一種內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，包括基座、關(guān)節(jié)輸出件、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，所述基座內(nèi)部由分隔板分隔成電機(jī)安裝腔和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在電機(jī)安裝腔內(nèi)；所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔內(nèi)，該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和諧波減速器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主軸與錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)錐齒輪連接，錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)錐齒輪與諧波減速器連接，所述關(guān)節(jié)輸出件連接在諧波減速器上；所述分隔板上設(shè)有走線孔；所述諧波減速器內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，關(guān)節(jié)正反轉(zhuǎn)間隙極大地減小，關(guān)節(jié)傳動(dòng)精度高，并且采用內(nèi)部走線，外形簡(jiǎn)潔美觀，并提升了使用的安全性和可靠性。
【專利說(shuō)明】
一種內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人技術(shù)迄今取得了很大的發(fā)展，但是在社會(huì)生產(chǎn)和人類生活中大量和普遍應(yīng)用還有相當(dāng)大的距離。究其原因，重要因素包括機(jī)器人本身的功能、性能和智能以及系統(tǒng)的復(fù)雜性和高昂成本。盡管機(jī)器人針對(duì)某種應(yīng)用具有很大的靈活性和彈性，但現(xiàn)有的多數(shù)機(jī)器人系統(tǒng)往往針對(duì)特定的使用目的和場(chǎng)合只有一種主要功能和固定構(gòu)型，缺乏功能的擴(kuò)展性和構(gòu)型的重構(gòu)性。綜合和集成多種功能于一身是目前和未來(lái)機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)的一大重要趨勢(shì)。此外，針對(duì)每一領(lǐng)域和每項(xiàng)應(yīng)用都開發(fā)特定的機(jī)器人所花費(fèi)的代價(jià)很大，嚴(yán)重制約機(jī)器人的推廣應(yīng)用。因此，多功能、易構(gòu)建和低成本是機(jī)器人新系統(tǒng)開發(fā)中的重要目標(biāo)。為此，模塊化是個(gè)有效方法，是當(dāng)前機(jī)器人研究和開發(fā)中的一個(gè)趨勢(shì)和特點(diǎn)。模塊化能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造和維護(hù)、縮短研制周期、降低研制成本，大大增強(qiáng)系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)的靈活性和彈性，正成為系統(tǒng)開發(fā)的重要設(shè)計(jì)方法?？勺冃魏涂芍貥?gòu)的機(jī)器人的核心思想就是模塊化，整個(gè)機(jī)器人就是若干模塊的有效組合。由于機(jī)器人模塊化在組建系統(tǒng)時(shí)極具柔性，可以自由地構(gòu)建多自由度的系統(tǒng)，其不僅在移動(dòng)機(jī)器人、爬壁機(jī)器人、管內(nèi)爬行機(jī)器人和多指手研究開發(fā)中常被采用，在太空機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)中也受到青睞，無(wú)論是加拿大的太空機(jī)器人Canadarm，還是美國(guó)機(jī)器人研究公司開發(fā)的21自由度3機(jī)器人試驗(yàn)床，都采用了模塊化設(shè)計(jì)方式。
[0003]縱觀國(guó)內(nèi)外的設(shè)計(jì)與開發(fā)現(xiàn)狀，德國(guó)Amtec公司已開發(fā)出單自由度的機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊(德國(guó)專利號(hào)DE18939646.A1)并已商品化。然而，由于關(guān)節(jié)模塊類型單一，夕卜形結(jié)構(gòu)為方形，模塊之間的連接有的需要專用的連接塊，由它們搭建的操作機(jī)在機(jī)械構(gòu)型上不理想。韓國(guó)也研制了機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊(專利號(hào):KR1805112975-A)。在國(guó)內(nèi)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)已開發(fā)出模塊化關(guān)節(jié)(申請(qǐng)?zhí)?2007100727124);本實(shí)用新型申請(qǐng)的部分
【申請(qǐng)人】也已開發(fā)出了兩代機(jī)器人用擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊(申請(qǐng)?zhí)?2010102421967，2008202027403)，其存在的不足在于:
[0004]1、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；
[0005]2、在傳動(dòng)鏈上，先經(jīng)過諧波減速器減速，再經(jīng)過錐齒輪減速，錐齒輪間隙難以消除，導(dǎo)致關(guān)節(jié)傳動(dòng)的精度難以保證；
