本发明专利技术提供了一种医疗用高弯矩关节模组，涉及医疗行业用减速装置技术领域，包括外套壳体和减速机，减速机包括针齿壳、输出盘架、行星轮；针齿壳固定在外套壳体上，针齿壳和输出盘架之间设有角接触球轴承；减速机输出端设有与输出盘架固定连接的输出端连接法兰，输出端连接法兰和外套壳体之间设有回转支承轴承；减速机输入端设有双联齿轮，双联齿轮和输出盘架以及外套壳体之间设有第一深沟球轴承，双联齿轮与行星轮啮合；减速机输入端设有电机和制动器，电机和制动器对称设置在双联齿轮两侧；电机的电机轴上安装有与双联齿轮啮合的输入轴，制动器连接有与双联齿轮啮合的制动轴。本发明专利技术具有高弯矩、结构紧凑、体积小、制动刹车、角度反馈等特点。反馈等特点。反馈等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种医疗用高弯矩关节模组
[0001]本专利技术涉及医疗行业用减速装置
，尤其涉及一种医疗用高弯矩关节模组。
技术介绍
[0002]随着机器人产业的不断发展，医疗机器人的发展也逐渐受到更高的关注，而由于医疗行业的特殊性，因此对医疗机器人相关技术提出更高的要求。手术机器人对操作精度、承受弯矩、安全性等的要求极高，而目前手术机器人手臂关节存在体积大、负载小、操作精度有待提高等问题，所以为满足使用需求，提出一种医疗用高弯矩关节模组，其具有输出侧可承载高负载、高弯矩、精度高、平稳、结构紧凑、体积小、全密封、噪音低等特点，且模组带制动刹车、输出侧带角度反馈功能。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种医疗用高弯矩关节模组，其作为独立减速运转机构，具有输出侧可承载高负载、高弯矩、精度高、平稳、结构紧凑、体积小、全密封、噪音低等特点，且模组带制动刹车、输出侧带角度反馈功能。
[0004]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0005]一种医疗用高弯矩关节模组，包括外套壳体和安装在外套壳体内的减速机，所述减速机包括针齿壳、输出盘架、摆线轮、偏心轴以及行星轮；所述针齿壳固定在外套壳体上，且所述针齿壳内圈和输出盘架外圈之间设有将其连接的角接触球轴承；所述减速机的输出端设有与输出盘架固定连接的输出端连接法兰，所述输出端连接法兰和外套壳体之间设有回转支承轴承；所述减速机的输入端设有与其同轴的双联齿轮，所述双联齿轮的外圈和输出盘架内圈以及外套壳体内圈之间设有将其连接的第一深沟球轴承，且所述双联齿轮上的小齿齿轮与行星轮啮合；所述减速机的输入端还设有固定在外套壳体底部的电机和制动器，且所述电机和制动器对称设置在双联齿轮轴线两侧；所述电机的电机轴上安装有与双联齿轮的大齿齿轮啮合的输入轴，所述制动器连接有与双联齿轮的大齿齿轮啮合的制动轴。
[0006]通过采用上述技术方案，减速机为包括行星减速和摆线减速的二级减速结构，行星轮通过双联齿轮驱动，双联齿轮通过电机驱动，又增加了一级减速，三级减速有效提高速比，而且可以获得小体积电机。使用时，输出端连接法兰用于安装负载，角接触球轴承和回转支承轴承共同承载负载，角接触球轴承和回转支承轴承两点支承构成杠杆原理，可以获得极大弯矩，且其结构紧凑，体积小，满足关节模组对负载及体积的使用需求。
[0007]关节模组工作时，电机驱动双联齿轮转动，制动轴随双联齿轮同步做高速旋转运动。关节模组停止工作时，利用制动器产生反向制动力，对双联齿轮由于电机停机后的惯性转动起到制动作用，实现模组关节的自动刹车，保证输出端的操作精度。其中，电机和制动器对称设置在双联齿轮轴线两侧，减小关节模组的轴向长度，而且电机和制动器体积都偏
小，有效减小关节模组的体积。本专利技术结构简单，可作为独立减速运转机构，在体积小结构紧凑的前提下输出侧可承载高负载、高弯矩，自带制动刹车，相较于一般的关节具有三级减速，速比大，不仅可获得小体积电机，而且减速机本身精度高，另外回转支撑轴承端面跳动小精度高，保证输出侧运转平稳。
[0008]进一步地，所述回转支承轴承包括回转轴承内圈和回转轴承外圈，所述回转轴承内圈与输出端连接法兰固定连接，所述回转轴承外圈与外套壳体固定连接；所述回转轴承内圈的外壁设有环槽使其整体的纵截面呈“工”字型，所述回转轴承外圈为环状结构位于回转轴承内圈上的环槽内；所述回转轴承外圈的上端面以及下端面与回转轴承内圈上环槽的水平侧壁之间分别设有水平滚子，所述回转轴承外圈的外壁与回转轴承内圈上环槽的竖直侧壁之间设有竖直滚子。
[0009]通过采用上述技术方案，提供回转支承轴承的具体结构，回转轴承内圈和回转轴承外圈分别与输出端连接法兰和外套壳体连接，便于实现回转支承轴承的安装。其中，回转轴承内圈和回转轴承外圈之间设有两排水平滚子，获得较大的轴向承载力，而竖直滚子可以获得径向承载力，使得回转支承轴承端面可以支撑极大的重量，使其获得高弯矩，且有效减小回转支承轴承的体积。
[0010]进一步地，所述回转轴承外圈上还固定有竖直设置的限位块，所述限位块位于外套壳体和回转轴承内圈之间，且其上端伸出回转轴承内圈并低于输出端连接法兰上端。
[0011]通过采用上述技术方案，在回转轴承外圈设置限位块，利用限位块限制输出端连接法兰上安装的负载的旋转角度，限位块在回转轴承外圈上的具体位置可根据实际使用需求灵活设置。
