一种双自由度机器人模块制造技术

本发明专利技术涉及一种双自由度机器人模块，回转模块包括回转机壳，固定在第一电机的输出轴上的回转主动齿轮，固定在回转机壳上的第一减速器，固定在第一减速器输入端上的回转被动齿轮，固定在第一减速器输出端上的回转输出组件；摆转模块包括与回转机壳相对固定的摆转机壳，固定在第二电机的输出轴上的摆转主动齿轮，固定在摆转机壳上的第二减速器，固定在第二减速器输入端上的摆转被动齿轮，固定在第二减速器输出端上的主动锥齿轮，固定在摆转机壳上的摆转基座，转动式安装在摆转基座上的输出轴，固定在输出轴上的摆转输出组件，固定在输出轴上的被动锥齿轮。该机器人模块结构紧凑，且具有两个自由度，属于机器人模块的技术领域。

A robot module with two degrees of freedom

The invention relates to a double degree of freedom robot module, rotary rotary module comprises a casing, fixed on the output shaft of the first motor on the rotary gear reducer, the first fixed in the rotary casing, fixed rotary gear reducer passive in the first input end of the fixed rotary output component in the first reducer output the swing; module includes a fixed and rotary casing rotary casing, fixed on the output shaft second of the motor of the driving gear is fixed on the swing, swing on the casing second is fixed on the reducer, second reducer input swing driven gear, bevel gear reducer is fixed on the second output the end is fixed on the casing, swing swing base, rotary swing mounted on the output shaft of the base, fixed output swing components on the output shaft, fixed on the output shaft The passive bevel gear. The robot module is compact in structure and has two degrees of freedom, which belongs to the technical field of robot module.

