可用于快速重构的模块化空间机械臂关节及机械臂.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CN104647396A(43)申请公布日2015.05.27(21)申请号201510071810.0B25J18/00(2006.01)(22)申请日2015.02.11(71)申请人清华大学深圳研究生院地址518055广东省深圳市南山区西丽大学城清华校区(72)发明人王学谦王帅军张博梁斌邹瑜(74)专利代理机构深圳市汇力通专利商标代理有限公司44257代理人李保明张慧芳(51)Int.Cl.B25J17/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称可用于快速重构的模块化空间机械臂关节及机械臂(57)摘要一种可用于快速重构的模块化空间机械臂关节及机械臂，该关节包括：具有身部、肩部和颈部的柱状主壳体，安装在主壳体颈部顶端的谐波减速器，套设于谐波减速器外的上壳体，设置于主壳体颈部内的定轴齿轮传动系统，固定于主壳体身部内的电机、制动系统及电气系统，以及设置于底板中心处且向上贯穿整个主壳体和上壳体的线管；所述肩部构成该关节的固定部，肩部设置多个第一连接孔；所述上壳体构成该关节的输出端，其上端与谐波减速器输出端固连且设置多个第二连接孔；定轴齿轮传动系统通过其第一齿轮连接谐波减速器输入端，通过第二及第三齿轮连接电机及制动系统。该机构臂包括上述关节。本关节具有结构紧凑、中心管走线、模块化可重构等优点。CN104647396ACN104647396A权利要求书1/2页1.一种可用于快速重构的模块化空间机械臂关节，其特征在于，包括：主壳体(1)，呈柱状，包括身部(11)、肩部(12)、颈部(14)、以及身部和颈部之间的安装板(13)，肩部构成该关节的固定部，肩部设置多个第一连接孔(121)，主壳体的底端设置底板(9)；安装在主壳体颈部顶端的谐波减速器(2)；套设于谐波减速器外的上壳体(3)，上壳体构成该关节的输出端，其上端与谐波减速器的输出端固定连接且设置多个第二连接孔(32)；定轴齿轮传动系统(4)，设置于主壳体的颈部内，包括：固定连接在谐波减速器输入端的第一齿轮(41)，以及与第一齿轮啮合的第二齿轮(42)和第三齿轮(43)；电机(5)和制动系统(6)，二者通过所述安装板(13)固定于主壳体的身部内，其转轴对应连接所述第二齿轮和第三齿轮；电气系统(7)，安装于主壳体的身部内，与所述电机和制动系统电气连接；以及一个线管(8)，设置于所述底板中心处且向上贯穿整个主壳体和上壳体。2.根据权利要求1所述的可用于快速重构的模块化空间机械臂关节，其特征在于：所述制动系统(6)包括失电制动器(61)和增量式编码器(62)，失电制动器包括外壳(611)、设置于外壳两端中心处的两个轴承(612)、支撑在所述两个轴承的转轴(613)、以及固定在转轴上的摩擦旋片(614)，所述增量式编码器固定在失电制动器的壳体末端且与失电制动器的转轴连接。3.根据权利要求1所述的可用于快速重构的模块化空间机械臂关节，其特征在于：所述电气系统(7)由驱动器(71)和关节主板(72)构成，关节主板通过插槽插在驱动器上，关节主板包括控制板(721)和通信板(722)，通信板通过若干间隔柱(723)设置在控制板的一侧。4.根据权利要求1所述的可用于快速重构的模块化空间机械臂关节，其特征在于：所述电机、制动系统和电气系统三者在主壳体内围绕所述线管周向分布。5.根据权利要求1所述的可用于快速重构的模块化空间机械臂关节，其特征在于：所述上壳体(3)的上端中部设置谐波减速器定位孔(33)，定位孔的周沿先向上延伸再向内延伸形成一个凸台(34)，凸台中心设置所述线管的安装孔(35)，上壳体上端设置多个谐波减速器安装孔(36)，上壳体上端的多个谐波减速器安装孔(36)和多个第二连接孔(32)对应分布于以上壳体上端中心为圆心的第一圆周和第二圆周上。6.根据权利要求1所述的可用于快速重构的模块化空间机械臂关节，其特征在于：所述第二齿轮和第三齿轮的直径均小于第一齿轮的直径。7.根据权利要求1所述的可用于快速重构的模块化空间机械臂关节，其特征在于：所述主壳体和上壳体的主体部分均呈圆柱形。8.根据权利要求1所述的可用于快速重构的模块化空间机械臂关节，其特征在于：所述线管贯穿所述第一齿轮和谐波减速器。9.一种机械臂，呈平面3R形，其特征在于：该平面3R形机械臂包括顺次设置的基座(100)、第一连杆(200)和第二连杆(300)，以及对应设置在基座与第一连杆的结合部、第一和第二连杆的结合部、第二连杆末端的三个关节(400、500、600)，所述的三个关节均采用权利要求1至8中任意一项所述的关节，关节通过其上的第一连接孔和第二连接孔对应与待2CN104647396A权利要求书2/2页连接的两个部件固定连接。10.