[发明专利]协作机器人用的高集成度一体式关节模组

权利要求书

1.一种协作机器人用的高集成度一体式关节模组，其特征在于，包括关节壳体、高速输入轴、低速输出法兰轴、谐波减速器、驱动电机、电磁制动器、编码器模组、驱动器、驱动散热板、关节后盖、线缆；

所述关节壳体整体为T型空心结构，包括壳体前端口、壳体后端口、壳体侧端口、定位凸台、波浪形内筋；壳体前端口、壳体后端口分别布置在关节壳体的前后两端，壳体侧端口布置在关节壳体的侧壁上；壳体前端口用于与下一个关节模组相连接，壳体后端口与关节后盖固定连接在一起；定位凸台布置在壳体侧端口处，用于实现整个关节模组的定位；波浪形内筋于驱动电机结束位置开始向后延伸，内筋凸台高度不一，在轴向具有螺纹孔用于对关节后部各种固定部零件进行固定，波浪形内筋用于配合定心和预留走线空间；

所述高速输入轴为空心结构并在关节壳体的中心穿过，前端布置有谐波发生器柔性轴承，后端布置有一体式方轮，末端连接编码器模组；

所述低速输出法兰轴结构上包括低速输出法兰和低速输出轴，低速输出法兰位于低速输出轴前端，低速输出轴贯穿高速输入轴的中心通孔；高速输入轴的前端部位通过谐波减速器与低速输出法兰连接在一起；

所述驱动电机布置在关节壳体内的中间部位，驱动电机的转子部分与高速输入轴的中间部位固结在一起；

所述电磁制动器为干式单板电磁制动器，布置在关节壳体中后部，包括制动器固定部、制动器运动部、制动摩擦片配合方孔；高速输入轴的后端在电磁制动器中穿过；制动器固定部与关节壳体内壁面固结在一起；制动摩擦片配合方孔布置在制动器运动部上，并与高速输入轴后端的一体式方轮匹配在一起；

所述编码器模组包括高速轴转接法兰、高速码盘法兰、高速编码器转子、低速码盘法兰、低速编码器转子、编码器模组定子，高速编码器转子通过高速码盘法兰、高速轴转接法兰与高速输入轴的后端固结在一起，低速编码器转子通过低速码盘法兰与低速输出法兰轴的后端固结在一起；编码器模组定子与关节壳体的内壁面固接在一起，高速编码器转子与低速编码器转子同轴且共面；

所述驱动器、驱动散热板均与编码器模组定子连接在一起，驱动散热板布置在驱动器的后方用于给驱动器散热，驱动器用于接收外部控制指令并对驱动电机进行闭环控制；

所述线缆布置在关节壳体内，驱动器、编码器模组定子、电磁制动器、电机之间通过线缆相互通讯。

2.根据权利要求1所述的协作机器人用的高集成度一体式关节模组，其特征在于所述驱动电机包括电机定子绕组、电机转子永磁体、电机转子轴套、电机集电板，电机定子绕组、电机集电板均与关节壳体的内壁面固结在一起；电机集电板布置在电机定子绕组的后端，用于对驱动电机的控制；电机转子永磁体周向均匀布置在电子转子轴套上，电子转子轴套与高速输入轴的中间部位固结在一起。

3.根据权利要求1所述的协作机器人用的高集成度一体式关节模组，其特征在于所述谐波减速器包括谐波减速器柔轮、谐波减速器刚轮，谐波减速器柔轮的固定部与关节壳体的前端内壁面固结在一起，谐波减速器刚轮由谐波减速器内的交叉滚子轴承进行轴向与径向支承；高速输入轴的前端通过谐波发生器柔性轴承与谐波减速器柔轮相连接，谐波减速器柔轮通过谐波变形带动谐波减速器刚轮转动；谐波减速器刚轮与低速输出法兰固结在一起。

4.根据权利要求1所述的协作机器人用的高集成度一体式关节模组，其特征在于还包括定位销孔、快拆槽、抱闸固定法兰，定位销孔、快拆槽均布置在低速输出法兰上，抱闸固定法兰布置在电磁制动器的后端，制动器固定部通过抱闸固定法兰与关节壳体的内壁面固结在一起。

5.根据权利要求1所述的协作机器人用的高集成度一体式关节模组，其特征在于还包括浮动端深沟球轴承、固定端深沟球轴承、轴卡簧、轴承挡圈；浮动端深沟球轴承布置在高速输入轴的中间部位，用于为高速输入轴浮动端提供支承；使用轴卡簧对浮动端深沟球轴承进行轴向定位；高速轴转接法兰通过螺纹与高速输入轴的后端固结在一起，低速码盘法兰通过螺纹与低速输出轴的后端固结在一起，固定端深沟球轴承布置在抱闸固定法兰与高速轴转接法兰之间；轴承挡圈布置在固定端深沟球轴承的后端，用于对固定端深沟球轴承进行轴向定位。