[0006]3、走線在模塊外部實(shí)現(xiàn)，既不美觀也不安全可靠。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，該機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，關(guān)節(jié)正反轉(zhuǎn)間隙極大地減小，關(guān)節(jié)傳動(dòng)精度高，并且采用內(nèi)部走線，外形簡(jiǎn)潔美觀，并提升了使用的安全性和可靠性。
[0008]本實(shí)用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]—種內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，包括基座、關(guān)節(jié)輸出件、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)；
[0010]所述基座內(nèi)部由分隔板分隔成電機(jī)安裝腔和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在電機(jī)安裝腔內(nèi)；所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔內(nèi)，該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和諧波減速器，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主軸穿過所述分隔板與錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)錐齒輪連接，錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)錐齒輪與所述諧波減速器連接，所述關(guān)節(jié)輸出件連接在諧波減速器上;所述諧波減速器的軸線與驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸的軸線垂直；
[0011]所述分隔板上設(shè)有連通電機(jī)安裝腔和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔的走線孔;所述諧波減速器內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，其中空部位構(gòu)成走線孔，該走線孔的一端與動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔連通，另一端與設(shè)在關(guān)節(jié)輸出件上的走線孔連通。
[0012]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述諧波減速器與關(guān)節(jié)輸出件之間設(shè)有關(guān)節(jié)零位及極限位檢測(cè)裝置，該關(guān)節(jié)零位及極限位檢測(cè)裝置包括零位霍爾元件、兩個(gè)極限位霍爾元件以及觸發(fā)磁鐵，其中，所述觸發(fā)磁鐵設(shè)置在諧波減速器的固定部分上，所述零位霍爾元件和兩個(gè)極限位霍爾元件設(shè)置在關(guān)節(jié)輸出件的圓周方向上；當(dāng)關(guān)節(jié)輸出件位于零位時(shí)，所述觸發(fā)磁鐵與零位霍爾元件正面相對(duì)，當(dāng)關(guān)節(jié)輸出件位于兩個(gè)極限位置時(shí)，所述觸發(fā)磁鐵分別與兩個(gè)極限位霍爾元件正面相對(duì)。通過上述關(guān)節(jié)零位及極限位檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)輸出件的零位以及兩個(gè)擺動(dòng)極限位置的檢測(cè)，以便控制關(guān)節(jié)輸出件在工作過程中快速回歸零位并防止關(guān)節(jié)輸出件擺動(dòng)至設(shè)定活動(dòng)范圍的極限位置之外。采用電磁鐵和霍爾元件來(lái)實(shí)現(xiàn)位置檢測(cè)，零件尺寸小，容易嵌入其它零部件中，安裝簡(jiǎn)單方便，無(wú)機(jī)械接觸和磨損，可靠性好。
[0013]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述關(guān)節(jié)輸出件包括用于與基座連接的第一連接端以及用于與其他關(guān)節(jié)模塊連接的第二連接端，所述第一連接端內(nèi)具有用于容納和連接諧波減速器的安裝內(nèi)腔，該安裝內(nèi)腔的開口與所述基座中的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔的開口對(duì)接。通過上述結(jié)構(gòu)，不但實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)輸出件和基座的緊密對(duì)接，使得外觀整潔、美觀，而且由所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔和安裝內(nèi)腔構(gòu)成的空間為動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)提供了安裝空間，結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便。
[0014]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述基座在與電機(jī)安裝腔對(duì)應(yīng)的一端以及關(guān)節(jié)輸出件的第二輸出端設(shè)有用于與其他關(guān)節(jié)模塊連接的統(tǒng)一的卡環(huán)結(jié)構(gòu)，該卡環(huán)結(jié)構(gòu)的軸剖面為梯形槽結(jié)構(gòu)，該卡環(huán)結(jié)構(gòu)與其他關(guān)節(jié)模塊之間采用銷釘定位，以便實(shí)現(xiàn)快速連接和鎖緊，并阻止相連模塊之間繞軸線相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要其它專用的過渡或換向連接件，連接和拆卸簡(jiǎn)單、方便和快捷。
