专利名称:可组合的机器人关节的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机器人，特别涉及机器人的关节，具体是一种可组合的机器人关 节。
背景技术：
机器人关节是机器人系统中结构较复杂的部分。一个机器人通常包含多个关节， 且这些关节结构不同，无法进行互换。通常对每个关节都需要进行单独的设计、制造和装 配，且成本高也不便于维护，其结构一经设计便无法改变，无法根据任务和工作环境的要求 进行变更或扩展。中国发明专利申请(申请日2006年12月1日，申请号200610125217.0， 公开号CN1974147A)说明书公开了一种可组合的机器人关节，电机的运动通过减速器输出 到一个直齿轮，再通过两个与该直齿轮啮合的直齿轮输出到两个转向减速器，进而驱动连 接盘。该技术方案中，需要两个转向减速器，而且是通过两个直齿轮与同一个直齿轮相啮合 来传递运动，这种结构在装配时需要安装的零部件多，而且两个直齿轮与一个直齿轮相啮 合，对零件的，否则会发生相互干涉，从而增加了加工和装配的难度。
实用新型
本实用新型的目的在于提供一种可组合的机器人关节，所述的这种可组合的机器 人关节要解决现有技术中可组合式机器人关节两个连接盘各自与一个转向减速器连接从 而需要两个齿轮与另一齿轮相啮合，对零件加工精度要求高、增加了加工和装配的难度的 技术问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的包括壳体和设于壳体内的电机、 传动装置、检测装置，以及设于壳体后端的两个连接支架和设于壳体前端两侧的连接盘，其 中，所述传动装置包括中间传动装置和末端传动装置，中间传动装置与电机输出轴相连接， 中间传动装置与末端传动装置相连接，该末端传动装置具有两头输出轴，该两头输出轴分 别与一个连接盘相连接，连接盘和连接支架上均设有连接孔。
所述的中间传动装置包括行星齿轮减速器和两个相啮合的直齿轮，末端传动装置 是蜗轮蜗杆减速器，行星齿轮减速器的输入轴与电机的输出轴相连接，行星齿轮减速器的 输出轴与第一直齿轮相连接，第二直齿轮与蜗杆轴相连接，蜗轮轴从蜗轮两侧延伸构成两 头输出轴，该两头输出轴上分别设有第一连接盘和第二连接盘。
所述检测装置包括设于电机后端的光电编码器和设于一个连接盘上的电位器，该 光电编码器与电机同轴相连。
所述第一连接盘和第二连接盘中部设置有孔，第一连接盘和第二连接盘通过螺母 设于输出轴端部，第一连接盘和第二连接盘上沿圆周方向设有至少两个连接孔，连接支架 末端呈圆环形盘体，该圆环形盘体中央孔的直径大于连接盘连接螺母外接圆的直径，该圆 环上沿其圆周方向设有至少两个连接孔，该至少两个连接孔的位置与连接盘上连接孔的位
置对应一致。[0008]本实用新型和已有技术相比，其效果是积极和明显的。在可组合的机器人关节中采用具有两头输出轴的末端传动装置，该末端传动装置只需要和一个齿轮连接就可以实现 两个连接盘的驱动，实现转向的功能，从而可以减少连接零件，在中间传动装置可以采用一 对一啮合的齿轮副，降低齿轮的安装位置精度，从而降低加工和装配的难度。中间传动装置 由行星齿轮减速器和一对直齿轮组成，行星齿轮减速器的减速比大，可以将电机的高转速 变为较低的转速输出，而采用一对直齿轮与蜗轮蜗杆减速器连接，末端传动装置采用蜗轮 蜗杆减速器，可以将输入轴的转动转换到垂直方向的输出转动，将电机的转动输出到与电 机主轴方向垂直的转动，实现关节的转动。在连接支架上设环形圆盘，便于和另一个关节的 连接盘相连接，可以灵活组成多关节的机器人。
图1是本实用新型主视图(局部剖切视图)。
图2是本实用新型俯视图。
具体实施方式
下面结合附图通过实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1和图2所示，在本实施例中，可组合的机器人关节包括壳体5和设于壳体5 内的电机12、传动装置、检测装置，以及设于壳体后端的两个连接支架14和设于壳体前端 两侧的连接盘19、22，电机12通过电机支架设置于壳体内，所述传动装置包括中间传动装 置和末端传动装置，所述的中间传动装置包括行星齿轮减速器11和两个相啮合的直齿轮 9、8，行星齿轮减速器11设置于减速器支架10上，末端传动装置是蜗轮蜗杆减速器，该蜗轮 蜗杆减速器包括外壳6、蜗杆7、蜗轮17和蜗轮轴16，行星齿轮减速器11的输入轴与电机12 的输出轴相连接，行星齿轮减速器11的输出轴与第一直齿轮9相连接，第二直齿轮8与蜗 杆7轴相连接，蜗轮轴16从蜗轮17两侧延伸构成两头输出轴，蜗轮轴16两端通过轴承18 设于壳体5上，该两头输出轴上分别设有第一连接盘19和第二连接盘22。