[0012]进一步地，所述输出端连接法兰的内孔内连接有穿过减速机内孔的通线管，所述通线管一端固定在输出端连接法兰上，另一端伸出双联齿轮并通过第二深沟球轴承与外套壳体转动连接，且所述通线管靠近电机的一端安装有输出编码器，所述电机上设有输入编码器。
[0013]通过采用上述技术方案，通线管固定在输出端连接法兰上，输出编码器安装在通线管上，即输出编码器精确读取输出端的转动角度；而电机上设有输入编码器，输入编码器精确读取输入端的转动角度，输出端和输入端均设有编码器，与电机以及制动器之间构成高精度闭环结构，便于准确控制关节模组的工作精度，相较于一般减速机，传动精度和定位精度提高至两倍，实现高精度闭环控制。其中，通线管不仅可以便于线缆的穿设，而且便于安装输出编码器，为输出端连接法兰安装负载提供更多的安装空间。另外，通线管通过第二深沟球轴承与外套壳体转动连接，第二深沟球轴承起到支撑定位作用，提高通线管随输出端连接法兰转动的稳定性和同步性，进而提高输出端编码器测量输出端转动角度的精确性。
[0014]进一步地，所述通线管靠近电机的一端设有磁环安装法兰，所述输出编码器的内圈固定在磁环安装法兰上；所述外套壳体上安装有编码器安装法兰，所述输出编码器的外圈固定在编码器安装法兰上。
[0015]通过采用上述技术方案，输出编码器的内圈通过磁环安装法兰固定在通线管上，随通线管同步转动，输出编码器的外圈通过编码器安装法兰固定在外套壳体上固定不动，输出编码器的内圈和外圈一动一静相互配合，实现对输出端转动角度的测量。其中，由于通
线管壁厚较薄，因此利用磁环安装法兰固定输出编码器的内圈，避免破坏通线管结构，无需改变通线管大小，保证输出编码器内圈安装的稳定性，进而保证其使用效果。
[0016]进一步地，所述外套壳体靠近电机的一端固定有保护罩，且所述保护罩上设有与通线管同轴的中心孔。
[0017]通过采用上述技术方案，利用保护罩保护输出编码器，避免输出编码器直接裸露容易被碰撞，提高输出编码器的使用寿命，而保护罩上的中心孔便于通线管内线缆的穿出，其结构简单，效果明显。
[0018]进一步地，所述制动器包括内磁体和磁体安装座，所述内磁体固定在磁体安装座内，所述磁体安装座安装在外套壳体内；所述制动轴卡接固定有制动法兰，所述制动法兰与内磁体磁性连接。
[0019]通过采用上述技术方案，关节模组正常工作时，制动器通电，内磁体失去磁力，保证制动法兰能够随制动轴一起转动。当关节模组需要停止工作时，电机和制动器同时断电，此时内磁体断电后通过磁力吸附固定制动法兰，使得与制动法本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种医疗用高弯矩关节模组，其特征在于：包括外套壳体(1)和安装在外套壳体(1)内的减速机(2)，所述减速机(2)包括针齿壳(21)、输出盘架(22)、摆线轮(24)、偏心轴(23)以及行星轮(25)；所述针齿壳(21)固定在外套壳体(1)上，且所述针齿壳(21)内圈和输出盘架(22)外圈之间设有将其连接的角接触球轴承(26)；所述减速机(2)的输出端设有与输出盘架(22)固定连接的输出端连接法兰(3)，所述输出端连接法兰(3)和外套壳体(1)之间设有回转支承轴承(4)；所述减速机(2)的输入端设有与其同轴的双联齿轮(5)，所述双联齿轮(5)的外圈和输出盘架(22)内圈以及外套壳体(1)内圈之间设有将其连接的第一深沟球轴承(51)，且所述双联齿轮(5)上的小齿齿轮与行星轮(25)啮合；所述减速机(2)的输入端还设有固定在外套壳体(1)底部的电机(6)和制动器(7)，且所述电机(6)和制动器(7)对称设置在双联齿轮(5)轴线两侧；所述电机(6)的电机轴上安装有与双联齿轮(5)的大齿齿轮啮合的输入轴(61)，所述制动器(7)连接有与双联齿轮(5)的大齿齿轮啮合的制动轴(73)。2.根据权利要求1所述的一种医疗用高弯矩关节模组，其特征在于：所述回转支承轴承(4)包括回转轴承内圈(41)和回转轴承外圈(42)，所述回转轴承内圈(41)与输出端连接法兰(3)固定连接，所述回转轴承外圈(42)与外套壳体(1)固定连接；所述回转轴承内圈(41)的外壁设有环槽使其整体的纵截面呈“工”字型，所述回转轴承外圈(42)为环状结构位于回转轴承内圈(41)上的环槽内；所述回转轴承外圈(42)的上端面以及下端面与回转轴承内圈(41)上环槽的水平侧壁之间分别设有水平滚子(43)，所述回转轴承外圈(42)的外壁与回转轴承内圈(41)上环槽的竖直侧壁之间设有竖直滚子(44)。3.根据权利要求2所述的一种医疗用高弯矩关节模组，其特征在于：所述回转轴承外圈(42)上还固定有竖直设置的限位块(45)，所述限位块(45)位于外套壳体(1)和回转轴承内圈(41)之间，且其上端伸出回转轴承内圈(41)并低于输出端连接法兰(3)上端。4.根据权利要求1
【专利技术属性】
技术研发人员：汤博进，顾京君，
申请(专利权)人：南通振康机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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