[实用新型]一种用于机器人的一体化高精度伺服关节模组

说明书

本实用新型公开了一种用于机器人的一体化高精度伺服关节模组，壳体的下方设置有底座；壳体的左侧端部通过长螺栓安装有减速机；减速机的外端中央通过输出轴固定连接有输出法兰；壳体的内部安装有无框电机定子；无框电机定子的内部安装有无框电机转子；无框电机转子的右侧端部设置有制动片；制动片的外边缘均匀加工有制动卡齿；从动齿轮的中心处嵌入安装有编码器磁钢；编码器磁钢的侧面安装有编码器；安装板右侧还通过铜柱安装有电机驱动器；电机驱动器与安装板之间还安装有制动器；制动器的左端设置有制动伸缩杆。本实用新型能够提供一种结构合理、安装维修简便、驱动灵活、散热性好且制造成本低的用于机器人的一体化高精度伺服关节模组。

技术领域

本实用新型涉及机器人设备技术领域，具体为一种用于机器人的一体化高精度伺服关节模组。

背景技术

近年来，随着人力成本的上升，很多其他以前没有或很少使用机器人的行业开始寻求机器人自动化解决方案，例如：3C行业、医药、食品、物流等行业。这些新兴行业中的特点是产品种类很多、体积普遍不大、对操作人员的灵活度（柔性）要求高。在此需求下，协作机器人需求急速增加，并且协作机器人将成为未来发展的主流机器人。当人与协作机器人共同工作的时候，安全是首要考虑的指标之一，而安全则意味着动能小。为了减少机器人运动时的动能，协作机器人结构需要尽可能简单、轻量化。在协作机器人中，通常需要使用无框直接驱动电机以减小关节尺寸、减小机器人人重量，并提升工作效率。然而，直接使用无框电机也会带来一个新问题，就是技术实施难度和集成成本过高。

针对上述问题，著名的科尔摩根公司推出了一款集电机、减速机、编码器、伺服驱动器以及抱闸于一体的关节模组。该关节模组采用中空的结构设计，将减速机输出端的转动运动通过一转轴引回至电机端环形编码器，实现运动反馈，又便于走线。该种设计方案避免了传动过程中的间隙，从而具有较高的控制精度。但是，该技术方案仍然存在不足，由于环形编码器价格昂贵，使得关节模组产品成本显著上升。目前单个关节模组产品售价约2万人民币。采用科尔摩根公司的关节模组产品组装机械臂，将使得机械臂成本显著增加，无法满足中小企业对高性价比机械臂的需求。

为此，我们研发设计了一款成本有较大优势的一体化高精度伺服关节模组。该关节模组同样采用了中空的结构设计，并将减速机输出端回转运动通过一转轴引回至电机端，并且设计了一对外啮合精密齿轮将转轴回转运动输送至高精度磁编码器，实现输出回转运动的高精度测量，由于外啮合齿轮的使用，可以选用非环形编码器，使得成本大大降低，对于3C、医药、食品、物流等行业，研发高性价比的机器人意义重大。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构合理、安装维修简便、驱动灵活、散热性好且制造成本低的用于机器人的一体化高精度伺服关节模组。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于机器人的一体化高精度伺服关节模组，包括壳体、底座、安装通道、减速机、长螺栓、输出轴、输出法兰、无框电机定子、无框电机转子、制动片、制动卡齿、安装板、通孔、从动齿轮、主动齿轮、编码器磁钢、编码器、铜柱、电机驱动器、制动器和制动伸缩杆，所述壳体的下方设置有底座；所述壳体的内部中央贯穿设置有安装通道；所述壳体的左侧端部通过长螺栓安装有减速机；所述减速机的外端中央通过输出轴固定连接有输出法兰；所述壳体的内部安装有无框电机定子；所述无框电机定子的内部安装有无框电机转子；所述无框电机转子的右侧端部设置有制动片；所述制动片的外边缘均匀加工有制动卡齿；所述制动片右侧面固定有安装板；所述安装板的表面开设有多个通孔；所述制动片的右侧安装有从动齿轮和主动齿轮；所述从动齿轮和主动齿轮的并排相互齿合连接；所述从动齿轮的中心处嵌入安装有编码器磁钢；所述编码器磁钢的侧面安装有编码器；所述安装板右侧还通过铜柱安装有电机驱动器；所述电机驱动器与安装板之间还安装有制动器；所述制动器的左端设置有制动伸缩杆；所述制动伸缩杆的外端部、所述安装板侧面的通孔以及所述制动卡齿的中心线均设置在同一直线上。

作为本实用新型的进一步改进，所述减速机为谐波减速机。