【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，更具体涉及一种机器人关节作动机构。
技术介绍
1、机器人从最初的简单机械设备到如今具备人工智能和自主学习能力的复杂系统，逐渐走向智能化、全面性、协作性。随着技术的不断突破和应用场景的持续扩展，机器人正逐渐融入人类社会的各个角落，不仅为生产制造带来效率提升，也为服务领域带来全新的可能性，将对未来社会的发展和改变发挥越来越重要的作用。
2、随着机器人技术的发展，智能机器人应用场景不仅仅局限在地面，同时还逐渐拓展到太空环境。因此智能机器人面对着更为复杂的外界环境，在与环境进行交互时，碰撞、冲击以及突然掉电等异常因素会对智能机器人关节结构产生一定的影响。在机器人关节被外界物体卡死情况下，如果不及时停止智能机器人运动会对机器人关节结构产生破坏性的影响；在机器人突然掉电时，如果机器人关节无法保持现有位置，可能会使得机器人本体失去平衡，发生倾斜以及摔倒对机器人本体产生严重影响；在太空环境中，机器人关节还需要在高、低温、低气压、剧烈温变的环境下工作。然而现有的机器人关节大部分都是刚性关节，不具备掉电抱闸以及输出端与负载端可分离功能，在面临断电和异常状况时，无法保证输出端与负载端的安全。
3、现有专利公告号为cn108908397a的专利文献公开了一种机器人关节臂及机器人，该机器人关节臂包括：供电电源和能量消耗模块；所述供电电源，用于向机器人的电机供电；所述能量消耗模块设置在所述机器人的本体中，用于吸收所述电机反馈的能量。当机器人向外做负功时，电机反馈的能量由能量消耗模块吸收消耗，避免了电容上电量累积
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，如何在面临异常状况时，保证作动机构的安全。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种机器人关节作动机构，包括依次相连的电机端抱闸组件、电机组件、减速器组件、自分离组件，所述电机组件通过减速器组件、自分离组件与负载传动连接，所述自分离组件包括壳体、自分离输入轴、自分离输出轴，所述自分离输入轴、自分离输出轴均转动连接在壳体内，且自分离输入轴能够相对自分离输出轴移动，所述自分离输出轴朝向自分离输入轴的一端固定连接有自分离线圈，所述自分离输出轴通过弹性件与自分离输入轴弹性连接，所述自分离线圈能够驱动自分离输入轴朝向或远离自分离输出轴移动并致使自分离输入轴两端分别与减速器组件的输出端、自分离输出轴同时脱离或铆合。
3、通过自分离输出轴、弹性件、自分离输入轴的设置，在自分离线圈通电时，自分离线圈通电时能够对自分离输入轴产生磁吸力以驱动自分离输入轴朝向自分离输出轴移动并致使自分离输入轴两端分别与减速器组件的输出端、自分离输出轴脱离，在自分离线圈断电时，自分离输入轴收到弹性件弹力作用背离自分离输出轴移动并致使自分离输入轴两端分别与减速器组件的输出端、自分离输出轴铆合从而使得电机组件能够通过减速器组件以及自分离输出轴、自分离输入轴向负载传递动力，进而在异常情况下保证了作动机构的安全。
4、作为优选的技术方案，所述自分离输出轴通过自分离输出端轴承与壳体一端转动连接，所述自分离输出端轴承为滚珠轴承，所述自分离输入轴通过自分离输入端轴承与壳体另一端活动连接，所述弹性件包括自分离弹簧，所述自分离输入端轴承为直线轴承。
5、作为优选的技术方案，所述壳体包括自分离输入端固定座、自分离输出端固定座，所述分离输入端固定座一端与减速器组件固定连接，另一端与自分离输出端固定座围合固定并成一个腔体结构，所述自分离输入轴、自分离输出轴均位于腔体内。
6、作为优选的技术方案，所述减速器组件的输出端固定连接有减速器输出轴锥形齿，所述自分离输入轴一端开设有与减速器输出轴锥形齿相适配的自分离输出轴锥形齿孔，所述自分离输入轴另一端固定连接有自分离输出端锥形齿，所述自分离输出轴内成型有自分离输出轴导向孔，所述自分离输出轴导向孔内设有与自分离输出端锥形齿相适配的自分离输出轴锥形齿孔。
7、作为优选的技术方案，所述自分离输入轴外侧固定连接有自分离输入轴导向轴，所述自分离输入端轴承的轴套与壳体固定连接，所述自分离输出轴上成型有轴承配合面，并通过轴承配合面与自分离输出端轴承转动配合。
8、作为优选的技术方案，所述自分离输入轴导向轴朝向自分离输出轴的一端固定连接有多个自分离输入轴弹簧固定柱，所述自分离弹簧一端与自分离输入轴弹簧固定柱固定连接。
9、作为优选的技术方案，所述自分离输出轴上开设有自分离线圈相适配的线圈固定槽，所述自分离输出轴上固定连接有多个自分离输出轴弹簧固定柱，所述自分离弹簧另一端与输出轴弹簧固定柱固定连接。
10、作为优选的技术方案，所述电机端抱闸组件包括电机端抱闸固定座、抱闸摩擦片、抱闸线圈、抱闸弹簧、抱闸制动盘，所述电机端抱闸固定座与电机组件固定连接，所述电机端抱闸固定座通过抱闸弹簧与抱闸摩擦片弹性连接，所述电机端抱闸固定座上固定连接有抱闸线圈，所述抱闸制动盘固定连接在电机组件的电机后侧输出轴外侧，所述抱闸线圈能够驱动抱闸摩擦片带动抱闸制动盘与电机后侧输出轴相抵。
