机械臂关节装置及机械臂的制作方法

1.本公开属于机械臂技术领域，本公开尤其涉及一种机械臂关节装置及机械臂。


背景技术：

2.机械臂中的协作型机械臂是近些年的重要发展方向。
3.协作型机械臂通常采用模块化关节，因此，模块化关节的装配精度对机械臂的装配精度就显得至关重要。
4.其中，如何保证装配后的模块化关节与低速侧编码器零点的一致性成为技术难题。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种机械臂关节装置及机械臂。
6.本公开的机械臂关节装置及机械臂通过以下技术方案实现。
7.根据本公开的一个方面，提供一种机械臂关节装置，包括：
8.输出法兰，所述输出法兰设置在机械臂关节装置的第一端部，所述输出法兰的外端面上形成有至少一条第一线状部，所述输出法兰具有中心通孔；
9.磁环安装部，所述磁环安装部设置在机械臂关节装置的第二端部，所述磁环安装部的外端面上形成有至少一条第二线状部，所述磁环安装部具有中心通孔；
10.磁环部，所述磁环部设置在所述磁环安装部上，所述磁环部的外端面上形成有至少一条第三线状部；以及
11.轴部，所述轴部至少穿过所述输出法兰的中心通孔以及所述磁环安装部的中心通孔，所述轴部的第一端面上形成有至少一条第四线状部，所述轴部的第二端面上形成有至少一条第五线状部，所述第四线状部能够与所述第一线状部对齐，所述第五线状部能够与所述第二线状部以及所述第三线状部对齐。
12.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述第四线状部与所述第五线状部平行设置，且所述第四线状部与所述第五线状部的数目相同。
13.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述第四线状部与所述第五线状部均为一条。
14.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述第一线状部的数目与所述第四线状部的数目相同。
15.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述第一线状部的数目为一条。
16.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述第三线状部的数目与所述第五线状部的数目相同。
17.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述第三线状部的数目为一
条。
18.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述磁环安装部的外端面包括第一子端面和第二子端面，所述第一子端面与所述第二子端面具有高度差，所述第一子端面上形成有一条第二线状部，所述第二子端面上形成有一条第二线状部，所述第一子端面上形成的所述第二线状部与所述第二子端面上形成的所述第二线状部平行设置。
19.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述第一线状部、所述第二线状部、所述第三线状部、所述第四线状部以及所述第五线状部均为线状槽结构。
20.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述输出法兰、所述磁环安装部以及所述磁环部均为环形形状；所述第一线状部沿所述输出法兰的径向方向延伸，所述第二线状部沿所述磁环安装部的径向方向延伸，所述第三线状部沿所述磁环部的径向方向延伸，所述第四线状部以及所述第五线状部均沿所述轴部的方向延伸。
21.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述轴部为中空轴。
22.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述轴部的第一端面位于机械臂关节装置的第一端部，所述轴部的第二端面位于机械臂关节装置的第二端部。
23.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述轴部的第一端面形成有环状缘部，所述第四线状部形成在所述环状缘部上。
24.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，所述磁环部为低速侧磁环。
25.根据本公开的至少一个实施方式的机械臂关节装置，还包括低速侧磁读头，所述低速侧磁读头与所述磁环部配合以对所述磁环部的磁场信息进行读取。
26.根据本公开的另一个方面，提供一种机械臂，包括：
27.至少一个上述任一项所述的机械臂关节装置。
附图说明
28.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
29.图1是根据本公开的一个实施方式的机械臂关节装置的结构示意图之一。
30.图2是根据本公开的一个实施方式的机械臂关节装置的结构示意图之二。
31.图3是根据本公开的一个实施方式的机械臂关节装置的结构示意图之三。
32.图4是根据本公开的一个实施方式的机械臂关节装置的局部放大示意图。
33.附图标记说明
34.100机械臂关节装置
35.10输出法兰
36.20磁环安装部
37.30磁环部
38.40轴部
39.50低速侧磁读头
40.101第一线状部
41.201第二线状部
42.301 第三线状部
43.401 第四线状部
44.402 第五线状部。
具体实施方式
45.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
46.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
47.除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
48.在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
49.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
50.为了描述性目的，本公开可使用诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“在
……
下”、“下”、“在
……
上方”、“上”、“在
……
之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在
……
下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
51.这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使
用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
52.图1是根据本公开的一个实施方式的机械臂关节装置的结构示意图之一，即机械臂关节装置的剖面视图。图2是根据本公开的一个实施方式的机械臂关节装置的结构示意图之二，即机械臂关节装置的一个侧面的结构示意图。图3是根据本公开的一个实施方式的机械臂关节装置的结构示意图之三，即机械臂关节装置的另一个侧面的结构示意图。图4是图3示出的机械臂关节装置的局部放大示意图，即图3中a区域的放大示意图。
53.如图1至图4所示，根据本公开的一个实施方式的机械臂关节装置100，包括：输出法兰10，输出法兰10设置在机械臂关节装置的第一端部，输出法兰10的外端面上形成有至少一条第一线状部101，输出法兰10具有中心通孔；
54.磁环安装部20，磁环安装部20设置在机械臂关节装置100的第二端部，磁环安装部20的外端面上形成有至少一条第二线状部201，磁环安装部20具有中心通孔；
55.磁环部30，磁环部30设置在磁环安装部20上，磁环部30的外端面上形成有至少一条第三线状部301；以及
56.轴部40，轴部40至少穿过输出法兰10的中心通孔以及磁环安装部20的中心通孔，轴部40的第一端面上形成有至少一条第四线状部401，轴部40的第二端面上形成有至少一条第五线状部402，第四线状部401能够与第一线状部101对齐，第五线状部402能够与第二线状部201以及第三线状部301对齐。
57.图1中，机械臂关节装置100的第一端部为左端部，机械臂关节装置100的第二端部为右端部。
58.上述实施方式中，优选地，第四线状部401与第五线状部402平行设置，且第四线状部401与第五线状部402的数目相同。
59.如图2至4所示，优选地，第四线状部401与第五线状部402均为一条。
60.优选地，第一线状部101的数目与第四线状部401的数目相同。
61.优选地，第一线状部101的数目为一条。
62.根据本公开优选实施方式的机械臂关节装置100，第三线状部301的数目与第五线状部402的数目相同。
63.上述各个实施方式中，优选地，第三线状部301的数目为一条。
64.根据本公开的优选实施方式，如图3和图4所示，机械臂关节装置的磁环安装部20的外端面包括第一子端面和第二子端面，第一子端面与第二子端面具有高度差，第一子端面上形成有一条第二线状部201，第二子端面上形成有一条第二线状部201，第一子端面上形成的第二线状部201与第二子端面上形成的第二线状部201平行设置。
65.上述各个实施方式中，优选地，第一线状部101、第二线状部201、第三线状部301、第四线状部401以及第五线状部402均为线状槽结构。
66.根据本公开的优选实施方式，机械臂关节装置100的输出法兰10、磁环安装部20以及磁环部30均为环形形状；第一线状部101沿输出法兰10的径向方向延伸，第二线状部201沿磁环安装部20的径向方向延伸，第三线状部301沿磁环部30的径向方向延伸，第四线状部401以及第五线状部402均沿轴部40的方向延伸。
67.上述各个实施方式中，优选地，机械臂关节装置100的轴部40为中空轴。
68.如图1至3所示，机械臂关节装置100的轴部40的第一端面位于机械臂关节装置的第一端部，机械臂关节装置100的轴部40的第二端面位于机械臂关节装置100的第二端部。
69.如图1和图2所示，根据本公开优选实施方式的机械臂关节装置100，轴部40的第一端面形成有环状缘部，第四线状部401形成在环状缘部上。
70.上述各个实施方式中，优选地，磁环部30为低速侧磁环。
71.上述各个实施方式中，优选地，机械臂关节装置100还包括低速侧磁读头50，低速侧磁读头50与磁环部30配合以对磁环部30的磁场信息进行读取。
72.下文对本公开的机械臂关节装置的对齐原理及工作原理进行说明。
73.由于输出法兰10上设计有第一线状部101(零线槽)，轴部40的第一端面上设计有第四线状部401(零线槽)，在装配机械臂关节装置时需保证输出法兰10上的第一线状部101与轴部40上的第四线状部401对齐。
74.轴部40的第二端面上设计有第五线状部402(零线槽)，磁环安装部20上设计有第二线状部201(零线槽)，磁环部30上设计有第三线状部301(零线槽)。在装配机械臂关节装置100时需要保证轴部40的第五线状部402与磁环安装部20上设计的第二线状部201对齐，同时需要保证磁环安装部20上设计的第二线状部201与磁环部30上设计的第三线状部301对齐。
75.通过以上结构及装配可以保证磁环部30与低速侧磁读头50每次装配时准确的位置关系。
76.本公开的机械臂关节装置由于设置了上文描述的线状部，能够保证机械臂关节装置的相关零件在装配时的位置关系，保证了模块化的机械臂关节装置的装配零位一致性。
77.根据本公开的一个实施方式的机械臂，包括：一个或两个以上的上述任一个实施方式的机械臂关节装置100。
78.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
79.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
80.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。