一种方便锁紧的机器人关节制造技术

一种方便锁紧的机器人关节，包括关节外壳、电机、电机过渡法兰、谐波减速机、减速机法兰、输入法兰、输出法兰、锁紧组件、机械臂，所述电机设置在关节外壳内，所述电机的右端面安装有电机过渡法兰，所述谐波减速机包括谐波发生器、柔轮、刚轮，所述电机的电机轴与谐波发生器连接，所述电机过渡法兰与刚轮固定连接，所述电机与谐波减速机固定连接成为一装配体。本实用新型专利技术所述的方便锁紧的机器人关节，结构设计合理，组装方便，通过锁紧组件进行锁定，避免了通过电机自锁增加电机的负载，避免了机械臂在工作时产生振动而造成电机损坏，提高了安全性和可靠性，应用前景广泛。应用前景广泛。应用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种方便锁紧的机器人关节


[0001]本技术涉及机器人关节
，具体涉及一种方便锁紧的机器人关节。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，工业生产中工业机器人逐渐替代人类进行一些单调、重复、复杂并且繁琐动作，工业机器人相对于人类具有加工效率高、能持续进行大批量加工、节省人工成本等优点，同时工业机器人能够代替人类进行危险的加工过程，解决人类在高危的环境下作业容易出事故的问题。
[0003]工业生产中的机器人，通过机械臂驱动执行件到达指定位置后通过电机锁定执行件位置，保证执行件在某一特定角度下持续工作一段时间后，再通过机械臂驱动到下一工位，而通过电机自锁对执行件进行锁定，第一增加电机的负载，在执行件在工作时产生一定振动，容易造成电机的损坏，并且电机自锁时仍然具有微小角度的活动空间，会造成执行件工作中振动较大的问题。此外，一体化的机器人关节一般采用电机驱动、谐波发生器减速增矩，因此电机和谐波发生器的连接是一体化关节设计中的一个重点。目前传统的电机和减速器连接多采用键或顶丝的连接方式。键连接的机器人关节存在着安装拆卸不方便、电机轴加工检测不适合的缺陷，顶丝连接的机器人关节存在着安装拆卸不方便，易松动，传递扭矩小的缺陷。因此，需要研发出一种方便锁紧的机器人关节，以来解决上述技术问题。
[0004]中国专利申请号为CN202022103317.1公开了一种机器人关节减速机齿轮机构，目的是解决长时间转动的过程中会导致齿轮不能与减速装置完全啮合、使得工作效率会下将的问题，没有对机器人关节的拆卸不方便、易松动、传递扭矩小的问题进行解决。