11、作为优选的技术方案，所述电机端抱闸组件、电机组件、减速器组件、自分离组件轴线同轴，且呈线性依次相连。
12、作为优选的技术方案，还包括变向齿轮箱组件，所述电机端抱闸组件、电机组件同轴设置，且与同轴设置的减速器组件、自分离组件为平行分布，所述电机组件的输出端与变向齿轮箱组件的输入端传动连接，所述变向齿轮箱组件的输出端与减速器组件的输入端传动连接。
13、本专利技术的优点在于：
14、(1)本专利技术中，通过自分离输出轴、弹性件、自分离输入轴的设置，在自分离线圈通电时，自分离线圈通电时能够对自分离输入轴产生磁吸力以驱动自分离输入轴朝向自分离输出轴移动并致使自分离输入轴两端分别与减速器组件的输出端、自分离输出轴脱离，在自分离线圈断电时，自分离输入轴收到弹性件弹力作用背离自分离输出轴移动并致使自分离输入轴两端分别与减速器组件的输出端、自分离输出轴铆合从而使得电机组件能够通过减速器组件以及自分离输出轴、自分离输入轴向负载传递动力，进而在异常情况下保证了作动机构的安全。
15、(2)本专利技术中，通过电机端抱闸组件的设置，当抱闸装置掉电时，抱闸摩擦片在弹簧的作用下，与电机左侧摩擦盘贴合，通过摩擦将直流电机抱死，直流电机无法转动。当上电时，通电螺线管上电产生磁场吸力，抱闸摩擦片在电磁力的作用下与电机左侧摩擦盘分离，电机能够正常运转，保证了出现掉电情况时，能够保证负载保持现有位置，防止其失去平衡。
16、(3)本专利技术中，通过直连式的布局，使得作动机构具有径向尺寸小、传动效率高等优点，通过平行式的布局，使得作动机构具有轴向尺寸小、安装方式灵活等优点。
17、(4)本专利技术中，采用焊接技术将电机端抱闸装置与双余度直流有刷电机、多级行星减速器与输出端自分离装置焊接在一起，减少了连接件的使用，降本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机器人关节作动机构，其特征在于，包括依次相连的电机端抱闸组件(1)、电机组件(2)、减速器组件(3)、自分离组件(4)，所述电机组件(2)通过减速器组件(3)、自分离组件(4)与负载传动连接，所述自分离组件(4)包括壳体、自分离输入轴(404)、自分离输出轴(407)，所述自分离输入轴(404)、自分离输出轴(407)均转动连接在壳体内，且自分离输入轴(404)能够相对自分离输出轴(407)移动，所述自分离输出轴(407)朝向自分离输入轴(404)的一端固定连接有自分离线圈(406)，所述自分离输出轴(407)通过弹性件与自分离输入轴(404)弹性连接，所述自分离线圈(406)能够驱动自分离输入轴(404)朝向或远离自分离输出轴(407)移动并致使自分离输入轴(404)两端分别与减速器组件(3)的输出端、自分离输出轴(407)同时脱离或铆合。
2.根据权利要求1所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述自分离输出轴(407)通过自分离输出端轴承(408)与壳体一端转动连接，所述自分离输出端轴承(408)为滚珠轴承，所述自分离输入轴(404)通过自分离输入端
3.根据权利要求1所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述壳体包括自分离输入端固定座(401)、自分离输出端固定座(402)，所述分离输入端固定座(401)一端与减速器组件(3)固定连接，另一端与自分离输出端固定座(402)围合固定并成一个腔体结构，所述自分离输入轴(404)、自分离输出轴(407)均位于腔体内。
4.根据权利要求1所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述减速器组件(3)的输出端固定连接有减速器输出轴锥形齿(301a)，所述自分离输入轴(404)一端开设有与减速器输出轴锥形齿(301a)相适配的自分离输出轴锥形齿孔(404c)，所述自分离输入轴(404)另一端固定连接有自分离输出端锥形齿(404a)，所述自分离输出轴(407)内成型有自分离输出轴导向孔(407b)，所述自分离输出轴导向孔(407b)内设有与自分离输出端锥形齿(404a)相适配的自分离输出轴锥形齿孔(407c)。
5.根据权利要求2所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述自分离输入轴(404)外侧固定连接有自分离输入轴导向轴(404d)，所述自分离输入端轴承(403)的轴套与壳体固定连接，所述自分离输出轴(407)上成型有轴承配合面(407b)，并通过轴承配合面(407b)与自分离输出端轴承(408)转动配合。