[0015]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，基座的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔的底部以及關(guān)節(jié)輸出件的第一連接端的頂部分別設(shè)有基座端蓋和輸出件端蓋，以便于裝配和檢修，同時(shí)也具有防塵效果。
[0016]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流伺服電機(jī)，該直流伺服電機(jī)上集成有用于角位移和角速度檢測(cè)的光電編碼器;所述電機(jī)安裝腔內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制器，該驅(qū)動(dòng)控制器通過控制器安裝架固定在電機(jī)安裝腔的壁體上。
[0017]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述諧波減速器包括波發(fā)生器、柔輪和輸出剛輪，其中，所述波發(fā)生器為中空結(jié)構(gòu)，該波發(fā)生器的一端與錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)錐齒輪連接，所述輸出剛輪與關(guān)節(jié)輸出件連接;所述波發(fā)生器的軸線與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主軸軸線垂直。
[0018]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，在所述諧波減速器中，其動(dòng)力輸入端和動(dòng)力輸出端分別設(shè)有輸入端軸承端蓋和輸出端軸承端蓋;該諧波減速器中設(shè)有交叉滾子軸承，該交叉滾子軸承的內(nèi)圈通過螺釘與輸出剛輪連接，該交叉滾子軸承外圈和輸入軸承端蓋通過螺釘與基座固定連接;所述輸出端軸承端蓋同時(shí)與輸出剛輪以及關(guān)節(jié)輸出件連接。
[0019]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述觸發(fā)磁鐵設(shè)置在磁鐵安裝座上，該磁鐵安裝座通過固定螺釘固定在諧波減速器交叉滾子軸承的外圈上;所述零位霍爾元件和兩個(gè)極限位霍爾元件設(shè)置在關(guān)節(jié)輸出件第一連接端的安裝內(nèi)腔壁體的凹槽中。巧妙地利用交叉滾子軸承的外圈和關(guān)節(jié)輸出件的內(nèi)壁設(shè)置所述觸發(fā)磁鐵和霍爾元件，結(jié)構(gòu)緊湊。
[0020]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案，其中，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過電機(jī)固定螺釘固定在分隔板上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸通過緊定螺釘和主動(dòng)錐齒輪連接;主動(dòng)錐齒輪由一對(duì)角接觸球軸承支承于分隔板上。
[0021]本實(shí)用新型的工作原理是:驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力通過錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及諧波減速器傳遞給關(guān)節(jié)輸出件，使得關(guān)節(jié)輸出件繞諧波減速器的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)輸出件相對(duì)于基座作擺動(dòng)動(dòng)作。
[0022]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果:
[0023]1、動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)采用一對(duì)錐齒輪和諧波減速器兩級(jí)減速方式，并且由諧波減速器作為末端輸出，克服了現(xiàn)有技術(shù)中錐齒輪間隙難以消除的缺陷，提高了關(guān)節(jié)傳動(dòng)精度。
[0024]2、基座采用具有電機(jī)安裝腔和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔的雙腔體結(jié)構(gòu)，中間由分隔板分隔，使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)的能夠緊湊的安裝于基座內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。
[0025]3、通過采用中空的諧波減速器以及在分隔板和關(guān)節(jié)輸出件上設(shè)置走線孔，實(shí)現(xiàn)在關(guān)節(jié)內(nèi)部走線，不但提升了使用安全性，并且也使得外形更加簡(jiǎn)潔、美觀。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊的一個(gè)【具體實(shí)施方式】的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為圖1所示擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊的剖面圖。
[0028]圖3為圖1所示擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊的左視圖。
[0029]圖4為圖1所示擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊中關(guān)節(jié)零位及極限位檢測(cè)裝置的布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0031]參見圖1-圖4，本實(shí)用新型的內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊包括基座2、關(guān)節(jié)輸出件