【技术实现步骤摘要】
一种双自由度机器人模块
本专利技术涉及机器人模块的
，尤其涉及一种双自由度机器人模块。
技术介绍
随着经济和科技的发展，机器人在工业、服务等各个领域都得到了广泛的应用。机器人多应用于一些具体固定的应用场合，虽然相对传统机械设备已经具有很大的柔性，但整体而言，功能依然比较单一，缺乏可重构、可扩展性。模块化方法用于机器人技术，使得机器人可以根据具体任务的不同以及工作环境的不同重组构型，以期提高机器人的环境适应能力。由于机器人模块化具有诸多优点，越来越多的注意力集中在可重构模块化机器人系统的研究与开发上，同时也出现了一些商品化的机器人模块，在国内，在2007年，哈尔滨工业大学就已研制出空间机械臂垂直式模块化关节(申请号：200710072712.4)，常州先进制造技术研究所研制的一种中空结构的双臂机器人模块化关节(申请号：201410594998.2)，通过连杆模块将多个关节模块相连，从而构成模块化机器人，上述关节模块均为单自由度模块；广东工业大学近来研制出一种内走线的机器人回转关节模块(申请号：201610196241.7)和一种内走线的机器人摆转关节模块(申请号：201610196244.0)，内走的方式使得机器人外观简洁美观，通过将多个不同的模块首位相连便可组装成模块化机器人系统，但同样为单自由度模块。综上所述，现有已研制模块化机器人大都是由多个单自由度模块组装而成，然而，实际应用所需机器人通常包括多个自由度，若一个自由度对应一个关节模块，则会导致模块化机器人整体结构尺寸加大、结构不紧凑，其可靠性也会随之下降。简单的将两个单自由度模块组装而成的双自由度机器人模块，大多不能兼顾机器人可靠性、结构紧凑型、以及与多种机器人模块的兼容性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种双自由度机器人模块，该机器人模块结构紧凑、可靠性高、便于更换、维修和扩展，且具有两个自由度。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种双自由度机器人模块，包括回转模块和摆转模块；回转模块包括回转机壳，固定在回转机壳上的第一电机，固定在第一电机的输出轴上的回转主动齿轮，固定在回转机壳上的第一减速器，固定在第一减速器输入端上的回转被动齿轮，固定在第一减速器输出端上的回转输出组件；回转主动齿轮和回转被动齿轮相啮合；摆转模块包括与回转机壳相对固定的摆转机壳，固定在摆转机壳上的第二电机，固定在第二电机的输出轴上的摆转主动齿轮，固定在摆转机壳上的第二减速器，固定在第二减速器输入端上的摆转被动齿轮，固定在第二减速器输出端上的主动锥齿轮，固定在摆转机壳上的摆转基座，转动式安装在摆转基座上的输出轴，固定在输出轴上的摆转输出组件，固定在输出轴上的被动锥齿轮；摆转主动齿轮和摆转被动齿轮相啮合，主动锥齿轮和被动锥齿轮相啮合。进一步的是：回转机壳呈阶梯圆筒状，第一电机固定在回转机壳的端板上，回转主动齿轮通过螺钉固定在第一电机的输出轴上，回转主动齿轮位于回转机壳的内部；回转机壳的内部形成有台阶面，第一减速器固定在回转机壳内部的台阶面上，回转被动齿轮通过螺钉固定在第一减速器的输入端上，回转被动齿轮位于回转机壳的内部。合理地将第一电机、回转主动齿轮、回转被动齿轮、第一减速器设置在回转机壳上，并实现第一电机通过一对齿轮驱动第一减速器旋转。进一步的是：回转输出组件包括回转输出壳和回转电路板，回转电路板安装在回转输出壳上，回转输出壳的内部形成有环状凸块，环状凸块固定在第一减速器的输出端上，第一减速器位于回转机壳和回转输出壳围成的空腔内。合理地设置了回转输出壳的结构，第一减速器的输出端直接驱动回转输出壳旋转。进一步的是：摆转机壳呈阶梯圆筒状，第二电机固定在摆转机壳的端板上，摆转主动齿轮通过螺钉固定在第二电机的输出轴上，摆转主动齿轮位于摆转机壳的内部；第二减速器固定在摆转机壳的端面上，摆转被动齿轮通过螺钉固定在第二减速器的输入端上，摆转被动齿轮位于摆转机壳的内部。合理地将第二电机、摆转主动齿轮、摆转被动齿轮、第二减速器设置在摆转机壳上，并实现第二电机通过一对齿轮驱动第二减速器旋转。进一步的是：摆转机壳的外部形成有台阶面，摆转基座固定在摆转机壳外部的台阶面上；摆转基座的端部设有对称布置的第一延伸臂和第二延伸臂，输出轴转动式地安装在第一延伸臂和第二延伸臂上，主动锥齿轮位于第一延伸臂和第二延伸臂之间，第二减速器位于摆转机壳和摆转基座围成的空腔内。合理地设置了摆转基座，能方便将摆转基座、第二减速器、主动锥齿轮组装在一起。进一步的是：输出轴上设有第一轴肩和第二轴肩，第一延伸臂内置有第一轴承，第一延伸臂的端面设有第一轴承端盖，第一轴承套装在输出轴上，第一轴承的一端挨着第一轴肩，第一轴承的另一端挨着第一轴承端盖；被动锥齿轮通过销轴固定在输出轴上，被动锥齿轮的端面挨着第二轴肩，第二延伸臂内置有第二轴承，第二延伸臂的端面设有第二轴承端盖，第二轴承挨着第二轴承端盖，第二轴承套装在输出轴上，第二轴承和被动锥齿轮之间设有轴套，轴套套装在输出轴上。合理地将轴承端盖、轴套、轴承、被动锥齿轮组装在输出轴上，被动锥齿轮的旋转直接带动输出轴的旋转。进一步的是：摆转输出组件包括摆转电路板，摆转关节板，输出块，连接块；摆转电路板安装在摆转关节板上，摆转关节板上设有对称布置的两个摆转关节臂，连接块固定在摆转关节臂上，输出块与连接块通过螺栓连接，输出块固定在输出轴上。两个摆转关节臂安装在输出轴的前后两端，输出轴的正转和反转带动摆转关节臂摆转。进一步的是：回转机壳和摆转机壳上均设有呈中空状的滑环。能让电气设备的电线穿过，保护相关电线。进一步的是：摆转模块还包括两个防尘罩，两个防尘罩对应安装在第一延伸臂和第二延伸臂上。能保护防尘罩里面的零部件。进一步的是：机器人模块还包括连接筒，连接筒的一端通过螺钉固定在回转机壳上，连接筒的另一端通过螺钉固定在摆转机壳上，第一电机和第二电机位于连接筒的内部。将摆转模块和回转模块连接在一起。总的说来，本专利技术具有如下优点：本机器人模块结构紧凑、设计简洁、合理、可靠性高，采用简单可靠的机械连接和电气连接，就可以将本机器人模块应用到机器人上，模块之间拆装方便，便于快速更换、维修和扩展。此外，本机器人模块采用的连接结构合理，便于加工和组装，降低了机器人模块生产成本的同时，更有利于机器人的维护。附图说明图1是机器人模块主视方向的剖视图。图2是回转模块的剖视图。图3是摆转模块的剖视图。图4是机器人模块的左视图，摆转机壳和回转机壳处绘制有局部剖视图。图5是机器人模块的爆炸图。图6是回转模块的爆炸图。图7是摆转模块的爆炸图。其中，1为第一固定件，2为第一驱动电路板，3为第一电机，4为回转主动齿轮，5为回转被动齿轮，6为第一减速器的输入端，7为第一减速器，8为第一减速器的输出端，9为回转机壳，10为回转机壳的端板，11为回转输出壳，12为环状凸块，13为回转电路板，14为第二电机，15为摆转主动齿轮，16为摆转被动齿轮，17为摆转机壳，18为摆转机壳的端板，19为摆转机壳外轮廓的台阶面，20为第二减速器的输入端，21为第二减速器，22为第二减速器的输出端，23为主动锥齿轮，24为主动锥齿轮上的法兰，25为连接主动锥齿轮和第二减速器输出端的螺钉，26为连接第二减速器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双自由度机器人模块，其特征在于：包括回转模块和摆转模块；回转模块包括回转机壳，固定在回转机壳上的第一电机，固定在第一电机的输出轴上的回转主动齿轮，固定在回转机壳上的第一减速器，固定在第一减速器输入端上的回转被动齿轮，固定在第一减速器输出端上的回转输出组件；回转主动齿轮和回转被动齿轮相啮合；摆转模块包括与回转机壳相对固定的摆转机壳，固定在摆转机壳上的第二电机，固定在第二电机的输出轴上的摆转主动齿轮，固定在摆转机壳上的第二减速器，固定在第二减速器输入端上的摆转被动齿轮，固定在第二减速器输出端上的主动锥齿轮，固定在摆转机壳上的摆转基座，转动式安装在摆转基座上的输出轴，固定在输出轴上的摆转输出组件，固定在输出轴上的被动锥齿轮；摆转主动齿轮和摆转被动齿轮相啮合，主动锥齿轮和被动锥齿轮相啮合。

