CN212825484U - 一种协作机器人关节传动结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于协作机器人领域，公开了一种协作机器人关节传动结构，包括电机单元、制动单元、编码器单元、驱动单元和整线单元，所述电机单元、制动器单元、编码器单元和驱动单元依次同轴设置，所述整线单元设置在电机单元前和驱动单元后；所述电机单元用于提供动力，所述制动单元用于关节制动抱闸，所述驱动单元用于控制电机转动的速度和角度，所述编码器单元用于记录电机角位移并反馈，所述整线单元用于防止关节上的线缆与轴系碰撞。本实用新型整体结构紧凑，适应不同关节，装配维护方便，操作简单，稳定可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于协作机器人领域，具体涉及一种协作机器人关节传动结构。
背景技术
协作机器人具有轻质、大负载自重比、灵活易用、安全性高、能够与人协同作业等特点因此被广泛应用于加工制造领域。目前市场上的协作机器人关节传动结构普遍存在以下缺陷：1.体积过大，装配复杂。2.制动背隙大，定位精度低。3.防水防尘效果差。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种协作机器人关节传动结构，用以解决现有技术中关节传动结构存在的缺陷。
为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：
一种协作机器人关节传动结构，包括电机单元、制动单元、编码器单元、驱动单元和整线单元，所述电机单元、制动器单元、编码器单元和驱动单元依次同轴设置，所述整线单元设置在电机单元前和驱动单元后；
所述电机单元用于提供动力，所述制动单元用于关节制动抱闸，所述驱动单元用于控制电机转动的速度和角度，所述编码器单元用于记录电机角位移并反馈，所述整线单元用于防止关节上的线缆与轴系碰撞。
进一步的，所述电机单元包括谐波减速器、电机和电机框，所述谐波减速器和电机框同轴连接，所述电机设置在电机框内，谐波减速器包括依次连接的输出端盖、输入轴和输出轴；
所述制动器单元包括电磁制动器和定位架，所述电磁制动器设置在定位架上，所述定位架固定在电机框上；
所述编码器单元包括增量编码器码盘、增量编码器PCB板、绝对编码器码盘、码盘托和绝对编码器PCB；所述增量编码器码盘安装在输入轴上，所述增量编码器PCB板设置在定位架上，所述绝对编码器码盘设置在码盘托，所述码盘托安装在输出轴上；
所述驱动单元包括上驱动板、下驱动板后罩壳，所述上驱动板、下驱动板和后罩壳依次固定在定位架上。
所述整线单元包括过线圈、线缆固定座、扎带、线缆、护线圈和波形弹簧，线缆固定座安装在上驱动板上，波形弹簧设置在线缆固定座中，护线圈设置在波形弹簧上，扎带设置在线缆上且卡入护线圈，线缆依次穿过护线圈、波形弹簧、线缆固定座和护线圈。
进一步的，所述电机单元还包括释放电阻，所述释放电阻安装在固定座上。
进一步的，所述电机单元前设置有密封圈。
进一步的，所述电机的转子固定在谐波减速器的输入轴中。
进一步的，所述电磁制动器包括轮毂，所述轮毂安装在输入轴上。
本实用新型与现有技术相比具有以下技术特点：
(1)本实用新型整体结构紧凑，适应不同关节，装配维护方便，操作简单，稳定可靠。
(2)本实用新型的刹车轮毂用顶丝固定在减速器输入轴上，将电磁制动器刹车片的方孔与刹车轮毂对齐，电磁制动器的安装面与固定座配合面定位，用螺钉将电磁制动器锁紧。避免了电磁制动器盲装。
附图说明
图1是实施例中关节传动结构的整体***示意图；
图2是实施例中关节传动结构的整体结构示意图；
图3是关节传动机构和关节的装配关系示意图剖视图；
图4是关节传动机构和关节的装配关系示意图；
图5是电磁制动器的结构剖视图；
图6是电磁制动器的结构示意图；
图7是两个关节模组间的装配体示意图；
图8是两个关节模组间的密封示意图；
图9是模组中空线缆穿线固定示意图；
图10是模组中空线缆穿线固定示意图；
图11是密封圈安装前位置状态图；
图12是密封圈安装后位置状态图。
图中标号代表：1-过线圈，2-密封圈，3-谐波减速器，4-电机，5-电机框，6-电磁制动器，7-定位架，8-释放电阻，9-增量编码器码盘，10-增量编码器PCB板，11-绝对编码器码盘，12-码盘托，13-绝对编码器PCB，14-上驱动板，15-下驱动板，16-后罩壳，20-输出端盖，21-输入轴，22-输出轴，23-轮毂，24-静盘,25-动盘，26-衔铁，27-线圈，28-立柱；31-关节三通、32-关节外壳、33-紧固螺钉、41-线缆固定座、42-扎带、43-线缆、44-护线圈、45-波形弹簧。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施方式，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
一种协作机器人关节传动结构，包括电机单元、制动单元、编码器单元、驱动单元和整线单元，所述电机单元、制动器单元、编码器单元和驱动单元依次同轴设置，所述整线单元设置在电机单元前和驱动单元后；
所述电机单元用于提供动力，所述制动单元用于关节制动抱闸，所述驱动单元用于控制电机转动的速度和角度，所述编码器单元用于记录电机角位移并反馈，所述整线单元用于防止关节上的线缆与轴系碰撞。
具体的，编码器单元包括双编码器可以保持关节断电时，不需要电池记录保持原点数据。
具体的，所述电机单元包括谐波减速器3、电机4和电机框5，所述谐波减速器3和电机框5同轴连接，所述电机4设置在电机框5内，谐波减速器3包括依次连接的输出端盖20、输入轴21和输出轴22；
所述制动器单元包括电磁制动器6和定位架7，所述电磁制动器6设置在定位架7上，所述定位架7固定在电机框5上；
所述编码器单元包括增量编码器码盘9、增量编码器PCB板10、绝对编码器码盘11、码盘托12和绝对编码器PCB13；所述增量编码器码盘9安装在输入轴21上，所述增量编码器PCB板10设置在定位架7上，所述绝对编码器码盘11设置在码盘托12，所述码盘托12安装在输出轴22上；
所述驱动单元包括上驱动板14、下驱动板15后罩壳16，所述上驱动板14、下驱动板15和后罩壳16依次固定在定位架7上。
所述整线单元包括过线圈1、线缆固定座41、扎带42、线缆43、护线圈44和波形弹簧45，线缆固定座41安装在上驱动板14上，波形弹簧45设置在线缆固定座41中，护线圈44设置在波形弹簧45上，扎带42设置在线缆43上且卡入护线圈44，线缆43依次穿过护线圈44、波形弹簧45、线缆固定座41和护线圈44。
本实用新型的工作原理如下：电机的转子固定在减速器的输入轴，定子固定在电机框中。通电后电机转子转动，电磁制动器的线圈产生磁场将衔铁吸起，刹车片与衔铁分离，刹车轮毂随减速器输入轴转动，减速器波发生器和柔轮的相互啮合挤压，驱动减速器输出轴减速反向运动，增量编码器采集和反馈电机输入轴的角位移，角速度。绝对编码器采集和反馈啊输出轴的角位移，角速度。将采集和反馈的角位移和角速度模拟信号发送到驱动器中。
具体的，所述电机单元还包括释放电阻8，所述释放电阻8安装在固定座7上，用于保护电路，防止电磁制动器制动时，电机反向充电。
具体的，所述电机单元前设置有密封圈2，密封圈2表面涂抹少许润滑脂，将密封圈撑大后放入端盖的密封槽内，能够防止水汽雾气进入关节模组内部。关节传动结构的输出法兰端面的密封圈与另外一个关节模组的端面接触，当用力压紧时，密封圈在外力的作用下受到挤压，与关节模组端面贴合，从而形成密封的效果。