19、驅(qū)動(dòng)電機(jī)28以及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)。
[0032]參見圖2-圖4，所述基座2內(nèi)部由分隔板分隔成電機(jī)安裝腔和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔，兩腔體的軸線相垂直。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)28設(shè)置在電機(jī)安裝腔內(nèi)。所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔內(nèi)，該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和諧波減速器，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)28的主軸穿過所述分隔板與錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)錐齒輪24連接，錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)錐齒輪22與所述諧波減速器連接，所述關(guān)節(jié)輸出件19連接在諧波減速器上;所述諧波減速器的軸線與驅(qū)動(dòng)電機(jī)28主軸的軸線垂直。
[0033]參見圖2和圖3，所述分隔板上設(shè)有連通電機(jī)安裝腔和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔的走線孔30 ；所述諧波減速器內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，其中空部位構(gòu)成走線孔30，該走線孔30的一端與動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔連通，另一端與設(shè)在關(guān)節(jié)輸出件19上的走線孔30連通。
[0034]參見圖2和圖3，所述關(guān)節(jié)輸出件19包括用于與基座2連接的第一連接端以及用于與其他關(guān)節(jié)模塊連接的第二連接端，所述第一連接端內(nèi)具有用于容納和連接諧波減速器的安裝內(nèi)腔，該安裝內(nèi)腔的開口與所述基座2中的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔的開口對(duì)接。通過上述結(jié)構(gòu)，不但實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)輸出件19和基座2的緊密對(duì)接，使得外觀整潔、美觀，而且由所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔和安裝內(nèi)腔構(gòu)成的空間為動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)提供了安裝空間，結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便。
[0035]參見圖2和圖3，所述基座2在與電機(jī)安裝腔對(duì)應(yīng)的一端以及關(guān)節(jié)輸出件19的第二輸出端設(shè)有用于與其他關(guān)節(jié)模塊連接的統(tǒng)一的卡環(huán)結(jié)構(gòu)，該卡環(huán)結(jié)構(gòu)的軸剖面為梯形槽結(jié)構(gòu)，該卡環(huán)結(jié)構(gòu)與其他關(guān)節(jié)模塊之間采用銷釘定位，以便實(shí)現(xiàn)快速連接和鎖緊，并阻止相連模塊之間繞軸線相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，不需要其它專用的過渡或換向連接件，連接和拆卸簡(jiǎn)單、方便和快捷。
[0036]參見圖2和圖3，所述基座2的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔的底部以及關(guān)節(jié)輸出件19的第一連接端的頂部分別設(shè)有基座端蓋21和輸出件端蓋11，以便于裝配和檢修，同時(shí)也具有防塵效果。所述兩個(gè)端蓋均通過卡扣連接與基座2或關(guān)節(jié)輸出件19連接。
[0037]參見圖2和圖3，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)28為直流伺服電機(jī)，該直流伺服電機(jī)上集成有用于角位移和角速度檢測(cè)的光電編碼器;所述電機(jī)安裝腔內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制器I，該驅(qū)動(dòng)控制器I安裝在控制器安裝架3上，控制器安裝架3通過螺釘4固定在電機(jī)安裝腔的壁體上。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)28通過電機(jī)固定螺釘27固定在分隔板上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)28主軸通過緊定螺釘25和主動(dòng)錐齒輪24連接；主動(dòng)錐齒輪24由一對(duì)角接觸球軸承26支承于分隔板上。
[0038]參見圖2-圖4，所述諧波減速器包括波發(fā)生器10、柔輪8和輸出剛輪7，其中，所述波發(fā)生器10為中空結(jié)構(gòu)，該波發(fā)生器10的一端通過沉頭螺釘23與錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)錐齒輪2 2連接，所述輸出剛輪7與關(guān)節(jié)輸出件19連接;所述波發(fā)生器1的軸線與驅(qū)動(dòng)電機(jī)28的主軸軸線垂直。
