【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，特别是涉及一种使用筒形力矩传感器的机器人关节。
技术介绍
1、协作机器人是一类多关节机器人，常见的有六轴或七轴关节的机器人。协作机器人常用于需要与工作人员发生物理接触的场景，典型应用为拖动示教；同时，为保证同空间工作人员的安全，机器人需具有碰撞检测功能。为此，协作机器人的关节在提供高扭矩输出的同时，需要对外力或碰撞具有高灵敏的感知能力。
2、为满足机器人对负载能力及外形尺寸的要求，机器人关节通常采用伺服电机和谐波减速机进行驱动，以实现高转矩密度。为了实现对外力的精确感知，集成关节常采用：1、采集伺服电机电流环的反馈值计算输出转矩；2、集成力矩传感器采集输出转矩值。
3、当前的协作机器人关节存在的不足有：
4、1、通过采集伺服电机电流环的反馈值计算转矩的关节，其测量转矩值精度较低。主要由于关节采用谐波减速机来满足关节驱动能力的要求，而谐波减速机的效率，受油脂状态及负载变化的影响较大，最终导致由电机出力难以精确计算出减速机的出力。
5、2、通过集成力矩传感器采集转矩值的关节，力矩传感器位于减速机输出端，常用盘式力矩传感器以减少关节轴向尺寸，安装法兰分别位于传感器内圈和外圈。此结构存在如下不足：1、由于传感器内圈法兰尺寸较小，减速机限定只能选用使用杯型柔轮的型号，且柔轮与钢轮和轴承无法整体预装配，需在关节装配时单独装配，对关节生产厂家提出更高工艺要求；2、传感器外圈既与输出端连接，又与减速机交叉滚子轴承连接，测量的转矩值包含轴承摩擦转矩分量，与实际输出转矩值有差异；
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种力矩测量准确、安装方便的使用筒形力矩传感器的机器人关节。
2、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节，包括筒形力矩传感器，筒形力矩传感器上设置有与关节固定法兰连接的第一装配法兰和与机器人连杆连接的第二装配法兰，关节固定法兰内侧的前后两侧分别固定安装有减速机组件和中空力矩电机组件，减速机组件包括与钢轮连接的输出法兰，输出法兰上连接有中心走线管，中空力矩电机组件包括设置在中心走线管外侧的电机中空转轴，电机中空转轴与减速机组件的波发生器连接。
3、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节，其中所述筒形力矩传感器为筒形结构，轴向尺寸较大，径向厚度较小。
4、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节，其中所述第一装配法兰和第二装配法兰之间分布有多个支撑梁和应变梁。
5、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节，其中所述支撑梁的切向尺寸较小，径向尺寸较大；应变梁的切向尺寸较大，径向尺寸较小，应变梁上均贴有应变片。
6、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节，其中所述减速机组件包括波发生器、钢轮、柔轮和交叉滚子轴承，钢轮固定在交叉滚子轴承的内圈上，柔轮固定在交叉滚子轴承的外圈上。
7、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节，其中所述柔轮为中空翻边形结构。
8、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节，其中所述中空力矩电机组件包括电机中空转轴、电机转子、电机定子和电机外壳。
9、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节，其中所述电机外壳的外侧安装有抱闸。
10、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节，其中所述电机中空转轴和中心走线管的对应位置上均安装有编码器磁环，两个编码器磁环之间设置有编码器读数板。
11、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节，其中所述编码器读数板安装在中心走线管上。
12、本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节与现有技术不同之处在于，本专利技术使用筒形力矩传感器的机器人关节使用中空的筒形力矩传感器，传感器直径较大，刚性更强；筒形力矩传感器的径向厚度较小，布置在关节固定法兰的后方，充分利用空间，在不增大关节径向尺寸前提下缩小关节轴向尺寸；筒形力矩传感器只与关节固定法兰及机器人本体连杆连接，扭矩传递路线单纯，测量关节力矩输出值更精准；筒形力矩传感器位于关节的固定端，与关节控制电路板无相对转动，布线简单可靠，避免了力矩传感器位于关节运动端时，需从关节中心轴内穿线导致的，装配操作不方便及转动时接头易松动的问题。
13、下面结合附图对本专利技术的使用筒形力矩传感器的机器人关节作进一步说明。
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1.一种使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：包括筒形力矩传感器，筒形力矩传感器上设置有与关节固定法兰连接的第一装配法兰和与机器人连杆连接的第二装配法兰，关节固定法兰内侧的前后两侧分别固定安装有减速机组件和中空力矩电机组件，减速机组件包括与钢轮连接的输出法兰，输出法兰上连接有中心走线管，中空力矩电机组件包括设置在中心走线管外侧的电机中空转轴，电机中空转轴与减速机组件的波发生器连接。
2.根据权利要求1所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述筒形力矩传感器为筒形结构，轴向尺寸较大，径向厚度较小。
3.根据权利要求1所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述第一装配法兰和第二装配法兰之间分布有多个支撑梁和应变梁。
4.根据权利要求3所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述支撑梁的切向尺寸较小，径向尺寸较大；应变梁的切向尺寸较大，径向尺寸较小，应变梁上均贴有应变片。
5.根据权利要求1所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述减速机组件包括波发生器、钢轮、柔轮和交叉滚子轴承，钢轮固
6.根据权利要求5所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述柔轮为中空翻边形结构。
7.根据权利要求1所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述中空力矩电机组件包括电机中空转轴、电机转子、电机定子和电机外壳。
8.根据权利要求7所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述电机外壳的外侧安装有抱闸。
9.根据权利要求1所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述电机中空转轴和中心走线管的对应位置上均安装有编码器磁环，两个编码器磁环之间设置有编码器读数板。
10.根据权利要求9所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述编码器读数板安装在中心走线管上。
...【技术特征摘要】
1.一种使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：包括筒形力矩传感器，筒形力矩传感器上设置有与关节固定法兰连接的第一装配法兰和与机器人连杆连接的第二装配法兰，关节固定法兰内侧的前后两侧分别固定安装有减速机组件和中空力矩电机组件，减速机组件包括与钢轮连接的输出法兰，输出法兰上连接有中心走线管，中空力矩电机组件包括设置在中心走线管外侧的电机中空转轴，电机中空转轴与减速机组件的波发生器连接。
2.根据权利要求1所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述筒形力矩传感器为筒形结构，轴向尺寸较大，径向厚度较小。
3.根据权利要求1所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述第一装配法兰和第二装配法兰之间分布有多个支撑梁和应变梁。
4.根据权利要求3所述的使用筒形力矩传感器的机器人关节，其特征在于：所述支撑梁的切向尺寸较小，径向尺寸较大；应变梁的切向尺寸较大，径向尺寸较小，应变梁上均贴有应变片。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：应高阳，周旭东，杨智恺，李振国，刘勇志，
申请(专利权)人：珞石北京机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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