[发明专利]协作机器人用的高集成度一体式关节模组

说明书

一种机器人技术领域的协作机器人用的高集成度一体式关节模组，包括壳体、高速输入轴、低速输出法兰轴、减速器、驱动电机、制动器、编码器模组、驱动器、线缆，关节模组前部为减速结构，由减速器、高速输入轴与低速输出法兰轴组成；电机置于关节中部，转子部分与高速输入轴过盈连接；制动器置于关节中后部，其固定部固定到电机外壳上，运动部与高速输入轴方轮结构连接，制动时抱紧制动摩擦片；编码器模组由高、低速轴编码器组成；驱动器置于关节后部。本发明的高、低速轴电感式编码器转子共面，共用一个编码器定子，极大压缩后部关节空间；采用限位弹性拉紧结构，约束穿过中空关节的线缆保持张紧力并置于轴线上，极大提高了协作机械臂的稳定性。

技术领域

本发明涉及的是一种机器人技术领域的关节模组，特别是一种带有波浪形内筋且高速编码器转子与低速编码器转子共面的协作机器人用的高集成度一体式关节模组。

背景技术

随着科技发展，工业制造领域越来越强调标准化与产业化，而在生产过程中，使用机械臂可以在保证产品质量的稳定性的同时，降低生产作业对熟练工人的需求，与普通工人相互配合可有效降低生产成本并极大地提高生产效率。基于此产业需求，协作机器人逐渐在各加工、装配环节中崭露头角。而关节模组是协作机器人的核心硬件部分，主要由电机、减速器、制动器、编码器、驱动器组成。关节模组的稳定性、精度、成本以及各种参数决定了协作机器人的性能上限，但目前关节模组仍普遍存在以下问题。

受限于协作臂整机重量，关节模组大量减重导致结构刚度不足进而影响协作机械臂的精度；由于关节为一体式设计，内部模组分开设计，使堆叠时造成大量空间浪费且气隙大使导热热阻极大，影响持续使用的性能；采用内部中空走线结构，使线缆在结构内容易受到扭转，进而受拉导致端子损坏，外皮磨损等情况；关节与关节的组合方式繁琐且配合精度不高，间接导致机械臂精度降低。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种协作机器人用的高集成度一体式关节模组，本发明的关节中后部编码器模组进行高度集成，高、低速轴电感式编码器转子共面，共用一个编码器定子，极大压缩后部关节空间；同时，采用限位弹性拉紧结构，约束穿过中空关节的线缆保持张紧力并置于轴线上，受到扭转时动态补偿线缆长度，减少因内部线缆磨损导致的异常发生，极大提高了协作机械臂的稳定性。