩短设计周期；厘清关节之间的复杂走线和绕线问题；具有高负重/自重比、低功耗的轻量化发展要求；易于装配和模块替换。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种协作机器人模块化关节和协作机器人，该模块化关节解决了关节走线困难、质量体积大、模块化程度差等问题。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

协作机器人模块化关节，包括依次连接的：关节输出组件1、减速器2，电机外壳3、定子4、中空转子5、制动抱闸拨杆6、抱闸制动块7、电磁铁8、电机编码器9、驱动板10、关节编码器11、线缆支架12，所述电机外壳3、定子4、中空转子5组成驱动电机，由中空转子5输出给减速器2，经过减速器2减速输出带动关节输出组件1；所述关节输出组件1包括一伸出杆，所述中空转子5包括一伸出端，所述伸出杆经过所述伸出端；在所述中空转子5输出端安装制动抱闸拨杆6；电机编码器9安装在中空转子5输出端。

优选的，所述电机外壳3采用轻量化硬质铝合金材料。用以减轻重量。

优选的，靠近驱动板10安装关节编码器11，以检测机器人手臂的初始位置。

优选的，所述制动抱闸拨杆6由电磁铁8提起，使抱闸制动块7弹起而限制制动抱闸拨杆6以制动。

优选的，在中空转子5输出端端面，靠近驱动板10安装电机编码器9，以检测中空转子转速。

优选的，所述关节输出组件1的伸出杆穿过中空转子5，到达关节编码器11，所述关节编码器11靠近驱动板10安装，对关节初始位置检测，所述关节输出组件1的伸出杆和关节编码器11采用中空贯通，以传递输出和过线。

优选的，所述驱动板10和电磁铁8安装在电机外壳输出端端面，在驱动板10上安装线缆支架12，以固定走线。

本发明还提供一协作机器人，包括至少4个上述任一所述的协作机器人模块化关节。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明采用轻量化硬质铝合金材料实现大转矩高负载，多个功能结构集成于一个关节内，以更小的体积实现更完备的功能。

2.发明采用电磁铁的断电卸载，弹出抱闸制动块，限制住制动抱闸拨杆以实现制动，即断电制动。

3.本发明采用中空走线，解决布线困难和走线缠绕问题，进而缩小机械臂的设计尺寸；中间孔采用薄壁桶，直接在关节输出组件的伸出杆内形成，使其有效、可靠的与快速圆周运动件分离，最大程度减少布线的损坏。

4.本发明采用模块化设计，应用于机器人手臂关节，且各组成部分均具有可替换性，方便进行维修和改造。

附图说明

图1为本发明协作机器人模块化关节的结构剖面图；