[发明专利]用于转动关节的编码器模组、转动关节、机器臂和机器人

说明书

公开了一种用于转动关节的编码器模组、转动关节、机械臂和机器人。编码器模组被安装在包括具有径向上间隔开的内轴和外轴的驱动装置的转动关节中，编码器模组包括：第一连接轴，其第一端与外轴的末端连接；第二连接轴，其第一端与内轴固定连接；第一磁盘组件，被固定到第一连接轴上；第二磁盘组件，被固定到第二连接轴上；第一传感器组件，被布置为邻近第一磁盘组件；第二传感器组件，被布置为邻近第二磁盘组件，其中，第一磁盘组件的磁盘表面和第二磁盘组件的磁盘表面共面并在径向上至少隔开预定距离。在根据本申请的转动关节中，编码器模组不仅节省关节的轴向空间，而且传感器与磁盘之间的间隙调节方便，编码器模组的安装和拆卸效率高。

技术领域

本申请涉及机器人领域，更具体地，涉及一种用于转动关节的编码器模组、具有该编码器模组的转动关节以及具有该转动关节机器臂和机器人。

背景技术

总的来说，具有机械臂的机器人依靠关节控制机械臂的组成部分之间的相对运动。关节通常分为转动关节和平动关节(也被称为移动关节)。转动关节可以利用驱动装置分别连接两个部件旋转，以使两个部件产生相对运动。为了精确控制机械臂的运动和位置，需要精确测量驱动装置的两个输出轴的转速并根据测量的转速调整每个输出轴的转速。

通常，使用编码器来测量驱动装置的两个输出轴的转速。编码器是一种通过磁性或光学测量原理将信号转化为正弦波的装置。磁性编码器可以实现低至1微米的分辨率，其具有耐震动、不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染和腐蚀，并且比光学编码器更结实耐用，因此磁性编码器被广泛应用于需要精确控制运动位置的机器人领域。

磁性编码器包括磁盘、传感器和调节电路。磁盘已磁化，其圆周上分布有许多磁极，相邻两个磁极极性相反。传感器用于检测磁盘旋转时磁场的变化，并将此信息转换为正弦波。传感器可以是感应电压变化的霍尔效应器件，也可以是感应磁场变化的磁阻器件。调节电路对信号进行倍增，分频或内插以产生所需的输出。

在机器人的关节中，驱动装置的两个输出轴通常位于驱动装置的两侧，相应地，两套磁性编码器模组也分别位于驱动装置的两侧。每个磁性编码器模组具有磁盘和带有传感器芯片的PCB电路板，其中磁盘被固定到输出轴上，而对应的PCB电路板被安装为相对于驱动装置保持固定。

发明内容

根据本申请的第一方面，提供了一种方便安装和拆卸的转动关节的编码器模组、具有该编码器模组结构的转动关节以及具有该转动关节的机械臂和机器人。

根据本申请的至少一个实施例，提供一种用于转动关节的编码器模组，所述转动关节包括驱动装置，所述驱动装置具有朝着同一侧延伸的内轴和环绕所述内轴并与所述内轴径向间隔开的外轴，所述编码器模组包括：第一连接轴，具有第一端和第二端，所述第一连接轴的第一端用于与所述外轴的末端连接；第二连接轴，具有第一端和第二端，所述第二连接轴的第一端用于与所述内轴固定连接；第一磁盘组件，被固定到所述第一连接轴上；第二磁盘组件，被固定到所述第二连接轴上；第一传感器组件，被布置为邻近所述第一磁盘组件；第二传感器组件，被布置为邻近所述第二磁盘组件，其中，所述第一磁盘组件的磁盘表面和所述第二磁盘组件的磁盘表面被布置为共面并在径向上至少隔开预定距离。

所述编码器模组还可包括安装在所述第一连接轴和所述第二连接轴之间的轴承。

所述第一连接轴是中空轴并在其内周表面上可以形成有第一轴承定位轴肩，和/或所述第二连接轴的外周表面上可以形成有第二轴承定位轴肩。

所述第一连接轴的所述第一端的内周表面或外周表面上可以形成有第一连接定位轴肩，用于定位所述第一连接轴相对于所述外轴的安装位置。

所述第一连接轴的外周表面上可以形成有附加模块定位轴肩。

所述第二连接轴的外周表面或所述第一端的端表面上可形成有第二连接定位轴肩，用于定位所述第二连接轴相对于所述内轴的安装位置。