服务机器人的手臂模块化关节.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(10)申请公布号CNCN103481293103481293A(43)申请公布日2014.01.01(21)申请号201310475779.8(22)申请日2013.10.14(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人闫继宏赵杰刘刚峰刘玉斌付明磊郭鑫(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人高媛(51)Int.Cl.B25J17/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书3页说明书3页附图4页附图4页(54)发明名称服务机器人的手臂模块化关节(57)摘要一种服务机器人的手臂模块化关节，涉及机器人技术领域。本发明为解决现有机器人产品存在的规格多、批量小、零件的通用性差、成本高，质量与可靠性都不稳定，难以达到商品化的问题。该服务机器人的模块化关节包括关节总成、驱动总成和电气总成，直流电机的输出轴、制动器轴和编码器轴的轴线平行式分布，且分别通过第一齿轮套、第二齿轮套和第三齿轮套与齿轮连接，顶盖、第二基座、第一基座、基座筒和底盖之间由上至下依次固定连接；齿轮通过锁紧螺母与第一基座相连，齿轮和第一基座之间设有第一薄壁轴承和第二薄壁轴承。本发明用于机器人的制造。CN103481293ACN1034829ACN103481293A权利要求书1/2页1.一种服务机器人的手臂模块化关节，该服务机器人模块化关节包括关节总成、驱动总成和电气总成；其中，关节总成包括第一基座(1-1-3)、第二基座(1-1-4)、齿轮(1-5)、第一薄壁轴承(1-2-1)、第二薄壁轴承(1-2-2)、第三轴承(1-2-3)、第四轴承(1-2-4)、谐波减速器（1-6）、锁紧螺母(1-4)、垫块(1-3-3)、第一轴承挡圈(1-3-1)、第二轴承挡圈(1-3-2)、顶盖(1-1-5)、底盖(1-1-1)和基座筒(1-1-2)；驱动总成包括直流电机(2-1)、第一齿轮套(2-2)和制动器（3）；电气总成包括驱动器(5-1)、驱动器支撑架(5-2)和旋转变压器（2），其特征在于，顶盖(1-1-5)、第二基座(1-1-4)、第一基座(1-1-3)、基座筒(1-1-2)和底盖(1-1-1)之间由上至下依次固定连接；齿轮(1-5)通过锁紧螺母(1-4)与第一基座(1-1-3)相连，齿轮(1-5)和第一基座(1-1-3)之间设有第一薄壁轴承(1-2-1)和第二薄壁轴承(1-2-2)；顶盖(1-1-5)和第二基座(1-1-4)之间设有第三轴承(1-2-3)和第四轴承(1-2-4)；垫块(1-3-3)与顶盖(1-1-5)固定连接，垫块(1-3-3)与顶盖(1-1-5)与第一轴承挡圈(1-3-1)共同实现第一薄壁轴承(1-2-1)外圈的轴向定位；第二轴承挡圈(1-3-2)与第二基座(1-1-4)固定连接，实现第二薄壁轴承(1-2-2)内圈的轴向定位，谐波减速器（1-6）固定在齿轮(1-5)、第二基座(1-1-4)和顶盖(1-1-5)之间；直流电机(2-1)固定在第一基座(1-1-3)上，直流电机(2-1)的电机轴通过第一齿轮套(2-2)与齿轮(1-5)相连；驱动器(5-1)通过驱动器支架(5-2)与底盖(1-1-1)固定连接，制动器（3）固定在齿轮(1-5)和第一基座(1-1-3)之间；旋转变压器（2）、直流电机(2-1)的输出轴、制动器轴(3-2)和光电编码器轴(4-4)的轴线平行式分布，且直流电机(2-1)的输出轴通过第一齿轮套(2-2)与齿轮(1-5)连接，制动器轴(3-2)通过第二齿轮套(3-3)与齿轮(1-5)连接，光电编码器轴(4-4)通过第三齿轮套(4-3)与齿轮(1-5)连接。2.根据权利要求1所述的服务机器人的手臂模块化关节，其特征在于，所述服务机器人手臂模块化关节的高度为150mm，基座筒(1-1-2)的直径小于110mm。3.根据权利要求2所述的服务机器人的手臂模块化关节，其特征在于，谐波减速器（1-6）包括柔轮(1-6-1)、波发生器(1-6-2)和钢轮(1-6-3)；波发生器(1-6-2)固定装在齿轮(1-5)上，柔轮(1-6-1)一端安装在波发生器(1-6-2)上，钢轮(1-6-3)安装在柔轮(1-6-1)上且与第二基座(1-1-4)固定连接，柔轮(1-6-1)的另一端与顶盖(1-1-5)固定连接。4.根据权利要求3所述的服务机器人的手臂模块化关节，其特征在于，制动器（3）包括制动器轴(3-2)、第二齿轮套(3-3)、无励磁动作式制动器(3-1)、第五轴承(3-4)、第六轴承(3-5)和制动器支架(3-6)；制动器轴(3-2)通过第二齿轮套(3-3)与齿轮(1-5)相连，无励磁动作式制动器(3-1)