机器人驱动关节.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102248540A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102248540A(43)申请公布日2011.11.23(21)申请号201110203727.6(22)申请日2011.07.20(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙坪坝正街174号(72)发明人王家序罗绍华雷渠江肖科(74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之(51)Int.Cl.B25J17/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称机器人驱动关节(57)摘要本发明公开了一种机器人驱动关节，包括驱动关节壳体、动力输入轴、双联外弧形鼓齿和动力输出齿轮，动力输入轴上外套有第一滚动轴承，第一滚动轴承同动力输入轴偏心设置，所述双联外弧形鼓齿外套于第一滚动轴承，第一联鼓形齿同驱动关节壳体上的内鼓形齿轮少齿差啮合，第二联鼓形齿同动力输出齿轮少齿差啮合；驱动关节上集成设计有驱动电机、制动器、衰振单元和传感器；本发明采用双联外弧形鼓齿传动，能衰减传动系统的非线性波动并能保证承载齿轮强度与刚度，保证了在重载和长时间循环交变应力作用下的系统可靠性和平稳性；并将驱动、增矩、衰振、制动和监测等功能集成一体，不仅功能多，且结构简洁、传动链短，传动效率高，系统振动和噪声小。CN102485ACN102248540A权利要求书1/1页1.一种机器人驱动关节，其特征在于：包括驱动关节壳体、动力输入轴、双联外弧形鼓齿和设有内弧形鼓齿轮的动力输出齿轮，所述驱动关节壳体上设置有内弧形鼓齿轮，所述动力输入轴上固定外套有第一滚动轴承，第一滚动轴承同动力输入轴偏心设置，所述双联外弧形鼓齿外套于第一滚动轴承并与其同轴设置，所述双联外弧形鼓齿的第一联鼓形齿同驱动关节壳体上的内鼓形齿轮少齿差啮合，双联外弧形鼓齿的第二联鼓形齿同动力输出齿轮的内鼓形齿轮少齿差啮合。2.根据权利要求1所述的机器人驱动关节，其特征在于：还包括驱动电机，驱动电机的转子固定外套于动力输入轴并与其同轴配合，驱动电机的定子设置于驱动关节壳体上。3.根据权利要求2所述的机器人驱动关节，其特征在于：所述驱动电机的转子为感应线圈。4.根据权利要求3所述的机器人驱动关节，其特征在于：还包括制动器，所述制动器包括设有摩擦材料的离合体和设置于离合体与转子之间的压缩弹簧，所述离合体外套于动力输入轴并可沿其轴向单自由度滑动，所述压缩弹簧用于推动离合体与驱动关节壳体贴合实现制动。5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的机器人驱动关节，其特征在于：还包括衰振单元，所述衰振单元包括减振件和将减振件固定到驱动关节壳体上的连接件，所述减振件包括壳体和设置在壳体上的减振材料，减振材料通过连接件压在驱动关节壳体上。6.根据权利要求5所述的机器人驱动关节，其特征在于：所述驱动关节壳体上还设置有用于检测转子转速的速度传感器、用于检测双联外弧形鼓齿振动强度的加速度传感器和用于检测驱动电机温度的温度传感器。7.根据权利要求5所述的机器人驱动关节，其特征在于：所述动力输入轴上固定套有外花键齿套，所述离合体同外花键齿套花键配合。8.根据权利要求1所述的机器人驱动关节，其特征在于：所述双联外弧形鼓齿的第一列鼓形齿和第二列鼓形齿为旋向相反的斜齿轮，第一列鼓形齿和第二列鼓形齿的顶齿与齿根法向齿廓修缘至K型公差带且齿向成弧面。9.根据权利要求1所述的机器人驱动关节，其特征在于：所述第一滚动轴承为球面双列四点接触球轴承。10.根据权利要求1所述的机器人驱动关节，其特征在于：所述驱动关节壳体包括壳体座和通过螺钉固定在壳体座上的壳体盖，动力输入轴的一端通过第二滚动轴承与动力输出齿轮的内孔转动配合，动力输入轴的另一端通过第三滚动轴承同壳体盖转动配合，动力输入轴的中部通过第四滚动轴承同壳体座转动配合，动力输出齿轮的外圆通过第五滚动轴承同壳体座转动配合。2CN102248540A说明书1/4页机器人驱动关节技术领域[0001]本发明涉及一种驱动关节，特别涉及一种机器人驱动关节。背景技术[0002]伴随着汽车、化工、电子、食品加工、塑料、研究以及生命科学领域的飞速发展，尤其是在机器人装备领域的迅速发展，对驱动关节传动系统的传动精度、可靠性、小体积、减振降噪、轻量化、免维护等性能提出了更加苛刻的标准。[0003]以往的设计理念和工程实践中，传动系统中驱动单元、制动单元、减振组件、驱动关节、传感技术都是分开设计，模块式结构。这种传动系统不可避免的需要考虑各模块相互之间的联接方式、布置方式、装配误差等，系统部件较多、整体结构复杂。而复杂的配合关系会使系统可靠性、传动精度等降低，影响传动系统的整体性能。[0004]驱动关节是机器人系统中的核心组件之一，用于将动力端的高转速、低转矩动力转变为低