[0039]參見圖2-圖4，在所述諧波減速器中，其動(dòng)力輸入端和動(dòng)力輸出端分別設(shè)有輸入端軸承端蓋5和輸出端軸承端蓋9;該諧波減速器中設(shè)有交叉滾子軸承6，該交叉滾子軸承6的內(nèi)圈通過螺釘14與輸出剛輪7連接，外圈通過螺釘20與輸入端軸承端蓋5連接，該輸入軸承端蓋5和交叉滾子軸承6的外圈通過固定螺釘15與基座2固定連接;所述輸出端軸承端蓋9與輸出剛輪7固定連接，同時(shí)通過螺釘13與關(guān)節(jié)輸出件19連接，從而將輸出剛輪7的動(dòng)力傳遞給關(guān)節(jié)輸出件19。所述波發(fā)生器10上還設(shè)有軸承12。
[0040]參見圖2-圖4，所述諧波減速器與關(guān)節(jié)輸出件19之間設(shè)有關(guān)節(jié)零位及極限位檢測(cè)裝置，該關(guān)節(jié)零位及極限位檢測(cè)裝置包括零位霍爾元件18、兩個(gè)極限位霍爾元件29以及觸發(fā)磁鐵17，其中，所述觸發(fā)磁鐵17設(shè)置在諧波減速器的固定部分上，所述零位霍爾元件18和兩個(gè)極限位霍爾元件29設(shè)置在關(guān)節(jié)輸出件19的圓周方向上；當(dāng)關(guān)節(jié)輸出件19位于零位時(shí)，所述觸發(fā)磁鐵17與零位霍爾元件18正面相對(duì)，當(dāng)關(guān)節(jié)輸出件19位于兩個(gè)極限位置時(shí)，所述觸發(fā)磁鐵17分別與兩個(gè)極限位霍爾元件29正面相對(duì)。所述觸發(fā)磁鐵17設(shè)置在磁鐵安裝座16上，該磁鐵安裝座16通過固定螺釘15固定在諧波減速器交叉滾子軸承6的外圈上;所述零位霍爾元件18和兩個(gè)極限位霍爾元件29設(shè)置在關(guān)節(jié)輸出件19第一連接端的安裝內(nèi)腔壁體的凹槽中，從而巧妙地利用交叉滾子軸承6的外圈和關(guān)節(jié)輸出件19的內(nèi)壁設(shè)置所述觸發(fā)磁鐵17和霍爾元件，結(jié)構(gòu)緊湊。
[0041]通過上述關(guān)節(jié)零位及極限位檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)輸出件19的零位以及兩個(gè)擺動(dòng)極限位置的檢測(cè)，以便控制關(guān)節(jié)輸出件19在工作過程中快速回歸零位并防止關(guān)節(jié)輸出件19擺動(dòng)至設(shè)定活動(dòng)范圍的極限位置之外。采用電磁鐵和霍爾元件來(lái)實(shí)現(xiàn)位置檢測(cè)，零件尺寸小，容易嵌入其它零部件中，安裝簡(jiǎn)單方便，無(wú)機(jī)械接觸和磨損，可靠性好。
[0042]參見圖2-圖4，上述關(guān)節(jié)零位及極限位檢測(cè)裝置的原理是:觸發(fā)磁鐵17和零位霍爾元件18兩者正面相對(duì)時(shí)關(guān)節(jié)輸出件19和基座2的位置關(guān)系定義為零位，此時(shí)關(guān)節(jié)輸出件19和基座2兩者軸線平行，整個(gè)擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊呈現(xiàn)伸直狀態(tài)。當(dāng)關(guān)節(jié)模塊在非零位位置而需要回到零位時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制器I發(fā)送信號(hào)使驅(qū)動(dòng)電機(jī)28轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)輸出件19向其中一個(gè)方向擺動(dòng)，觸發(fā)磁鐵17隨著關(guān)節(jié)輸出件19運(yùn)動(dòng)，此過程中若觸發(fā)磁鐵17和零位霍爾元件18出現(xiàn)正面相對(duì)則觸發(fā)零位信號(hào)使驅(qū)動(dòng)電機(jī)28停止，若與限位霍爾元件29正面相對(duì)即觸發(fā)限位信號(hào)則使驅(qū)動(dòng)電機(jī)28反轉(zhuǎn)，直至觸發(fā)零位信號(hào)。關(guān)節(jié)模塊擺轉(zhuǎn)時(shí)，觸發(fā)磁鐵17隨關(guān)節(jié)輸出件19相對(duì)于基座2運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為觸發(fā)磁鐵17接近或遠(yuǎn)離對(duì)應(yīng)的限位霍爾元件29;在接近的過程中，若觸發(fā)磁鐵17與限位霍爾元件29兩者相距約3mm時(shí)即會(huì)觸發(fā)限位霍爾元件29向控制器發(fā)出相應(yīng)的限位信號(hào)，關(guān)節(jié)模塊不能再向此方向擺轉(zhuǎn)，從而起到限位開關(guān)的作用。
[0043]上述為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述內(nèi)容的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，包括基座、關(guān)節(jié)輸出件、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，其特征在于: 所述基座內(nèi)部由分隔板分隔成電機(jī)安裝腔和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在電機(jī)安裝腔內(nèi)；所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔內(nèi)，該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和諧波減速器，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主軸穿過所述分隔板與錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)錐齒輪連接，錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)錐齒輪與所述諧波減速器連接，所述關(guān)節(jié)輸出件連接在諧波減速器上;所述諧波減速器的軸線與驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸的軸線垂直； 