[发明专利]一种高性能移动机器人关节模组

说明书

本发明提供了一种高性能移动机器人关节模组，包括关节外壳、电机、输出法兰盘、设置在电机的输出端的齿轮轴、减速机构以及一级过载保护，所述电机包括转子和定子，所述减速机构连接齿轮轴和输出法兰盘，所述减速机构包括一级减速齿轮和二级减速齿轮；所述一级过载保护包括环形波浪槽和限制件；所述限制件的一端对环形波浪槽进行限位，且另一端和一级减速齿轮弹性连接；限制件未被环形波浪槽顶起时，二级减速齿轮和一级减速齿轮同步转动；限制件被环形波浪槽顶起时，一级减速齿轮和二级减速齿轮发生相对转动；在机器人的机械臂卡住后强行启动机械臂，防止减速机构内的传动结构受损；便于在机器人的手臂卡住，控制机器人微调自身姿态，实现脱困。

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种高性能移动机器人关节模组。

背景技术

协作机器人将成为未来发展的主流机器人，其要满足目前机器人的新兴市场的主要客户——中小企业。在小型机械臂中，通常需要使用无框直接驱动电机，以减小机器人关节的尺寸、减轻机器人重量，并提升其动作效率。而使用直接驱动电机，也会带来一个新的问题，就是较高的技术实施难度和应用集成成本；

这一方面是因为无框电机本身复杂的操作使用流程，另一方面，在设计制造机器人过程中，需要将力矩电机、编码器反馈、制动抱闸和谐波减速机等多个零散的运控传动组件集成到机器人关节这个尺寸极为有限的狭小空间中，同时还必须确保机械臂快速、灵活和可靠的运动性能。由此而带来的超长开发周期和高昂制造成本，在一定程度上阻碍了小型关节机器人的广泛应用和普及；

现有机器人关节模组，一些的特种作业中，例如破拆搜救工作，在机器人的机械手臂在搜救过程中需要将探测模块插入墙壁的缝隙，导致机械手臂很容易被缝隙卡住，使得关节模组内在带动机械手臂转动调节时，由于手臂卡住不能转动，在没有过载保护的情况下，关机模组内的齿轮由于扭矩过大，导致关节模组内整个减速机构内的齿轮组磨损严重，导致整个关节模组损坏，进而影响整个搜救工作的进度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种高性能移动机器人关节模组。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种高性能移动机器人关节模组，包括关节外壳、电机、输出法兰盘、设置在电机的输出端的齿轮轴、减速机构以及一级过载保护，所述电机包括转子和定子，所述减速机构连接齿轮轴和输出法兰盘，所述减速机构包括一级减速齿轮和二级减速齿轮，所述一级减速齿轮和二级减速齿轮临近的一侧紧贴；

所述一级过载保护包括环形波浪槽和限制件，所述限制件设置在一级减速齿轮靠近二级减速齿轮的一侧；所述环形波浪槽设置在二级减速齿轮靠近一级减速齿轮的一侧；所述限制件的一端对环形波浪槽进行限位，且另一端和一级减速齿轮弹性连接；

限制件未被环形波浪槽顶起时，二级减速齿轮和一级减速齿轮同步转动；

限制件被环形波浪槽顶起时，一级减速齿轮和二级减速齿轮发生相对转动。

作为上述技术方案的改进，所述限制件设置有三组，所述限制件包括推动弹簧、滑动腔、滚珠和滑动套，所述滑动套靠近环形波浪槽的一端内壁滚动连接有滚珠；所述滑动腔开设在一级减速齿轮靠近二级减速齿轮的一侧，所述滑动套沿滑动腔的内壁滑动连接，所述滑动腔为一端开口的圆柱型槽体；所述推动弹簧的一端和滑动套固定连接，且另一端固定连接在滑动套远离二级减速齿轮一端的内壁；所述滚珠紧贴环形波浪槽的凹陷处。

作为上述技术方案的改进，所述减速机构还包括齿环、固定杆和加强架，所述一级减速齿轮和二级减速齿轮套设在固定杆的外壁，所述一级减速齿轮和齿轮轴之间啮合，所述二级减速齿轮和齿环的内壁啮合；所述固定杆设置有三组，所述固定杆远离电机的一端插接在输出法兰盘表面，且另一端套接有加强架。