[发明专利]一种同步带传动型高精度机械臂关节

权利要求书

1.一种同步带传动型高精度机械臂关节，其特征在于：包括关节外壳(1)、步进电机(2)、行星减速器(3)、小带轮(4)、大带轮(5)、同步带(6)、第一关节轴承(7)、第二关节轴承(8)、大带轮支架(9)和关节支架(10)；其中，关节外壳(1)为中空立方体外壳；步进电机(2)固定安装在关节外壳(1)的中部；行星减速器(3)与步进电机(2)输出轴对接；行星减速器(3)的输出轴伸出关节外壳(1)的侧壁；小带轮(4)安装在关节外壳(1)的上端侧壁处，且小带轮(4)套装在行星减速器(3)的输出轴外壁，行星减速器(3)带动小带轮(4)同步转动；大带轮支架(9)安装在关节外壳(1)的下端侧壁处；第一关节轴承(7)设置在大带轮支架(9)与关节外壳(1)下端侧壁之间，实现大带轮支架(9)相对于关节外壳(1)转动；大带轮(5)套装在大带轮支架(9)的外壁；同步带(6)套装在小带轮(4)和大带轮(5)的外壁，实现传动；关节支架(10)安装在关节外壳(1)的下端侧壁处；且关节支架(10)与大带轮支架(9)相对放置；第二关节轴承(8)设置在关节支架(10)与关节外壳(1)下端侧壁之间，实现关节支架(10)相对于关节外壳(1)转动；

所述大带轮支架(9)和关节支架(10)同轴设置；外部关节固定安装在大带轮支架(9)和关节支架(10)之间；随大带轮支架(9)和关节支架(10)同步转动；

所述的步进电机(2)的额定转速为300-500r/min；额定功率为50-200W；转矩为1-3Nm；

所述行星减速器(3)的减速比10：1～30：1；额定输出转矩为10-60Nm；

所述关节外壳(1)采用铝合金或钢材料；第一关节轴承(7)和第二关节轴承(8)均采用深沟球轴承；

所述小带轮和大带轮组成的传动机构的减速比为2：1；

所述同步带的传动扭矩大于50Nm；

所述机械臂关节还包括光电开关(11)、光电开关挡板(12)和线缆压板(13)；其中，光电开关挡板(12)和线缆压板(13)均设置在关节支架(10)的轴向外侧壁；光电开关(11)固定安装在光电开关挡板(12)的径向侧壁处；线缆压板(13)截面为L形结构；线缆压板(13)与光电开关挡板(12)之间设置有走线槽(14)；实现线缆的走线。

2.根据权利要求1所述的一种同步带传动型高精度机械臂关节，其特征在于：所述走线槽(14)为中空柱状腔体；走线槽(14)的直径为10-20mm。

3.根据权利要求2所述的一种同步带传动型高精度机械臂关节，其特征在于：所述机械臂关节的运动过程为：

外部控制器下发运动指令，驱动步进电机(2)带动行星减速器(3)朝着目标位置转动，行星减速器(3)带动小带轮(4)转动，小带轮(4)通过同步带(6)带动大带轮(5)转动，大带轮(5)与大带轮支架(9)固定，大带轮支架(9)转动带动下一个关节的运动，完成关节运动的传递。