[实用新型]一种旋转关节模组

说明书

旋转关节模组，包括旋转关节模组输出端、旋转关节模组电机端和旋转关节模组位置检测端。本实用新型的旋转关节模组对外力感知能力强、控制反馈精度高、电磁屏蔽高、结构紧凑，是一种具有高性能力控机械臂旋转关节；旋转关节的编码器位置、扭力传感器位置及通讯线等位置均做了电磁屏蔽保护，能更好地适用于恶劣的电磁环境。旋转关节模组设计有力矩传感器，用于精准力反馈。旋转关节模组设计有谐波减速机，谐波减速机主要由柔轮、钢轮、波发生器及交叉滚子轴承组成，谐波减速机主要用于增大模组输出扭矩。

技术领域

本实用新型属于机械领域。具体涉及一种可应用于手术机器人的新型旋转关节模组。

背景技术

关节模组是多关节机械臂的主要组成部件，主要应用于协作机器人。市场上多见于六轴或七轴多关节协作机械臂。协作机械臂多体现于人机协作，即机械臂与人实际物理接触时体现的安全性，工作生产中典型场景如拖动示教、碰撞检测等。基于此应用，协作机械臂的旋转关节应具有高性能的运动能力，具体体现在对外力感知的高精度、整体硬件的高度紧凑轻量化、控制反馈高精度和强劲的扭矩输出能力。

精确的外力感知方案，当前主流的做法是为旋转关节模组采用电流换环反馈或集成力矩传感器。而紧凑轻量化设计，市面上的旋转关节多采用镁铝合金与碳纤维材质，通过金属件有限元分析与一体化设计等方式来降低重量、并提升设计的紧凑度。控制反馈高精度的主流方案为旋转关节多采用带电池的单圈绝对值编码器，或多个单圈绝对值编码器读数对比的形式来确保旋转关节位置信息的准确性。强劲的扭矩输出能力，主流设计方案为采用高减速比的谐波减速单元与大扭矩电机力矩电机组合，同时严格控制关节自身重量。

实用新型内容

如上所述，虽然已有的技术提出了多种提高关节模组性能的解决方案，但是均是在工业领域的应用，对医疗手术行业的特殊要求缺乏考虑。

本实用新型的实施例提供一种应用于医疗手术的行业的旋转关节模组，该旋转关节模组对外力感知能力强、控制反馈精度高、电磁屏蔽高、结构紧凑，是一种具有高性能力控机械臂旋转关节。

本实用新型实施例提供的旋转关节模组主要应用于手术机器人，这种应用场景要求对恶劣的电磁环境有良好的适应性。旋转关节的编码器位置、扭力传感器位置及通讯线等位置均做了电磁屏蔽保护，能更好地适用于恶劣的电磁环境。

本实用新型实施例提供的旋转关节模组设计有力矩传感器，用于精准力反馈。力矩传感器外圈与谐波减速器输出端连接，力矩传感器内圈与输出旋转关节输出法兰连接。

本实用新型实施例提供的旋转关节模组，力矩传感器和谐波减速机壳体之间设计有独立的交叉滚子轴承，交叉滚子轴承用于辅助力矩传感器承受弯矩力。

本实用新型实施例提供的旋转关节模组设计有谐波减速机，谐波减速机主要由柔轮、钢轮、波发生器及交叉滚子轴承组成，谐波减速机主要用于增大模组输出扭矩。

本实用新型实施例提供的旋转关节模组设计有中空电机轴，中空电机轴一端通过连接轴套与谐波减速机连接，中空电机轴通过与制动块固联和失电制动器连接，中空电机轴抱闸侧用深沟球轴承支撑。

本实用新型实施例提供的旋转关节模组设计有两对编码器组件，编码器外侧用铁磁屏蔽材料做了电磁屏蔽。

本实用新型实施例提供的旋转关节模组设计有零点传感器，零点传感器与感应块配合实现旋转关节零点反馈。

本实用新型实施例提供的旋转关节模组设计有限位块，限位块与机械臂臂杆配合实现机械限位。

本实用新型的实施例提供一种旋转关节模组，所述旋转关节模组包括旋转关节模组输出端1、旋转关节模组电机端2和旋转关节模组位置检测端3。