【技术特征摘要】
1.一种双自由度机器人模块，其特征在于：包括回转模块和摆转模块；回转模块包括回转机壳，固定在回转机壳上的第一电机，固定在第一电机的输出轴上的回转主动齿轮，固定在回转机壳上的第一减速器，固定在第一减速器输入端上的回转被动齿轮，固定在第一减速器输出端上的回转输出组件；回转主动齿轮和回转被动齿轮相啮合；摆转模块包括与回转机壳相对固定的摆转机壳，固定在摆转机壳上的第二电机，固定在第二电机的输出轴上的摆转主动齿轮，固定在摆转机壳上的第二减速器，固定在第二减速器输入端上的摆转被动齿轮，固定在第二减速器输出端上的主动锥齿轮，固定在摆转机壳上的摆转基座，转动式安装在摆转基座上的输出轴，固定在输出轴上的摆转输出组件，固定在输出轴上的被动锥齿轮；摆转主动齿轮和摆转被动齿轮相啮合，主动锥齿轮和被动锥齿轮相啮合。2.按照权利要求1所述的一种双自由度机器人模块，其特征在于：回转机壳呈阶梯圆筒状，第一电机固定在回转机壳的端板上，回转主动齿轮通过螺钉固定在第一电机的输出轴上，回转主动齿轮位于回转机壳的内部；回转机壳的内部形成有台阶面，第一减速器固定在回转机壳内部的台阶面上，回转被动齿轮通过螺钉固定在第一减速器的输入端上，回转被动齿轮位于回转机壳的内部。3.按照权利要求2所述的一种双自由度机器人模块，其特征在于：回转输出组件包括回转输出壳和回转电路板，回转电路板安装在回转输出壳上，回转输出壳的内部形成有环状凸块，环状凸块固定在第一减速器的输出端上，第一减速器位于回转机壳和回转输出壳围成的空腔内。4.按照权利要求1所述的一种双自由度机器人模块，其特征在于：摆转机壳呈阶梯圆筒状，第二电机固定在摆转机壳的端板上，摆转主动齿轮通过螺钉固定在第二电机的输出轴上，摆转主动齿轮位于摆转机壳的内部；第二减速器固定在摆转机壳的端面上，摆转被动齿轮通过螺钉固...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文强，梁俊杰，张春良，余波，谢嘉亮，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44