所述分隔板上設(shè)有連通電機(jī)安裝腔和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔的走線孔;所述諧波減速器內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，其中空部位構(gòu)成走線孔，該走線孔的一端與動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔連通，另一端與設(shè)在關(guān)節(jié)輸出件上的走線孔連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于，所述諧波減速器與關(guān)節(jié)輸出件之間設(shè)有關(guān)節(jié)零位及極限位檢測(cè)裝置，該關(guān)節(jié)零位及極限位檢測(cè)裝置包括零位霍爾元件、兩個(gè)極限位霍爾元件以及觸發(fā)磁鐵，其中，所述觸發(fā)磁鐵設(shè)置在諧波減速器的固定部分上，所述零位霍爾元件和兩個(gè)極限位霍爾元件設(shè)置在關(guān)節(jié)輸出件的圓周方向上；當(dāng)關(guān)節(jié)輸出件位于零位時(shí)，所述觸發(fā)磁鐵與零位霍爾元件正面相對(duì)，當(dāng)關(guān)節(jié)輸出件位于兩個(gè)極限位置時(shí)，所述觸發(fā)磁鐵分別與兩個(gè)極限位霍爾元件正面相對(duì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于，所述關(guān)節(jié)輸出件包括用于與基座連接的第一連接端以及用于與其他關(guān)節(jié)模塊連接的第二連接端，所述第一連接端內(nèi)具有用于容納和連接諧波減速器的安裝內(nèi)腔，該安裝內(nèi)腔的開口與所述基座中的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔的開口對(duì)接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于，所述基座在與電機(jī)安裝腔對(duì)應(yīng)的一端以及關(guān)節(jié)輸出件的第二輸出端設(shè)有用于與其他關(guān)節(jié)模塊連接的統(tǒng)一的卡環(huán)結(jié)構(gòu)，該卡環(huán)結(jié)構(gòu)的軸剖面為梯形槽結(jié)構(gòu)，該卡環(huán)結(jié)構(gòu)與其他關(guān)節(jié)模塊之間采用銷釘定位。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于，基座的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)安裝腔的底部以及關(guān)節(jié)輸出件的第一連接端的頂部分別設(shè)有基座端蓋和輸出件端蓋。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流伺服電機(jī)，該直流伺服電機(jī)上集成有用于角位移和角速度檢測(cè)的光電編碼器;所述電機(jī)安裝腔內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制器，該驅(qū)動(dòng)控制器通過控制器安裝架固定在電機(jī)安裝腔的壁體上。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于，所述諧波減速器包括波發(fā)生器、柔輪和輸出剛輪，其中，所述波發(fā)生器為中空結(jié)構(gòu)，該波發(fā)生器的一端與錐齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)錐齒輪連接，所述輸出剛輪與關(guān)節(jié)輸出件連接;所述波發(fā)生器的軸線與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主軸軸線垂直。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于，在所述諧波減速器中，其動(dòng)力輸入端和動(dòng)力輸出端分別設(shè)有輸入端軸承端蓋和輸出端軸承端蓋;該諧波減速器中設(shè)有交叉滾子軸承，該交叉滾子軸承的內(nèi)圈通過螺釘與輸出剛輪連接，外圈與輸入端軸承端蓋連接，該輸入端軸承端蓋與基座固定連接;所述輸出端軸承端蓋同時(shí)與輸出剛輪以及關(guān)節(jié)輸出件連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于，所述觸發(fā)磁鐵設(shè)置在磁鐵安裝座上，該磁鐵安裝座通過固定螺釘固定在諧波減速器交叉滾子軸承的外圈上；所述零位霍爾元件和兩個(gè)極限位霍爾元件設(shè)置在關(guān)節(jié)輸出件第一連接端的安裝內(nèi)腔壁體的凹槽中。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)走線機(jī)器人擺轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過電機(jī)固定螺釘固定在分隔板上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸通過緊定螺釘和主動(dòng)錐齒輪連接;主動(dòng)錐齒輪由一對(duì)角接觸球軸承支承于分隔板上。
【文檔編號(hào)】B25J17/02GK205630675SQ201620261504
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】管貽生, 谷世超, 黃晶, 蘇滿佳, 張宏
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué), 佛山博文機(jī)器人自動(dòng)化科技有限公司