[发明专利]一种具有力感知功能的协作机器人关节

权利要求书

1.一种具有力感知功能的协作机器人关节，其特征在于，包括输出法兰(1)、力矩传感器(2)、谐波减速器(3)、无框直驱力矩电机(4)、输入法兰(7)及穿线管(8)，其中谐波减速器(3)和无框直驱力矩电机(4)容置于由输出法兰(1)和输入法兰(7)形成的腔体内，所述输出法兰(1)和所述输入法兰(7)可相对转动，所述谐波减速器(3)和无框直驱力矩电机(4)均套设于穿线管(8)上，所述无框直驱力矩电机(4)的输出端通过谐波减速器(3)与所述穿线管(8)连接，所述穿线管(8)通过力矩传感器(2)与所述输出法兰(1)连接。

2.根据权利要求1所述的具有力感知功能的协作机器人关节，其特征在于，所述无框直驱力矩电机(4)包括无框直驱力矩电机定子(4-1)、无框直驱力矩电机转子(4-2)及转子安装轴(9)，其中无框直驱力矩电机定子(4-1)与所述输入法兰(7)固定连接，所述无框直驱力矩电机转子(4-2)套装在所述转子安装轴(9)上，所述转子安装轴(9)的输出端与所述谐波减速器(3)连接。

3.根据权利要求2所述的具有力感知功能的协作机器人关节，其特征在于，所述谐波减速器(3)包括谐波减速器柔轮(3-1)、谐波减速器波发生器(3-2)及谐波减速器钢轮(3-3)，其中谐波减速器波发生器(3-2)与所述转子安装轴(9)连接，所述谐波减速器钢轮(3-3)与输入法兰(7)连接，所述谐波减速器柔轮(3-1)与所述穿线管(8)连接。

4.根据权利要求2所述的具有力感知功能的协作机器人关节，其特征在于，所述转子安装轴(9)的输入端设有制动器(5)，所述制动器(5)包括制动器安装座(10)、制动器摩擦片(5-1)及制动器衔铁(5-2)，其中制动器安装座(10)与所述输入法兰(7)连接，所述制动器衔铁(5-2)安装在制动器安装座(10)上，所述制动器摩擦片(5-1)与所述转子安装轴(9)连接。

5.根据权利要求4所述的具有力感知功能的协作机器人关节，其特征在于，所述转子安装轴(9)的输入端还设有绝对值编码器(14)和增量式编码器(6)。

6.根据权利要求5所述的具有力感知功能的协作机器人关节，其特征在于，所述绝对值编码器(14)包括绝对值编码器安装座(15)、绝对值编码器转子(14-1)和绝对值编码器定子(14-2)，其中绝对值编码器转子(14-1)安装于所述穿线管(8)上，所述绝对值编码器定子(14-2)通过绝对值编码器安装座(15)安装于所述制动器安装座(10)上。

7.根据权利要求5所述的具有力感知功能的协作机器人关节，其特征在于，所述增量式编码器(6)包括增量式编码器读头(6-1)、增量式编码器码盘(6-2)、读头安装座(22)及码盘安装座(23)，其中增量式编码器码盘(6-2)通过码盘安装座(23)安装于所述转子安装轴(9)上，所述转子安装轴(9)的两端通过深沟球轴承安装于所述输入法兰(7)上，且输入端设有轴承压盖(21)，所述轴承压盖(21)上安装有读头安装座(22)，增量式编码器读头(6-1)通过读头安装座(22)安装于轴承压盖(21)上。

8.根据权利要求1所述的具有力感知功能的协作机器人关节，其特征在于，所述输出法兰(1)通过十字交叉滚珠轴承(11)支撑，所述十字交叉滚珠轴承(11)的内圈安装于所述输入法兰(7)上，且由安装于输入法兰(7)上的固定压环(12)进行固定，所述十字交叉滚珠轴承(11)的外圈由所述输出法兰(1)和轴环压环(13)固定。

9.根据权利要求8所述的具有力感知功能的协作机器人关节，其特征在于，所述输入法兰(7)上安装有第一限位块(16)和第二限位块(17)，所述固定压环(12)上设有位于所述第一限位块(16)和第二限位块(17)之间的第三限位块(18)。

10.根据权利要求1所述的具有力感知功能的协作机器人关节，其特征在于，还包括设置于所述输入法兰(7)上的驱动器(24)，所述的驱动器(24)上安装有驱动器扩展板(25)，所述驱动器扩展板(25)用于向所述力矩传感器(2)和无框直驱力矩电机(4)提供稳压直流电源。