[发明专利]一种协作机器人的关节模组

说明书

本发明公开了一种协作机器人的关节模组，谐波减速器左端由柔轮和交叉滚子轴承通过转接盘与外壳连接，谐波减速器右端与输出轴连接，输出轴与电机轴轴向定位，柔轮和刚轮与交叉滚子轴承连接，刚轮与输出轴连接，柔性轴承套在凸轮上，凸轮与电机轴一体化，凸轮和柔性轴承构成波发生器，柔轮嵌套在波发生器上。本发明提供的协作机器人的关节模组，根据电机的尺寸误差调节转接盘尺寸，当电机轴转动时，波发生器转动，迫使柔轮只发生变形，刚轮转动，将动力传递给输出轴，通过转接盘将外壳与输出模块隔离，缩小输出模块的空间占比，缩小其体积，与其他负载轴向连接，增加传递扭矩，适用于物流行业、太空研究、医疗、激光等精密行业。

技术领域

本发明属于协作机器人技术领域，具体涉及一种协作机器人的关节模组。

背景技术

近年来，协作机器人发展迅猛，但关节模块的高集成度决定着协作机器人的本体体积，以及对作业现场的适应能力。关节模块中集成了减速机、电机、驱动器、编码器、控制器等。如何提高制造工艺，保证精度、力矩、功率的前提下，尽可能缩小关节模块的体积是一个很大的瓶颈。

现有的协作机器人既要满足其负载刚度的要求，又要减小其体积，因此急需设计一种高度集成化关节模组，实现在满足协作机器人的刚度条下，缩小关节模组的体积。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种协作机器人的关节模组。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种协作机器人的关节模组，包括协作机器人控制模块、转接盘、输出轴、电机、电机轴和谐波减速器，所述协作机器人控制模块的控制器与电机连接，谐波减速器包括柔轮、交叉滚子轴承、刚轮和波发生器，谐波减速器左端由柔轮和交叉滚子轴承通过转接盘与外壳连接，谐波减速器右端与输出轴连接，输出轴与电机的电机轴轴向定位且同心，柔轮和刚轮右端面分别与交叉滚子轴承连接，刚轮通过螺钉与输出轴螺纹连接，凸轮和柔性轴承构成波发生器，柔性轴承套在凸轮上，产生变形，凸轮与电机轴成一体化，刚轮与交叉滚子轴承轴肩定位，电机轴与柔性轴承轴肩定位，柔轮右端内壁嵌套在波发生器上，柔轮与柔性轴承接触，柔轮的外齿圈与刚轮的内齿圈相啮合，电机转动，电机轴转动并带动波发生器转动，柔轮发生变形且不转动，柔轮变形促使刚轮转动，将动力传递给输出轴。

进一步的，所述外壳通过螺钉与转接盘和谐波减速器螺纹连接，外壳只起固定配合作用，缩小输出装置的空间占比，从而保证整个装置的结构紧凑性，外壳右端面通过止口与转接盘左端轴肩定位，转接盘右端轴肩与柔轮左端止口定位连接，柔轮的右端面与交叉滚子轴承上端连接，刚轮的右端面与交叉滚子轴承的下端轴肩定位，通过螺钉将转接盘、柔轮、交叉滚子轴承和外壳螺纹连接。

进一步的，所述转接盘的右端面凹槽中有密封圈密封，交叉滚子轴承的左端面凹槽中有密封圈密封。

进一步的，所述交叉滚子轴承右侧固定有套筒，防护套可拆卸式嵌入在套筒内，防护套采用弹性材料制成。

进一步的，所述输出轴为中空结构，便于关节模组的电源线，信号线等走线，输出轴通过轴承与电机轴轴向定位装配，确保输出轴与电机轴的同心度。

进一步的，所述输出轴右端面沿圆周方向由外至内依次分布若干个第一通孔和第二通孔，第一通孔呈葫芦状，输出轴通过第二通孔与刚轮和交叉滚子轴承螺纹连接，输出轴通过第一通孔连接其他负载传递动力，增加传递扭矩。

进一步的，所述电机轴为中空结构，凸轮在电机轴上直接加工而成，通过电机轴右端的第二段轴肩将柔性轴承定位。

进一步的，所述凸轮呈椭圆形，柔性轴承套在凸轮上并产生椭圆形变形。

进一步的，还包括电机，电机定子通过轴肩定位及密封胶与外壳固定，电机转子通过轴肩定位及密封胶与电机轴固定，电机通过驱动电机轴转动将动力依次传递至波发生器和输出轴。