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(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(10)申请公布号CNCN103640027103640027A(43)申请公布日2014.03.19(21)申请号201310187824.X(22)申请日2013.05.20(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人曹其新王鹏飞顾凯白卫邦何明超(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.B25J17/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称空间承载型组件化机械臂关节及其组合(57)摘要本发明提供一种空间承载型组件化机械臂关节,承载连接机构与固定承载机构固连,固定承载机构通过谐波减速器和十字交叉滚子轴承与旋转承载机构相连接,伺服电机的一端与增量编码器相连,伺服电机的另一端行星减速机构相连,行星减速机构通过锥齿轮与谐波减速器相连,十字交叉滚子轴承通过输出轴与旋转承载机构相连,绝对编码器固连在输出轴上,EtherCAT总线驱动器与伺服电机相连,并对伺服申机进行伺服控制。还公开了组件式空间承载型组件化机械臂关节,包括多个组合连接的空间承载型组件化机械臂关节。本发明适用于MCF装备小入口、长距离、大回转空间维护环境,具有重量小、结构紧凑、承载力大、布线方便、实时通讯性能佳等优势。CN103640027ACN1036427ACN103640027A权利要求书1/1页1.一种空间承载型组件化机械臂关节,其特征在于,包括承载连接机构、增量编码器、伺服电机、行星减速机构、锥齿轮、绝对编码器、十字交叉滚子轴承、输出轴、谐波减速器、旋转承载机构、固定承载机构、EtherCAT总线驱动器,其中,承载连接机构与固定承载机构固连,固定承载机构通过谐波减速器和十字交叉滚子轴承连接旋转承载机构,伺服电机的一端与增量编码器相连,伺服电机的另一端行星减速机构相连,行星减速机构通过锥齿轮与谐波减速器相连,十字交叉滚子轴承通过输出轴与旋转承载机构相连,绝对编码器固连在输出轴上,EtherCAT总线驱动器与伺服电机相连,并对伺服电机进行伺服控制。2.根据权利要求1所述的空间承载型组件化机械臂关节,其特征在于,所述旋转承载机构和固定承载机构通过谐波减速器和十字交叉滚子轴承共同承担重载弯矩M值。3.根据权利要求1所述的空间承载型组件化机械臂关节,其特征在于,所述锥齿轮具有90度转向,所述伺服电机与行星减速机构相连后,经过锥齿轮转向90度,将扭矩输送给谐波减速器。4.根据权利要求1所述的空间承载型组件化机械臂关节,其特征在于,所述增量编码器和绝对编码器将伺服电机和输出轴进行对比反馈,实现高精度末端定位。5.根据权利要求4所述的空间承载型组件化机械臂关节,其特征在于,所述伺服电机与增量编码器通过EtherCAT总线驱动器形成闭环反馈,所述伺服电机到所述输出轴之间的传递间隙通过固连在输出轴上的绝对编码器进行反馈得到补偿。6.根据权利要求5所述的空间承载型组件化机械臂关节,其特征在于,所述EtherCAT总线驱动器,将增量编码器供电及信号传输、伺服电机供电及信号传输、绝对编码器供电及型号传输结合在一起,汇总到EtherCAT总线上。7.根据权利要求6所述的空间承载型组件化机械臂关节,其特征在于,所述EtherCAT总线驱动器在对伺服电机进行伺服控制时,将输出轴的输出值通过绝对编码器经EtherCAT总线传输给上位机,实现高精度反馈控制。8.一种组件式空间承载型组件化机械臂关节,其特征在于,包括多个组合连接的权利要求1至7中任一项所述的空间承载型组件化机械臂关节。9.根据权利要求8所述的组件式空间承载型组件化机械臂关节,其特征在于,多个空间承载型组件化机械臂关节,其两两之间通过承载连接机构固接;所述承载连接机构用于承担两个相互连接的空间承载型组件化机械臂关节之间的连接强度,承载连接机构的长度及强度决定了该空间承载型组件化机械臂关节的组件化性能。10.根据权利要求8所述的组件式空间承载型组件化机械臂关节,其特征在于,多个空间承载型组件化机械臂关节之间通过EtherCAT总线连接。2CN103640027A说明书1/5页空间承载型组件化机械臂关节及其组合技术领域[0001]本发明涉及核电站建设、运营及维护技术领域,具体是一种空间承载型组件化机械臂关节。背景技术[0002]ITER(国际热核聚变实验堆)工程中MCF(磁约束核聚变)装备建设、运营及维护受辐射强度大、温度高、入口及内部截面相对狭小、大回转半径、人员不可触及等因素影响,长距离远程操纵机械臂成为MCF装备维护的必备设施之一。CEALIST交互式机器人实验室研制的LORA机械臂(又称AIA机器人)负责在To