所述检测装置 包括设于电机12后端的光电编码器13和设于连接盘22上的电位器20，该光电编码器13 与电机12同轴相连，用于检测电机的速度和加速度信号，电位器20用于检测连接盘的绝对 转角位置信号。所述第一连接盘19和第二连接盘22中部设置有孔，第一连接盘19和第二 连接盘22通过螺母21设于输出轴(也就是蜗轮轴16)端部，第一连接盘19和第二连接盘 22上沿圆周方向均勻设有六个连接孔，连接支架14末端呈圆环形盘体，该圆环形盘体中央 孔的直径大于连接盘连接螺母21外接圆的直径，该圆环上沿其圆周方向均勻分布设有六 个连接孔15，该六个连接孔15的位置(连接孔15所处的半径和同水平方向的夹角)与连 接盘19、22上连接孔的位置对应一致，通过连接孔15，可以将连接支架14与另一个关节的 连接盘相连接，组合成多关节的机器人，这可以根据实际需要进年灵活的组合。
当然，除了上述技术方案，检测装置中与电机相连接的也可以是旋转变压器，电位 器也可以采用绝对编码器。连接盘和连接支架上连接孔的数量也可以是三个、四个，或者别 的数量，只要连接支架上连接孔的位置与连接盘上连接孔的位置对应，可以组装即可。行星 齿轮减速器也可以采用其它输入输出同向的减速器，比如直齿轮减速器；一对相啮合的直 齿轮也可采用一对斜齿轮代替；末端传动装置也可以采用别的输入输出轴垂直的减速器，比如由锥齿轮副构成的减速器
权利要求
一种可组合的机器人关节，包括壳体和设于壳体内的电机、传动装置、检测装置，以及设于壳体后端的两个连接支架和设于壳体前端两侧的连接盘，其特征在于所述传动装置包括中间传动装置和末端传动装置，中间传动装置与电机输出轴相连接，中间传动装置与末端传动装置相连接，该末端传动装置具有两头输出轴，该两头输出轴分别与一个连接盘相连接，连接盘和连接支架上均设有连接孔。
2.如权利要求
1所述的可组合的机器人关节，其特征在于所述的中间传动装置包括 行星齿轮减速器和两个相啮合的直齿轮，末端传动装置是蜗轮蜗杆减速器，行星齿轮减速 器的输入轴与电机的输出轴相连接，行星齿轮减速器的输出轴与第一直齿轮相连接，第二 直齿轮与蜗杆轴相连接，蜗杆轴从蜗轮两侧延伸构成两头输出轴，该两头输出轴上分别设 有第一连接盘和第二连接盘。
3.如权利要求
1所述的可组合的机器人关节，其特征在于所述检测装置包括设于电 机后端的光电编码器和设于一个连接盘上的电位器，该光电编码器与电机同轴相连。
4.如权利要求
2所述的可组合的机器人关节，其特征在于所述第一连接盘和第二连 接盘中部设置有孔，第一连接盘和第二连接盘通过螺母设于输出轴端部，第一连接盘和第 二连接盘上沿圆周方向设有至少两个连接孔，连接支架末端呈圆环形盘体，该圆环形盘体 中央孔的直径大于连接盘连接螺母外接圆的直径，该圆环上沿其圆周方向设有至少两个连 接孔，该至少两个连接孔的位置与连接盘上连接孔的位置对应一致。
专利摘要
一种可组合的机器人关节，包括壳体和设于壳体内的电机、传动装置、检测装置，以及设于壳体后端的两个连接支架和设于壳体前端两侧的连接盘，传动装置包括中间传动装置和末端传动装置，末端传动装置具有两个输出轴，中间传动装置包括行星齿轮减速器和两个相啮合的直齿轮，末端传动装置是蜗轮蜗杆减速器，蜗轮轴从蜗轮两侧延伸构成两个输出轴，两个输出轴上分别设有连接盘。在可组合的机器人关节中采用具有两个输出轴的末端传动装置，末端传动装置只需要和一个齿轮连接就可以实现两个连接盘的驱动，实现转向的功能，从而可以减少连接零件，在中间传动装置可以采用一对一啮合的齿轮副，降低齿轮的安装位置精度，从而降低加工和装配的难度。
文档编号F16H1/20GKCN201597037SQ201020041043
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月7日
发明者唐维纲, 张小辉, 张欲晓, 方育萍, 潘春梅, 王新杰, 王良文, 陈学东 申请人:郑州轻工业学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan