[发明专利]一种中空结构的双臂机器人模块化关节

说明书

技术领域

本发明属于工业机器人领域，特别是涉及一种中空结构的双臂机器人模块化关节。

背景技术

目前，传统单臂形式的工业机器人在我国已经取得了较好的发展和应用，已经在制造行业广泛替代人工进行冲压、铸造、焊接、涂装、码垛等操作，但在一些需要精密装配和微细操作的高技术场合，尤其在工序复杂，装配精度要求高，工作效率高的场合，传统机器人在实际的应用中遇到很大的障碍，几乎很难甚至不可应用，成本代价很高。

近年来，国外各大工业机器人制造商纷纷将目光投向面向制造业的仿人双臂工业机器人，但仍然不能满足人们对高灵活性和高智能化机器人的要求，且国内机器人也具有机械臂关节体积大，负载自重比过低，传动精度低，线缆裸露在关节外部，影响关节的信号传输和关节的寿命的缺点，因此，开发像人一样具有高度灵活性与智能化水平，可以以双臂进行协调操作的机器人是下一代工业机器人的发展方向，研制成功后将会给工业机器人带来革命性的改变，对我国工业和服务机器人发展将产生极大的促进作用，不但具有重大的经济价值，而且具有重要的社会价值。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种新型高集成度机电一体化中空结构的双臂机器人模块化关节，它体积小、设计紧凑、质量轻、功耗小，负载自重比大；由于机械臂是冗余自由度的，更加灵活、运动范围大；它适用于军事、家庭服务、排爆、娱乐、在太空中安装操作，也适用于环境条件苛刻和要求高的工业场合。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种中空结构的双臂机器人模块化关节，其特征在于：包括输入装置、输出装置和电机；

所述输入装置和所述输出装置通过主传动轴连接；

所述输入装置由法兰Ⅰ固定，该输入装置包括：中空电机转子、电机定子、转子轴向定位套筒、第三电机轴承、中空抱闸转子、O型密封圈、中心孔走线管、第二电机轴承、轴承压盖和谐波减速器波发生器；

在输入装置上，所述电机定子通过法兰Ⅱ固定在法兰Ⅰ上，所述法兰Ⅱ通过螺钉与驱动器安装法兰链接，驱动安装底盖与所述驱动器安装法兰链接，所述驱动安装底盖与驱动器固定链接，所述驱动器上焊接PCB板，所述中空电机转子通过螺钉固定在主传动轴上，所述转子轴向定位套筒通过螺纹轴向拧紧中空电机转子，所述主传动轴通过第二电机轴承和第三电机轴承与谐波减速器波发生器固定，所述第二电机轴承与主传动轴之间通过螺钉连接轴承压盖凸台径向定位，所述第二电机轴承外圈通过与法兰Ⅰ固定进行密封，所述第三电机轴承的内圈通过主传动轴的轴肩定位，所述O型密封圈置于主传动轴凹槽内进行密封，所述中空抱闸转子通过螺钉与主传动轴固定，所述中心孔走线管的外圈套置于主传动轴中心孔中；

所述输出装置包括：关节输出法兰、第一输出轴承、安装法兰、绝对值编码器转子、绝对值编码器处理电路板、密封轴承和谐波减速器钢轮；

所述绝对值编码器转子套接在所述安装法兰外圈的凸台上，并通过绝对值编码器转子端盖进行紧固，所述绝对值编码器处理电路板固定在所述外壳上，所述绝对值编码器转子和绝对值编码器处理电路板构成输出装置的位置检测装置；

在输出装置上，所述谐波减速器波发生器固定于所述主传动轴的输出端；

所述谐波减速器刚轮通过法兰凸台部分定位的方式固定在所述法兰Ⅰ上，所述外壳采用轴肩定位方式与谐波减速器刚轮配合固定，所述安装法兰采用轴肩定位方式与谐波减速器柔轮配合固定，关节输出法兰套接所述第一输出轴承内圈进行轴向定位，所述第一输出轴承外圈外壳轴肩定位，所述关节输出法兰采用轴肩定位与安装法兰配合固定，使所述外壳、安装法兰紧固在谐波减速器柔轮输出端；所述密封轴承外圈与安装法兰内部凸台轴向固定，所述密封轴承套接在套筒外圈，通过套接在所述套筒和密封轴承外圈与所述安装法兰内圈紧固配合进行密封，所述中心孔走线管外圈套接在套筒内圈；

所述谐波减速器柔轮位于谐波减速器刚轮和谐波减速器波发生器径向之间，且所述谐波减速器柔轮的输出端和安装法兰固定连接，所述安装法兰和关节输出法兰固定连接；

所述谐波减速器波发生器、谐波减速器刚轮和谐波减速器柔轮构成输出装置的谐波减速器单元；

所述中心孔走线管贯穿套筒、谐波减速单元、主传动轴、中空抱闸转子和抱闸定子，其输入端固定在法兰Ⅱ上，其输出端套接在套筒内圈支撑。

所述第二电机轴承的外圈由所述法兰Ⅰ来定位，使所述法兰Ⅰ与轴承压盖连接对谐波减速器密封。

所述抱闸定子和法兰Ⅱ之间设置调整垫片。

所述主传动轴和中心孔走线管之间采用动态O型密封圈置于所述主传动轴凹槽中。