一种用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置，包括设在机器人关节中的被制动传动齿轮附近的电磁铁、制动块以及复位弹簧，其中，所述电磁铁固定于机器人关节的基座上；所述制动块连接在电磁铁的推杆上；所述复位弹簧一端与机器人关节的基座连接，另一端与制动块连接；当所述电磁铁得电时，电磁铁的推杆推动制动块克服复位弹簧的弹力离开所述被制动传动齿轮的齿槽，当所述电磁铁失电时，所述复位弹簧推动制动块伸入到所述被制动传动齿轮的齿槽中。本实用新型的制动装置利用机器人关节的现有结构实现制动，具有结构简单、成本低、布置位置灵活、重量轻等优点。
【专利说明】
一种用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种机器人关节的制动装置。
【背景技术】
[0002]制动器的一般原理是在机器的高速轴上固定一个轮或盘，在机座上安装与之相适应的闸瓦、带或盘，在外力作用下使之产生制动力矩。通常是按失效抱闸方式工作的，即要松开制动器就必须接通电源，否则，各关节不能产生相对运动。其主要目的是在电源出现故障和非工作时起保护作用。其缺点是在工作期间要保持通电使制动器松开。常用的制动方式有:油压、机械、气压及真空助力气压、弹簧储能、排气辅助制动、发动机怠速辅助制动和磁涡轮缓速器等。
[0003]机器人关节制动器通常采用专用抱闸，是失电制动器，以保证机器人及设备的安全及姿态维持。制动的形式多种多样，以盘式制动器为主，并且以电磁力为主要的动力。现有的应用于机器人的制动器主要有失电电磁制动器和压电陶瓷制动器等。而为了使用这些制动器，往往还需要一套额外的传动装置，因此存在结构复杂、成本高、空间布置不灵活、笨重等问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置，该制动装置利用机器人关节的现有结构实现制动，具有结构简单、成本低、布置位置灵活、重量轻等优点。
[0005]本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:
[0006]—种用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置，包括设在机器人关节中的被制动传动齿轮附近的电磁铁、制动块以及复位弹簧，其中，所述电磁铁固定于机器人关节的基座上;所述制动块连接在电磁铁的推杆上;所述复位弹簧一端与机器人关节的基座连接，另一端与制动块连接；当所述电磁铁得电时，电磁铁的推杆推动制动块克服复位弹簧的弹力离开所述被制动传动齿轮的齿槽，当所述电磁铁失电时，所述复位弹簧推动制动块伸入到所述被制动传动齿轮的齿槽中。
[0007]本实用新型的一个优选方案，其中，所述制动块上连接有与电磁铁的推杆轴线平行的导柱，所述机器人关节的基座上设有导向孔，所述导柱匹配于所述导向孔中。利用导柱和导向孔的配合实现导向作用，在制动过程中防止制动块的扭动以提升制动的可靠性。
[0008]本实用新型的一个优选方案，其中，所述电磁铁的推杆的轴线与所述被制动传动齿轮的轴线平行。本实用新型的制动装置在电磁铁的推杆的轴线方向的尺寸较大，而被制动传动齿轮的轴线方向上通常具有较大的空间，上述布置方式能够充分利用机器人关节内部原有空间。
[0009]本实用新型的一个优选方案，其中，所述机器人关节中的齿轮传动机构为锥齿传动机构，所述被制动传动齿轮为该锥齿传动机构中的主动锥齿轮;所述电磁铁为推式电磁铁，该电磁铁设置于所述主动锥齿轮的小端对应处，该电磁铁通过电磁铁固定架固定在机器人关节的基座上;所述导柱设置于所述主动锥齿轮的大端对应处;所述复位弹簧设置于导向孔中。
[0010]本发的一个优选方案，其中，所述机器人关节中的齿轮传动机构为圆柱齿轮传动机构，所述被制动传动齿轮为该圆柱齿轮传动机构中的从动圆柱齿轮;所述电磁铁为拉式电磁铁，该电磁铁和所述导柱均设置于所述从动圆柱齿轮轴线方向的同一侧，该电磁铁通过电磁铁固定架固定在机器人关节的基座上;所述导柱一端与电磁铁的推杆连接，另一端与制动块连接，该导柱从下向上穿过设置在机器人关节的基座的导向孔，所述复位弹簧套在所述导柱上。
[0011]本实用新型的制动装置的工作原理为:当机器人关节处于正常的工作状态下，电磁铁处于得电状态，电磁铁中的推杆和制动块克服复位弹簧的弹力将制动块维持在离开被制动传动齿轮的齿槽的位置，此时机器人关节中的齿轮传动机构可以正常运转；当机器人关节处于停止状态或由于其他原因必须制动时，电磁铁失电，制动块在复位弹簧的推动下伸入到被制动传动齿轮的齿槽中，使得机器人关节中的齿轮传动机构无法转动而实现制动。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果:
[0013]1、利用带齿轮传动机构的机器人关节中的齿轮构成被制动对象，从而大大简化了制动装置的结构，缩小了体积，具有成本低、布置位置灵活、重量轻等优点。
[0014]2、传动齿轮中的齿槽具有沿着圆周方向均匀分布且紧密排列的特点，本实用新型利用齿轮的这种结构特点，只需在被制动齿轮齿槽的附近设置可离开和进入齿槽的制动块即可方便的实现制动，结构巧妙，制动可靠。
【附图说明】
[0015]图1-图3为本实用新型的用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置的第一个【具体实施方式】的结构示意图，其中，图1为处于制动状态的示意图，图2为图1的A-A剖视图，图3为处于非制动状态的示意图。
[0016]图4和图5为本实用新型的用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置的第二个【具体实施方式】的结构示意图，其中，图4为处于制动状态的示意图，图5为处于非制动状态的示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0018]实施例1
[0019]参见图1-图3，本实施例的用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置中，所述机器人关节中的齿轮传动机构为锥齿传动机构，该锥齿传动机构中的主动锥齿轮106与伺服电机101连接，并通过角接触球轴承102连接在机器人关节的基座104上，从动锥齿轮109与谐波减速器组件111连接，谐波减速器组件111与关节输出件110相连;所述主动锥齿轮106构成被制动传动齿轮。
[0020]参见图1-图3，所述制动装置包括设在机器人关节中的被制动传动齿轮附近的电磁铁、制动块112以及复位弹貪103，其中，所述电磁铁固定于机器人关节的基座104上;所述制动块112连接在电磁铁的推杆上;所述复位弹簧103—端与机器人关节的基座104连接，另一端与制动块112连接；当所述电磁铁得电时，电磁铁的推杆推动制动块112克服复位弹簧103的弹力离开所述被制动传动齿轮的齿槽，当所述电磁铁失电时，所述复位弹簧103推动制动块112伸入到所述被制动传动齿轮的齿槽中。
[0021]参见图1-图3，进一步地，所述制动块112上连接有与电磁铁的推杆轴线平行的导柱105，所述机器人关节的基座104上设有导向孔，所述导柱105匹配于所述导向孔中。利用导柱105和导向孔的配合实现导向作用，在制动过程中防止制动块112的扭动以提升制动的可靠性。
[0022]参见图1-图3，所述电磁铁的推杆的轴线与所述被制动传动齿轮的轴线平行。本实用新型的制动装置在电磁铁的推杆的轴线方向的尺寸较大，而被制动传动齿轮的轴线方向上通常具有较大的空间，上述布置方式能够充分利用机器人关节内部原有空间。
[0023]参见图1-图3，所述电磁铁为推式电磁铁107，该电磁铁设置于所述主动锥齿轮106的小端对应处，该电磁铁通过电磁铁固定架108固定在机器人关节的基座104上;所述导柱105设置于所述主动锥齿轮106的大端对应处;所述复位弹簧103设置于导向孔中。
[0024]本实施例的制动装置的工作过程是:参见图1和图2，当机器人关节处于正常的工作状态下，电磁铁处于得电状态，电磁铁中的推杆保持在向下推出状态，从而克服复位弹簧103的弹力将制动块112维持在离开被制动传动齿轮的齿槽的位置，此时机器人关节中的齿轮传动机构可以正常运转;参见图3，当机器人关节处于停止状态或由于其他原因必须制动时，机器人控制电磁铁失电，制动块112在复位弹簧103的推动下伸入到被制动传动齿轮的齿槽中，使得机器人关节中的齿轮传动机构无法转动而实现制动。