技术实现思路

[0005]技术目的：为了克服以上不足，本技术的目的是提供一种方便锁紧的机器人关节，结构设计合理，组装方便，通过锁紧组件进行锁定，避免了通过电机自锁增加电机的负载，避免了机械臂在工作时产生振动而造成电机损坏，提高了安全性和可靠性，应用前景广泛。
[0006]技术方案：一种方便锁紧的机器人关节，包括关节外壳、电机、电机过渡法兰、谐波减速机、减速机法兰、输入法兰、输出法兰、锁紧组件、机械臂，所述电机设置在关节外壳内，所述电机的右端面安装有电机过渡法兰，所述谐波减速机包括谐波发生器、柔轮、刚轮，所述电机的电机轴与谐波发生器连接，所述电机过渡法兰与刚轮固定连接，所述电机与谐波减速机固定连接成为一装配体；所述输入法兰为固定端，所述输出法兰为活动端，所述谐波减速机的输出端设置有减速机法兰，通过减速机法兰将所述装配体安装于输入法兰上，所述谐波减速机的柔轮与输出法兰的输入端连接，所述输出法兰的输出端与机械臂的输入端连接，所述输出法兰与机械臂的连接处设置有锁紧组件。
[0007]本技术所述的方便锁紧的机器人关节，结构设计合理，组装方便，先将电机用例如螺钉的紧固件固定在电机过渡法兰上，接着将电机的电机轴与谐波减速机的谐波发生
器连接，然后将电机过渡法兰通过例如螺钉等紧固件固定在谐波减速机的刚轮上，组成一个装配体，在谐波减速机的输出端侧设置减速机法兰，通过减速机法兰将装配体安装在输入法兰上，再将谐波减速机的柔轮与输出法兰的输入端连接，输出法兰的输出端与机械臂的输入端连接，最终完成了机器人关节的组装；在电机等带动机械臂偏转到指定工作位置时，通过锁紧组件进行锁定，避免了通过电机自锁，增加了电机的负载，并且机械臂在工作时产生一定振动，容易造成电机的损坏，电机自锁时仍然具有微小角度的活动空间，会造成机械臂工作中振动较大的问题。
[0008]进一步的，上述的方便锁紧的机器人关节，所述电机内部集成设置有霍尔传感器和光电编码器。
[0009]本技术在电机内部集成设置欧霍尔传感器和光电编码器，并且为非中空电机，采用外部走线形式，减小了电机的体积。
[0010]进一步的，上述的方便锁紧的机器人关节，还包括力矩传感器；所述力矩传感器通过螺纹连接固定在谐波减速机的柔轮上，所述输出法兰通过螺纹连接固定在力矩传感器上，所述谐波减速机的柔轮输出时可以带动力矩传感器和输出法兰一起转动。
[0011]进一步的，上述的方便锁紧的机器人关节，还包括控制器；所述控制器分别与霍尔传感器、光电编码器、力矩传感器连接；所述电机的电流和电压信号通过霍尔传感器采集然后传输至控制器，所述电机的角度信号通过光电编码器采集然后传输至控制器，所述谐波减速机的扭矩信号通过力矩传感器采集然后传输至控制器。
[0012]通过控制器采集力矩传感器的扭矩信号、光电编码器的角度信号、电机的电流和电压信号以来对电机进行控制，为实现关节位置的计算提供硬件基础。
[0013]进一步的，上述的方便锁紧的机器人关节，所述锁紧组件是由固定齿盘以及与其卡接的气动齿环构成，所述固定齿盘固定安装于输出法兰左端，所述气动齿环设置于机械臂输入端上，所述气动齿环与固定齿盘相对设置，通过驱动气动齿环的环齿与固定齿盘的齿卡接，实现对机械臂的锁定。
[0014]通过驱动气动齿环的环齿与固定齿盘的齿卡接，实现对机械臂的锁定，从而保证机械臂保持角度在指定工位工作。
[0015]进一步的，上述的方便锁紧的机器人关节，所述气动齿环是由环齿、环状气腔、气动活塞、以及管接头构成，所述环状气腔开设于机械臂的输入端内侧，所述气动活塞滑动设置于环状气腔的内部，并且气动活塞的两侧壁分别与环状气腔的两侧壁紧贴，所述管接头与环状气腔连通，并且管接头通过胶管外接气泵，所述环齿的下端与气动活塞固定连接。
[0016]通过气泵向环状气腔的内部输气，从而推动气动活塞滑动，从而推动环齿向环状气腔的外部活动，最终推动环齿与固定齿盘的齿卡接，对输出法兰进行锁定。
[0017]进一步的，上述的方便锁紧的机器人关节，所述气动活塞与环状气腔的底部之间设置有复位机构，所述复位机构是由限位环、环形槽、固定管和压缩弹簧构成，所述固定管竖直焊接于环状气腔的底部，并且固定管的下端插入气动活塞的下端开设的环形槽内，所述限位环焊接于固定管的上端，所述压缩弹簧套接与固定管的上部的外侧，并且压缩弹簧的两端抵住限位环和环形槽的侧壁。
[0018]进一步的，上述的方便锁紧的机器人关节，所述固定管的下部的侧壁上开设有若干个气孔，所述固定管的下端与管接头连通；所述管接头的端口与U形金属支管连接，并且U
形金属支管的另一端与胶管连接。
[0019]在需要释放输出法兰时，气泵将环状气腔内的空气抽出，复位机构的压缩弹簧恢复原长，推动气动活塞向环状气腔内运动，从而实现环齿与固定齿盘的齿接干净利落的脱开。
[0020]所述固定管的下部的侧壁上开设有若干个气孔，固定管的下端与管接头连通，气泵通过管接头将气体输入固定管内，在通过气孔输入到环状气腔内，保证环状气腔内各个位置输气比较均匀，避免输气过快造成气动活塞在环状气腔内发生倾斜的情况。管接头的端口与U形金属支管连接，且U形金属支管的另一端与胶管连接，将胶管远离机械臂，避免机械臂与胶管之间发生交缠的情况，更加安全。
[0021]本技术的有益效果为：
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方便锁紧的机器人关节，其特征在于，包括关节外壳（1）、电机（2）、电机过渡法兰（3）、谐波减速机（4）、减速机法兰（5）、输入法兰（6）、输出法兰（7）、锁紧组件（8）、机械臂（9），所述电机（2）设置在关节外壳（1）内，所述电机（2）的右端面安装有电机过渡法兰（3），所述谐波减速机（4）包括谐波发生器（41）、柔轮（42）、刚轮（43），所述电机（2）的电机轴与谐波发生器（41）连接，所述电机过渡法兰（3）与刚轮（43）固定连接，所述电机（2）与谐波减速机（4）固定连接成为一装配体；所述输入法兰（6）为固定端，所述输出法兰（7）为活动端，所述谐波减速机（4）的输出端设置有减速机法兰（5），通过减速机法兰（5）将所述装配体安装于输入法兰（6）上，所述谐波减速机（4）的柔轮（42）与输出法兰（7）的输入端连接，所述输出法兰（7）的输出端与机械臂（9）的输入端连接，所述输出法兰（7）与机械臂（9）的连接处设置有锁紧组件（8）。2.根据权利要求1所述的方便锁紧的机器人关节，其特征在于，所述电机（2）内部集成设置有霍尔传感器（21）和光电编码器（22）。3.根据权利要求2所述的方便锁紧的机器人关节，其特征在于，还包括力矩传感器（10）；所述力矩传感器（10）通过螺纹连接固定在谐波减速机（4）的柔轮（42）上，所述输出法兰（7）通过螺纹连接固定在力矩传感器（10）上，所述谐波减速机（4）的柔轮（42）输出时可以带动力矩传感器（10）和输出法兰（7）一起转动。4.根据权利要求3所述的方便锁紧的机器人关节，其特征在于，还包括控制器（11）；所述控制器（11）分别与霍尔传感器（21）、光电编码器（22）、力矩传感器（10）连接；所述电机（2）的电流和电压信号通过霍尔传感器（21）采集然后传输至控制器（11），所述电机（2）的角度信号通过光电编码器（22）采集然后传输至控制器（11），所述谐波减速机（4）的扭矩信号通过力矩传感器（10）采集然后传输至控制器（11）。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵少勇，
申请(专利权)人：苏州准亿德精密机械有限公司，
类型：新型
国别省市：