[发明专利]一种高集成度高性能机器人关节单元

说明书

本发明公开了一种高集成度高性能机器人关节单元，属于机器人设备技术领域。现有机器人关节的减速器当处于超负荷工作状态时，将导致减速器齿轮等关节零部件损坏，并且减速器各齿的啮合齿面会出现较为严重的磨损不均匀现象。本发明当电机转子或减速器总成的输出端传递到齿圈的扭矩大于齿圈与电机基座之间的摩擦扭矩时，减速器总成的齿圈将在电机转子或减速器总成的输出端带动下，克服摩擦力生成器作用下产生的摩擦扭矩，使得齿圈与电机基座相对转动，实现减速器总成和电机基座的摩擦打滑，对减速器总成所承受的力矩进行限制，从而防止减速器本身因为承受来自电机端或关节单元输出端的较大力矩，而导致减速器的损坏。

技术领域

本发明涉及一种高集成度高性能机器人关节单元，属于机器人设备技术领域。

背景技术

高性能机器人关节动力单元是机器人的核心的部件，其性能直接影响到机器人的运动性能。对于理想中的机器人关节动力其需要具有输出扭矩/重量密度大、结构简洁紧凑、生产制造成本低等特点。

对于应用于像高性能足式机器人、机械臂或外骨骼等这样场合的关节动力单元，由于地面的地形复杂多变或来自外界的冲击干扰力，当机器人关节电机的驱动力矩大于关节减速器能够承受的最大力矩或者来自外界的通过减速器输出轴传递到减速器的最大力矩大于关节减速器能够承受的最大力矩时，机器人关节的减速器将处于超负荷工作状态，将导致减速器齿轮等关节零部件损坏。

并且，由于这些工况下机器人关节长时间工作于往复模式，并且需要承担来自地面或外部环境的冲击载荷。故其减速器各齿的啮合齿面会出现较为严重的磨损不均匀现象。

进一步，为满足输出扭矩/重量密度大、结构简洁紧凑、生产制造成本低等需求，常见的机器人关节动力单元往往牺牲了以下特征：关节单元不设中心轴孔，进而无法实现中空走线，线缆直接外挂在机器人关节外面，影响机器人结构安全以及美观。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够摩擦打滑，实现力矩限制的，适用于多种复杂工况的，关节承受冲击载荷时不会导致关节零部件损坏的高集成度高性能机器人关节单元。

本发明的另一目的在于提供一种关节单元开设轴孔，能够实现中空走线或穿接别的零部件的，结构美观、紧凑的高集成度高性能机器人关节单元。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种高集成度高性能机器人关节单元，包括带动关节运动的电机总成以及减速器总成，电机总成包括用于输出力矩的电机转子以及电机基座；

所述减速器总成设有一齿圈，所述齿圈在摩擦力生成器的作用下和电机基座抵触连接；

当电机转子或减速器总成的输出端传递到齿圈的扭矩小于齿圈与电机基座之间的摩擦扭矩时，减速器总成的齿圈在摩擦力生成器作用下产生的摩擦扭矩的作用下固定在电机基座上，电机转子带动减速器总成的输出端转动；

本发明当电机转子或减速器总成的输出端传递到齿圈的扭矩大于齿圈与电机基座之间的摩擦扭矩时，减速器总成的齿圈将在电机转子或减速器总成的输出端带动下，克服摩擦力生成器作用下产生的摩擦扭矩，使得齿圈与电机基座相对转动，实现减速器总成和电机基座的摩擦打滑，对减速器总成所承受的力矩进行限制，从而防止减速器本身因为承受来自电机端或关节单元输出端的较大力矩，而导致减速器的损坏，使得本发明能够适用于各种复杂工况，关节承受冲击载荷时不会导致关节零部件损坏。

作为优选技术措施，所述电机转子穿接在电机基座的内腔中，所述电机基座外侧罩设一前端盖，所述摩擦力生成器装配在电机基座与前端盖形成的容纳腔中，结构紧凑可靠，便于生产制造。