[0025]实施例2
[0026]参见图4和图5，本实施例中，所述机器人关节中的齿轮传动机构为圆柱齿轮传动机构，该圆柱齿轮传动机构中的主动圆柱齿轮204与伺服电机201连接，从动圆柱齿轮205与谐波减速器组件211连接，谐波减速器组件211与关节输出件212相连;所述从动圆柱齿轮205构成被制动传动齿轮。
[0027]参见图4和图5，所述电磁铁为拉式电磁铁203，该电磁铁和导柱206均设置于所述从动圆柱齿轮205轴线方向的同一侧，该电磁铁通过电磁铁固定架202固定在机器人关节的基座210上;所述导柱206—端与电磁铁的推杆连接，另一端通过固定螺母209与制动块208连接，该导柱206从下向上穿过设置在机器人关节的基座210的导向孔，所述复位弹簧207套在所述导柱206上。
[0028]本实施例的制动装置的工作过程是:参见图4，当机器人关节处于正常的工作状态下，电磁铁处于得电状态，电磁铁中的推杆保持在向下拉回状态，从而克服复位弹簧207的弹力将制动块208维持在离开被制动传动齿轮的齿槽的位置，此时机器人关节中的齿轮传动机构可以正常运转；参见图5，当机器人关节处于停止状态或由于其他原因必须制动时，机器人控制电磁铁失电，制动块208在复位弹簧207的推动下伸入到被制动传动齿轮的齿槽中，使得机器人关节中的齿轮传动机构无法转动而实现制动。
[0029]本实施例上述以外的其他实施方式参照实施例1来实施。
[0030]上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置，其特征在于，包括设在机器人关节中的被制动传动齿轮附近的电磁铁、制动块以及复位弹簧，其中，所述电磁铁固定于机器人关节的基座上;所述制动块连接在电磁铁的推杆上;所述复位弹簧一端与机器人关节的基座连接，另一端与制动块连接;当所述电磁铁得电时，电磁铁的推杆推动制动块克服复位弹簧的弹力离开所述被制动传动齿轮的齿槽，当所述电磁铁失电时，所述复位弹簧推动制动块伸入到所述被制动传动齿轮的齿槽中。2.根据权利要求1所述的用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置，其特征在于，所述制动块上连接有与电磁铁的推杆轴线平行的导柱，机器人关节的基座上设有导向孔，所述导柱匹配于所述导向孔中。3.根据权利要求2所述的用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置，其特征在于，所述电磁铁的推杆的轴线与所述被制动传动齿轮的轴线平行。4.根据权利要求3所述的用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置，其特征在于，所述机器人关节中的齿轮传动机构为锥齿传动机构，所述被制动传动齿轮为该锥齿传动机构中的主动锥齿轮;所述电磁铁为推式电磁铁，该电磁铁设置于所述主动锥齿轮的小端对应处，该电磁铁通过电磁铁固定架固定在机器人关节的基座上;所述导柱设置于所述主动锥齿轮的大端对应处;所述复位弹簧设置于导向孔中。5.根据权利要求3所述的用于带齿轮传动机构的机器人关节的制动装置，其特征在于，所述机器人关节中的齿轮传动机构为圆柱齿轮传动机构，所述被制动传动齿轮为该圆柱齿轮传动机构中的从动圆柱齿轮;所述电磁铁为拉式电磁铁，该电磁铁和所述导柱均设置于所述从动圆柱齿轮轴线方向的同一侧，该电磁铁通过电磁铁固定架固定在机器人关节的基座上;所述导柱一端与电磁铁的推杆连接，另一端与制动块连接，该导柱从下向上穿过设置在机器人关节的基座的导向孔，所述复位弹簧套在所述导柱上。
【文档编号】F16D121/20GK205630672SQ201620261551
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】管贻生, 谷世超, 黄晶, 苏满佳, 张宏
【申请人】广东工业大学, 佛山博文机器人自动化科技有限公司