[发明专利]一种机器人关节及其辅助设计方法和装置

摘要

本发明公开了一种机器人关节及其辅助设计方法和装置，属于机器人领域。机器人关节包括：共轴的关节轴系和电机转子轴系；关节轴系包括主动关节、从动关节和关节轴承；电机转子轴系包括电机主轴、电机轴承、主动关节旋转变压器、永磁同步电机、谐波齿轮减速器和从动关节旋转变压器。方法包括：根据设计的机器人关节的各个组成部件的材料热特性、各个组成部件之间的接触面的热阻，计算设计的机器人关节的总的热容量；根据计算出的设计的机器人关节的总的热容量、预设的环境温度和预设的机器人关节的总的功率损耗，模拟计算设计的机器人关节在预设的环境下的工作温度；根据计算出的设计的机器人关节的工作温度，验证设计的机器人关节的合理性。

主权项

1、一种机器人关节，其特征在于，所述机器人关节包括：共轴的关节轴系和电机转子轴系；所述关节轴系包括主动关节、从动关节和关节轴承；所述主动关节和所述从动关节通过所述关节轴承相连形成中空的内腔；所述电机转子轴系位于所述关节轴系的内腔，所述电机转子轴系包括电机主轴、电机轴承、主动关节旋转变压器、永磁同步电机、谐波齿轮减速器和从动关节旋转变压器；所述主动关节旋转变压器包括主动关节旋转变压器的定子和主动关节旋转变压器的转子；所述永磁同步电机包括永磁同步电机的定子和永磁同步电机的转子；所述谐波齿轮减速器包括谐波齿轮减速器的刚轮、谐波齿轮减速器的波发生器和谐波齿轮减速器的柔轮；所述从动关节旋转变压器包括从动关节旋转变压器的定子和从动关节旋转变压器的转子；所述电机主轴通过所述电机轴承与所述主动关节和所述从动关节相连，所述电机主轴是所述关节轴系和所述电机转子轴系的轴心；所述电机主轴上沿所述主动关节至所述从动关节的方向依次安装有所述主动关节旋转变压器的转子、所述永磁同步电机的转子和所述从动关节旋转变压器的转子；所述主动关节旋转变压器的转子上安装有所述主动关节旋转变压器的定子；所述永磁同步电机的转子上沿所述主动关节至所述从动关节的方向依次安装有所述永磁同步电机的定子和所述谐波齿轮减速器的波发生器；所述从动关节旋转变压器的转子上安装有所述从动关节旋转变压器的定子；所述谐波齿轮减速器的波发生器上沿所述主动关节至所述从动关节的方向依次安装有所述谐波齿轮减速器的刚轮和所述谐波齿轮减速器的柔轮；将所述主动关节作为所述主动关节旋转变压器的定子和所述永磁同步电机的定子的外壳；将所述从动关节作为所述从动关节旋转变压器的定子、所述谐波齿轮减速器的刚轮和所述谐波齿轮减速器的波发生器的外壳。