6.根据权利要求5所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述自分离输入轴导向轴(404d)朝向自分离输出轴(407)的一端固定连接有多个自分离输入轴弹簧固定柱(404b)，所述自分离弹簧(405)一端与自分离输入轴弹簧固定柱(404b)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述自分离输出轴(407)上开设有自分离线圈(406)相适配的线圈固定槽，所述自分离输出轴(407)上固定连接有多个自分离输出轴弹簧固定柱，所述自分离弹簧(405)另一端与输出轴弹簧固定柱固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述电机端抱闸组件(1)包括电机端抱闸固定座(101)、抱闸摩擦片(102)、抱闸线圈(103)、抱闸弹簧(104)、抱闸制动盘(105)，所述电机端抱闸固定座(101)与电机组件(2)固定连接，所述电机端抱闸固定座(101)通过抱闸弹簧(104)与抱闸摩擦片(102)弹性连接，所述电机端抱闸固定座(101)上固定连接有抱闸线圈(103)，所述抱闸制动盘(105)固定连接在电机组件(2)的电机后侧输出轴(201)外侧，所述抱闸线圈(103)能够驱动抱闸摩擦片(102)带动抱闸制动盘(105)与电机后侧输出轴(201)相抵。
9.根据权利要求8所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述电机端抱闸组件(1)、电机组件(2)、减速器组件(3)、自分离组件(4)轴线同轴，且呈线性依次相连。
10.根据权利要求8所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，还包括变向齿轮箱组件(5)，所述电机端抱闸组件(1)、电机组件(2)同轴设置，且与同轴设置的减速器组件(3)、自分离组件(4)为平行分布，所述电机组件(2)的输出端与变向齿轮箱组件(5)的输入端传动连接，所述变向齿轮箱组件(5)的输出端与减速器组件(3)的输入端传动连接。
...【技术特征摘要】
1.一种机器人关节作动机构，其特征在于，包括依次相连的电机端抱闸组件(1)、电机组件(2)、减速器组件(3)、自分离组件(4)，所述电机组件(2)通过减速器组件(3)、自分离组件(4)与负载传动连接，所述自分离组件(4)包括壳体、自分离输入轴(404)、自分离输出轴(407)，所述自分离输入轴(404)、自分离输出轴(407)均转动连接在壳体内，且自分离输入轴(404)能够相对自分离输出轴(407)移动，所述自分离输出轴(407)朝向自分离输入轴(404)的一端固定连接有自分离线圈(406)，所述自分离输出轴(407)通过弹性件与自分离输入轴(404)弹性连接，所述自分离线圈(406)能够驱动自分离输入轴(404)朝向或远离自分离输出轴(407)移动并致使自分离输入轴(404)两端分别与减速器组件(3)的输出端、自分离输出轴(407)同时脱离或铆合。
2.根据权利要求1所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述自分离输出轴(407)通过自分离输出端轴承(408)与壳体一端转动连接，所述自分离输出端轴承(408)为滚珠轴承，所述自分离输入轴(404)通过自分离输入端轴承(403)与壳体另一端活动连接，所述弹性件包括自分离弹簧(405)，所述自分离输入端轴承(403)为直线轴承。
3.根据权利要求1所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述壳体包括自分离输入端固定座(401)、自分离输出端固定座(402)，所述分离输入端固定座(401)一端与减速器组件(3)固定连接，另一端与自分离输出端固定座(402)围合固定并成一个腔体结构，所述自分离输入轴(404)、自分离输出轴(407)均位于腔体内。
4.根据权利要求1所述的一种机器人关节作动机构，其特征在于，所述减速器组件(3)的输出端固定连接有减速器输出轴锥形齿(301a)，所述自分离输入轴(404)一端开设有与减速器输出轴锥形齿(301a)相适配的自分离输出轴锥形齿孔(404c)，所述自分离输入轴(404)另一端固定连接有自分离输出端锥形齿(404a)，所述自分离输出轴(407)内成型有自分离输出轴导向孔(407b)，所述自分离输出轴导向孔(407b)内设有与自分离输出端锥形齿(404a)相适配的自分离输出轴锥形齿孔(407c)。
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：汤建胤，代明光，方超，徐坤，陈佳伟，
申请(专利权)人：江淮前沿技术协同创新中心，
类型：发明
国别省市：
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