一种模块化重载机械臂关节.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110000809A(43)申请公布日2019.07.12(21)申请号201910387307.4(22)申请日2019.05.10(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230031安徽省合肥市蜀山湖路350号(72)发明人程羊潘洪涛程勇陈思赵文龙张宇杨松竹李俊炜(74)专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊(51)Int.Cl.B25J17/02(2006.01)B25J9/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种模块化重载机械臂关节(57)摘要本发明公开了一种模块化重载机械臂关节，将驱动电机与减速箱集成在一起，模块化设计可有效降低驱动关节的重量，并可实现驱动关节的快速更换。本发明采用多个电机同时驱动的冗余驱动方式，可在其中一个电机失效的情况下，其余电机继续驱动机械臂关节运转，防止机械臂在极端环境中出现故障而无法收回维修，增加了本发明关节在极端环境中的适用性。本发明设置了救援接口，可在机械臂关节内部冗余电机全部失效的情况下，部署其他机械臂在人员无法接近的环境中对故障的关节进行救援，进一步增加了本发明关节在极端环境中的适用性。本发明采用中空两级行星齿轮驱动，取消了常规行星齿轮箱的太阳轮结构，既在关节中心预留了布线空间，又能够传递重型负载和满足传动结构紧凑的需求。CN110000809ACN110000809A权利要求书1/1页1.一种模块化重载机械臂关节，包括重载行星减速箱，其特征在于：所述重载行星减速箱包括有壳体，壳体一端固定有输入端端盖，输入端端盖上安装有直交轴行星减速器和至少两个驱动电机，所述直交轴行星减速器上安装有离合机构，离合机构的输入轴与直交轴行星减速器的输出轴传动连接，每个驱动电机上均安装有一一对应的精密减速器，每个精密减速器的输入轴分别与对应驱动电机的输出轴传动连接；所述壳体中心设有固定在输入端端盖上的过线套筒，所述过线套筒上自内而外依次套装有内齿圈、行星齿轮架一、行星齿轮架二和套筒状的输出端，所述内齿圈、行星齿轮架一和行星齿轮架二依次固定连接为一体，所述输出端与壳体之间为转动连接；每个精密减速器的输出轴外均固定有减速箱输入轴，每个减速箱输入轴均位于壳体内且每个减速箱输入轴上均固定套装有主动小齿轮，每个主动小齿轮均与内齿圈啮合传动；所述离合机构的输出端小齿轮也位于壳体内并也与壳体内的内齿圈啮合传动；所述行星齿轮架一和行星齿轮架二上转动安装有至少四个齿轮轴，所述齿轮轴沿圆周方向均匀分布在壳体内部；每个齿轮轴上对应行星齿轮架一的部位设有一体的下齿轮，每个下齿轮均与壳体环形内壁的内齿轮啮合传动，所述壳体、下齿轮和齿轮轴组成一级行星齿轮组；每个齿轮轴伸出行星齿轮架二的部位均固定套装有行星轮，每个行星轮均与输出端环形内壁的内齿轮啮合传动，所述齿轮轴、行星轮和输出端组成二级行星齿轮组；所述输出端的外端口部固定有转动套装在过线套筒上的输出端端盖，输出轴端盖和过线套筒之间安装有旋转变压器，旋转变压器的定子固定在过线套筒上，旋转变压器的转子固定安装在输出端端盖上。2.根据权利要求1所述的一种模块化重载机械臂关节，其特征在于：所述行星齿轮架一和行星齿轮架二上分别装有轴承一和轴承二，轴承一和轴承二分别安装在齿轮轴的两端；齿轮轴的两端分别装有轴端盖一和轴端盖二。3.根据权利要求1所述的一种模块化重载机械臂关节，其特征在于：所述输出端套装在壳体的上口部，输出端和壳体之间重合的部位设有回转支承滚子，所述壳体的口部固定有回转支撑端盖，所述壳体、输出端、回转支承滚子和回转支承端盖组成一个回转支承结构。4.根据权利要求1所述的一种模块化重载机械臂关节，其特征在于：驱动电机内集成有旋转变压器和制动装置。5.根据权利要求1所述的一种模块化重载机械臂关节，其特征在于：所述壳体上的内齿轮的齿数大于所述的输出端的内齿轮的齿数，且两者的齿数差不大于10。6.根据权利要求1所述的一种模块化重载机械臂关节，其特征在于：所述的齿轮轴上的外齿轮的齿数大于所述的行星轮的齿数，且两者的齿数差不大于10。7.根据权利要求1所述的一种模块化重载机械臂关节，其特征在于：所述的重载行星减速箱减速比范围为50-1000。8.根据权利要求7所述的一种模块化重载机械臂关节，其特征在于：所述的重载行星减速箱减速比范围为200-1000。2CN110000809A说明书1/5页一种模块化重载机械臂关节技术领域[0001]本发明涉及托卡马克核聚变实验装置维护用机械臂技术领域，尤其是涉及一种模块化重载机械臂关节。背景技术[0002]托卡马克核聚变装置是利用磁约束来实现受控核聚变的装置。它有诸多优势，是应对未来能源危机的最佳选择。中国现在设计的