一種輕型模塊化機器人驅動關節的制作方法

本發明涉及機器人，特別涉及一種輕型模塊化機器人驅動關節。

背景技術：

自從上世紀60年代以來，機器人在各行各業得到了越來越廣泛的應用，尤其是機械、航天等領域。這些傳統意義上的機器人被安裝固定在特定位置上，人為預先設計好他們的工作流程。重復的進行特定的操作。而隨著機器人應用領域的不斷擴大，傳統的工業機器人在很多情況下已經不能完全勝任他們的工作了，尤其是需要改變工作位置或者環境預先未知，不能夠完全預先設計好機器人的工作流程等場合。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種輕型模塊化機器人驅動關節，該驅動關節結構簡單，重量輕，具有大負載或自重比，并能夠中空走線，定位精度高。

為實現上述目的，本發明提供以下的技術方案：一種輕型模塊化機器人驅動關節，包括圓筒狀的外殼，所述外殼內設有電機，電機包括定子以及轉子，轉子通過軸向定位與電機輸出軸固定，所述定子與一個固定架過盈配合連接，且固定架與電機輸出軸之間設有軸承Ⅰ，所述電機輸出軸與外殼同軸，電機輸出軸的一端通過轉接法蘭與諧波減速器的柔輪固定，電機輸出軸的另一端與一個制動器連接，所述制動器安裝在外殼內部靠近底部的支撐板上，電機輸出軸連接制動器的端部還安裝有同步帶輪Ⅰ，所述同步帶輪Ⅰ通過同步帶與安裝在外殼內的同步帶輪Ⅱ連接，并且同步帶輪Ⅱ上設有絕對式編碼器，所述外殼內安裝有控制系統，控制系統包括驅動器，驅動器固定安裝在外殼內的支架上，所述驅動器通過電氣線路與外殼內的各個執行元件連接。

優選的，制動器包括一對嚙合的齒輪Ⅰ和齒輪Ⅱ，所述齒輪Ⅰ安裝在電機輸出軸上，齒輪Ⅱ通過旋轉軸安裝在支撐板上，所述支撐板上設有分別用于安裝電機輸出軸以及制動器的旋轉軸的安裝孔，電機輸出軸、旋轉軸分別安裝在相應的安裝孔內。

優選的，旋轉軸上套有襯套Ⅰ，所述旋轉軸的頂部安裝齒輪Ⅱ，旋轉軸的底部安裝有軸承Ⅱ，旋轉軸與軸承Ⅱ之間安裝有襯套Ⅱ。

優選的，同步帶輪Ⅰ和同步帶輪Ⅱ之間處設有用于調節同步帶張緊程度的樹脂軸承。

優選的，電機輸出軸與齒輪Ⅰ之間設有0.2mm的塞尺。

優選的，外殼在安裝驅動器的一端設有端蓋Ⅰ。

優選的，外殼在安裝諧波減速器的一端設有臺階，并且外殼在該端處設有與臺階匹配的端蓋Ⅱ，端蓋Ⅱ上設有用于安裝諧波減速器的安裝孔。

優選的，諧波減速器與端蓋Ⅱ通過螺釘軸向固定。

采用上述技術方案，本發明材料強度要求低，重量輕。而且穩定性和可替換性都較高。其輸出端采用諧波減速器，便于模塊整合后做拖拽示教等相關控制功能拓展，而且重復定位精度高。整體機械關節采用模塊化設計，各個執行元器件、控制元器件均集成在關節內，而且采用中空穿線，結構簡單，安全系數較高，大大的提高輕型臂的應用環境，并簡化裝配維護的難度。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖；

圖2是本發明的內部結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過對實施例的描述，對本發明做進一步說明：

如圖1、2所示，本發明一種輕型模塊化機器人驅動關節，包括圓筒狀的外殼1，外殼內設有電機，電機包括定子2以及轉子，轉子通過軸向定位與電機輸出軸3固定，定子2與一個固定架10過盈配合連接，且固定架10與電機輸出軸3之間設有軸承Ⅰ。為了保證定子2和轉子的安裝間隙，電機輸出軸3兩端采用軸承固定方式固定。

電機輸出軸3與外殼1同軸，電機輸出軸3的一端通過轉接法蘭5與諧波減速器4的柔輪固定，采用轉接法蘭5將電機輸出軸3與諧波減速器4連接，只有一級減速，保證力矩直接輸出。電機輸出軸3的另一端與一個制動器連接，制動器安裝在外殼1內部靠近底部的支撐板6上。電機輸出軸3連接制動器的端部還安裝有同步帶輪Ⅰ7，同步帶輪Ⅰ7通過同步帶與安裝在外殼1內的同步帶輪Ⅱ8連接，并且同步帶輪Ⅱ8上設有絕對式編碼器9，絕對式編碼器9通過同步帶輪Ⅰ7和同步帶輪Ⅱ8來讀取電機的轉速和位置，從而滿足電機的控制要求。同步帶輪Ⅰ7和同步帶輪Ⅱ8之間處設有用于調節同步帶張緊程度的樹脂軸承18。

外殼1內安裝有控制系統，控制系統包括驅動器11，驅動器11固定安裝在外殼1內的支架12上，驅動器11通過電氣線路與外殼1內的各個執行元件連接。

本發明的制動器包括一對嚙合的齒輪Ⅰ13和齒輪Ⅱ14，齒輪Ⅰ13安裝在電機輸出軸3上，電機輸出軸3與齒輪Ⅰ13之間設有0.2mm的塞尺，齒輪Ⅱ14通過旋轉軸安裝在支撐板6上，支撐板6上設有分別用于安裝電機輸出軸3以及制動器的旋轉軸的安裝孔，電機輸出軸3、旋轉軸分別安裝在相應的安裝孔內。旋轉軸上套有襯套Ⅰ15，旋轉軸的頂部安裝齒輪Ⅱ14，旋轉軸的底部安裝有軸承Ⅱ16，旋轉軸與軸承Ⅱ16之間安裝有襯套Ⅱ17。制動器通電斷開,齒輪Ⅰ13和齒輪Ⅱ14可以嚙合旋轉；制動器斷電吸合,摩擦制動。襯套Ⅰ15以及襯套Ⅱ17的使用，保證了制動間隙。

外殼1在安裝驅動器11的一端設有端蓋Ⅰ19。外殼1在安裝諧波減速器4的一端設有臺階，并且外殼1在該端處設有與臺階匹配的端蓋Ⅱ20，端蓋Ⅱ20上設有用于安裝諧波減速器4的安裝孔，諧波減速器4與端蓋Ⅱ20通過螺釘軸向固定，避免諧波減速器4的柔輪軸向跳動。

本發明材料強度要求低，重量輕。而且穩定性和可替換性都較高。其輸出端采用諧波減速器，便于模塊整合后做拖拽示教等相關控制功能拓展，而且重復定位精度高。整體機械關節采用模塊化設計，各個執行元器件、控制元器件均集成在關節內，而且采用中空穿線，結構簡單，安全系數較高，大大的提高輕型臂的應用環境，并簡化裝配維護的難度。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。