一种双编码器一体化关节机器人的制作方法

1.本发明涉及工业机器人领域，特别涉及一种双编码器一体化关节机器人。


背景技术：

2.机器人常应用于包装、码垛、焊接、装配等精密的工业生产中，但是，由于机器人装配误差、连杆参数误差等系列误差的存在，机器人位置精度并非达到实际需求，且随着时间推移，机器人位置误差越来越大，极大地影响着机器人的性能和应用领域。
3.为了解决这个问题，现有专利公布的实施例均采用双编码器关节模组，在机器人关节输出轨迹形成位置速度闭环控制，提高机器人控制精度。例如专利cn107718036a，专利cn108638096a等。然而，上述专利对电机和减速器的结构均为中空结构，相对传统的伺服电机和减速机结构提出更为复杂的结构，价格成本也显著增大，阻碍了传统结构的伺服电机和减速器在专利公布的实施例中的应用。


技术实现要素：

4.针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种双编码器一体化关节机器人，以解决背景技术中提到的问题。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种双编码器一体化关节机器人，包括底座，所述底座上连接有第一关节，所述第一关节上连接有第二关节，所述第二关节上连接有第三关节，所述第三关节上连接有第四关节，所述第四关节上连接有第五关节，所述第五关节上连接有第六关节。
7.较佳的，所述第一关节、第二关节、第三关节、第四关节、第五关节、第六关节分别包括：伺服电机、第一法兰、谐波减速器、第二法兰、增量式磁环编码器、电机轴垫片、读数头安装支架、关节壳、后端盖；所述伺服电机内嵌绝对式编码器，所述绝对式编码器固接于所述伺服电机尾部；所述第一法兰用于所述伺服电机与所述谐波减速机的连接；所述第一法兰与所述关节壳利用螺栓进行固定连接；所述第二法兰用于谐波减速器和末端执行器或者关节壳进行固定连接；所述后端盖与所述关节壳进行固定连接；所述伺服电机的输出轴端与所述谐波减速器的波发生器利用所述电机轴垫片进行固定连接；所述增量式磁环编码器包括磁环以及读数头，所述磁环安装于所述谐波减速器输出轴端，所述磁环利用螺栓进行固接，所述读数头与所述关节壳利用所述读数头安装支架进行固定连接。
8.较佳的，所述绝对式编码器与所述增量式磁环编码器位于所述谐波减速器和所述伺服电机的上下两端形成双编码器结构。
9.较佳的，所述底座与所述第六关节上的所述第二法兰利用螺栓进行固定连接。
10.综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
11.与现有技术相比本发明的有益效果为，利用谐波减速器输出端的增量式磁环编码器配合电机绝对式编码器实现双编码器结构，消除伺服电机输出端至谐波减速器输出端之间存在的误差。本发明主要是基于六轴机器人，在每一个关节处均采用了同样的机械结构，
大大的提高了机械臂整体的运动精度。
附图说明
12.图1为本发明提供的一种双编码器一体化关节机器人外部整体的机构示意图；
13.图2为本发明提供的一种双编码器一体化关节机器人第一关节内部的各个部件的安装顺序以及各部件连接示意图；
14.图3为本发明提供的一种双编码器一体化关节机器人关节连接结构示意图；
15.图4为本发明提供的谐波减速器的波发生器与伺服电机输出端连接示意图；
16.图中：1、第一关节；2、第二关节；3、第三关节；4、第四关节；5、第五关节；6、第六关节；7、底座；8、伺服电机；9、读数头；10、磁环；11、第一法兰；12、谐波减速器；13、第二法兰；14、绝对式编码器；15、后端盖；16、读数头安装支架；17、关节壳；18、电机轴垫片。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例1
19.参考图1至图4，一种双编码器一体化关节机器人，包括底座7，底座7上连接有第一关节1，第一关节1上连接有第二关节2，第二关节2上连接有第三关节3，第三关节3上连接有第四关节4，第四关节4上连接有第五关节5，第五关节5上连接有第六关节6。
20.其中，第一关节1、第二关节2、第三关节3、第四关节4、第五关节5、第六关节6分别包括：伺服电机8、第一法兰11、谐波减速器12、第二法兰13、增量式磁环编码器、电机轴垫片18、读数头9安装支架、关节壳17、后端盖15；伺服电机8内嵌绝对式编码器14，绝对式编码器14固接于伺服电机8尾部；第一法兰11用于伺服电机8与谐波减速机的连接；第一法兰11与关节壳17利用螺栓进行固定连接；第二法兰13用于谐波减速器12和末端执行器或者关节壳17进行固定连接；后端盖15与关节壳17进行固定连接；伺服电机8的输出轴端与谐波减速器12的波发生器利用电机轴垫片18进行固定连接；增量式磁环编码器包括磁环10以及读数头9，磁环10安装于谐波减速器12输出轴端，磁环10利用螺栓进行固接，读数头9与关节壳17利用读数头9安装支架进行固定连接。
21.其中，绝对式编码器14与增量式磁环编码器位于谐波减速器12和伺服电机8的上下两端形成双编码器结构。
22.其中，底座7与第六关节6上的第二法兰13利用螺栓进行固定连接。
23.其中，与现有技术相比本发明的有益效果为，利用谐波减速器12输出端的增量式磁环编码器配合电机绝对式编码器14实现双编码器结构，消除伺服电机8输出端至谐波减速器12输出端之间存在的误差。本发明主要是基于六轴机器人，在每一个关节处均采用了同样的机械结构，大大的提高了机械臂整体的运动精度。
24.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种双编码器一体化关节机器人，包括底座(7)，其特征在于：所述底座(7)上连接有第一关节(1)，所述第一关节(1)上连接有第二关节(2)，所述第二关节(2)上连接有第三关节(3)，所述第三关节(3)上连接有第四关节(4)，所述第四关节(4)上连接有第五关节(5)，所述第五关节(5)上连接有第六关节(6)。2.根据权利要求1所述的一种双编码器一体化关节机器人，其特征在于：所述第一关节(1)、第二关节(2)、第三关节(3)、第四关节(4)、第五关节(5)、第六关节(6)分别包括：伺服电机(8)、第一法兰(11)、谐波减速器(12)、第二法兰(13)、增量式磁环编码器、电机轴垫片(18)、读数头(9)安装支架、关节壳(17)、后端盖(15)；所述伺服电机(8)内嵌绝对式编码器(14)，所述绝对式编码器(14)固接于所述伺服电机(8)尾部；所述第一法兰(11)用于所述伺服电机(8)与所述谐波减速机的连接；所述第一法兰(11)与所述关节壳(17)利用螺栓进行固定连接；所述第二法兰(13)用于谐波减速器(12)和末端执行器或者关节壳(17)进行固定连接；所述后端盖(15)与所述关节壳(17)进行固定连接；所述伺服电机(8)的输出轴端与所述谐波减速器(12)的波发生器利用所述电机轴垫片(18)进行固定连接；所述增量式磁环编码器包括磁环(10)以及读数头(9)，所述磁环(10)安装于所述谐波减速器(12)输出轴端，所述磁环(10)利用螺栓进行固接，所述读数头(9)与所述关节壳(17)利用所述读数头(9)安装支架进行固定连接。3.根据权利要求2所述的一种双编码器一体化关节机器人，其特征在于：所述绝对式编码器(14)与所述增量式磁环编码器位于所述谐波减速器(12)和所述伺服电机(8)的上下两端形成双编码器结构。4.根据权利要求2所述的一种双编码器一体化关节机器人，其特征在于：所述底座(7)与所述第六关节(6)上的所述第二法兰(13)利用螺栓进行固定连接。

技术总结
本发明公开了一种双编码器一体化关节机器人，包括底座，所述底座上连接有第一关节，所述第一关节上连接有第二关节，所述第二关节上连接有第三关节，所述第三关节上连接有第四关节，所述第四关节上连接有第五关节，所述第五关节上连接有第六关节。与现有技术相比本发明的有益效果为，利用谐波减速器输出端的增量式磁环编码器配合电机绝对式编码器实现双编码器结构，消除伺服电机输出端至谐波减速器输出端之间存在的误差。本发明主要是基于六轴机器人，在每一个关节处均采用了同样的机械结构，大大的提高了机械臂整体的运动精度。大大的提高了机械臂整体的运动精度。大大的提高了机械臂整体的运动精度。


技术研发人员：万俊 葛敏 张兰春
受保护的技术使用者：江苏理工学院
技术研发日：2021.07.07
技术公布日：2021/10/8