具体的，所述输出轴22和输出端盖20为一体，保证输出轴的同轴度。
具体的，所述电机4的转子固定在谐波减速器3的输入轴21中。
具体的，所述电磁制动器6包括轮毂23，所述轮毂23安装在输入轴21上，本方案电磁制动器安装相对于现有电磁制动器，其安装方便快捷。刹车轮毂用顶丝固定在减速器输入轴上，将电磁制动器刹车片的方孔与刹车轮毂对齐，电磁制动器的安装面与固定座配合面定位，用螺钉将电磁制动器锁紧。避免了电磁制动器盲装。现有电磁制动器的安装是现将电磁制动器用螺钉锁紧在固定座上，然后再与刹车轮毂的配合，刹车轮毂的方边不易于刹车片的方孔对准。
本方案中电磁制动器6的制动原理为：轮毂23与谐波减速器3的输入轴21通过顶丝锁紧为一体，静盘24与线圈27通过立柱28连接在一起，衔铁26底部有弹簧，轮毂23的方形边卡入动盘25的方形槽中，电磁制动器断电时，衔铁底部的弹簧将衔铁压着动盘，衔铁与动盘产生的摩擦力，从而制动抱闸。电磁铁通电时，线圈27产生磁场力，将衔铁吸起来，动盘与衔铁分离，轮毂和动盘一起随电机轴转动。
图3表示关节传动结构通过紧固螺钉33安装固定在关节三通31中，关节处传动机构外设关节外壳32。
Claims (6)
1.一种协作机器人关节传动结构，其特征在于，包括电机单元、制动单元、编码器单元、驱动单元和整线单元，所述电机单元、制动器单元、编码器单元和驱动单元依次同轴设置，所述整线单元设置在电机单元前和驱动单元后；
所述电机单元用于提供动力，所述制动单元用于关节制动抱闸，所述驱动单元用于控制电机转动的速度和角度，所述编码器单元用于记录电机角位移并反馈，所述整线单元用于防止关节上的线缆与轴系碰撞。
2.如权利要求1所述的协作机器人关节传动结构，其特征在于，所述电机单元包括谐波减速器(3)、电机(4)和电机框(5)，所述谐波减速器(3)和电机框(5)同轴连接，所述电机(4)设置在电机框(5)内，谐波减速器(3)包括依次连接的输出端盖(20)、输入轴(21)和输出轴(22)；
所述制动器单元包括电磁制动器(6)和定位架(7)，所述电磁制动器(6)设置在定位架(7)上，所述定位架(7)固定在电机框(5)上；
所述编码器单元包括增量编码器码盘(9)、增量编码器PCB板(10)、绝对编码器码盘(11)、码盘托(12)和绝对编码器PCB(13)；所述增量编码器码盘(9)安装在输入轴(21)上，所述增量编码器PCB板(10)设置在定位架(7)上，所述绝对编码器码盘(11)设置在码盘托(12)，所述码盘托(12)安装在输出轴(22)上；
所述驱动单元包括上驱动板(14)、下驱动板(15)后罩壳(16)，所述上驱动板(14)、下驱动板(15)和后罩壳(16)依次固定在定位架(7)上；
所述整线单元包括过线圈(1)、线缆固定座(41)、扎带(42)、线缆(43)、护线圈(44)和波形弹簧(45)，线缆固定座(41)安装在上驱动板(14)上，波形弹簧(45)设置在线缆固定座(41)中，护线圈(44)设置在波形弹簧(45)上，扎带(42)设置在线缆(43)上且卡入护线圈(44)，线缆(43)依次穿过护线圈(44)、波形弹簧(45)、线缆固定座(41)和护线圈(44)。
3.如权利要求2所述的协作机器人关节传动结构，其特征在于，所述电机单元还包括释放电阻(8)，所述释放电阻(8)安装在定位架(7)上。
4.如权利要求2所述的协作机器人关节传动结构，其特征在于，所述电机单元前设置有密封圈(2)。
5.如权利要求2所述的协作机器人关节传动结构，其特征在于，所述电机(4)的转子固定在谐波减速器(3)的输入轴(21)中。
6.如权利要求2所述的协作机器人关节传动结构，其特征在于，所述电磁制动器(6)包括轮毂(23)，所述轮毂(23)安装在输入轴(21)上。
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