一种伺服回转关节的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种伺服回转关节，主要应用于柔性机器手的回转关节。


背景技术：

2.柔性机器手不只是一个功能产品而是作为一个半自动的工件搬运平台，可以通过增加相应的辅助设备扩展器服务范围，如伺服电动小车类似机器手第7轴，通过配置不同的工具扩展设备的使用功能如夹具等。
3.传统助力机械臂的三个回转关节均无动力，需人工手动旋转。通用机器人一般有6个自由度，即6个关节，但它们只能自动旋转，在生产过程中工人很难参与。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于设计一种伺服回转关节，应用于柔性机器手的回转关节，实现其臂杆可以自动旋转和人工旋转的自由切换。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是：
6.一种伺服回转关节，其包括伺服旋转组件、超大扭矩离合器和旋转角度测量组件；其中，所述伺服旋转部件包括：固定安装座，其包括固定底板及其上的壳体；固定底板中央设一轴孔；外齿型回转支承轴承，设置于所述固定安装座上壳体内，其内圈通过螺栓连接于所述固定底板；伺服电机及减速机，设置于所述固定安装座固定底板的一侧；驱动齿轮，设置于所述固定安装座上壳体内一侧，与外齿型回转支承轴承外圈啮合，且，驱动齿轮安装于所述减速机的输出轴上；所述超大扭矩离合器包括：回转轴承座，其底板通过螺栓连接于所述外齿型回转支承轴承的内圈；回转轴承座中央的轴孔内两端分别设有轴承；齿形刹车盘，其中央设通孔，通孔外侧的齿形刹车盘通过螺栓连接于所述回转轴承座前端面；齿形刹车盘外侧面外侧沿周向设齿形结构；连接半轴，其由连接底板及上的轴体组成，所述轴体穿过插置于所述齿形刹车盘中央的通孔插置于所述回转轴承座中央的轴孔内两端的轴承内，其端部伸入外齿型回转支承轴承内圈内；刹车装置，包括刹车气缸，其缸体通过固定支架连接于所述连接半轴的连接底板一侧；刹车气缸活塞杆端部设刹车压块，该刹车压块外侧面为与齿形刹车盘外侧面齿形结构啮合的齿面；所述旋转角度测量组件包括：编码器驱动轴，其一端穿过所述固定安装座固定底板中央的轴孔连接于伸入外齿型回转支承轴承内圈内的所述连接半轴轴体的端部，另一端伸出固定底板中央的轴孔；编码器，设置于所述编码器驱动轴伸出所述固定底板的上端部，编码器壳体固定于固定底板上。
7.进一步，所述刹车装置还包括：连接块，为三角形，上部设一供所述刹车气缸的输出轴端部插置的凹槽，并枢轴连接于该输出轴端部；连接块下部两侧分别设第一轴孔、第二轴孔；所述固定支架为一u形体，所述连接块位于其内侧；所述固定支架的底部设供所述刹车气缸的输出轴穿过的通孔，其两侧边的上部连接于所述连接底板一侧；其两侧边的下部两侧分别设第一连接孔、第二连接孔，所述连接块通过连接轴自连接块第一轴孔、固定支架
第一连接孔连接于所述固定支架上；所述刹车压块为一u形块，其底部外侧面为齿面；刹车压块的两侧壁设腰形孔；所述连接块插置于所述刹车压块内，所述连接块的第二轴孔设销轴，销轴两端穿设于所述刹车压块两侧壁的腰形孔内；卡块，成l型，其一侧边通过连接螺栓连接于所述固定支架两侧边的下部的第二连接孔，卡块的另一侧边扣设于所述齿形刹车盘内侧面上。
8.优选的，所述刹车装置的固定支架通过一连接板连接于所述连接半轴的连接底板一侧。
9.本发明所述伺服旋转关节包括由伺服旋转组件件、超大扭矩离合器和旋转角度测量组件。
10.当离合器闭合时，固定底板绕外齿型回转支承轴承按系统给出的角度值旋转。
11.超大扭矩离合器驱动扭矩从100nm到16000nm。
12.当离合器分离时，伺服电机不旋转，伺服回转关节由人工手动旋转；当离合器闭合时，伺服回转关节只能伺服旋转。
13.本发明所述旋转角度测量组件实现无论时伺服旋转或是人工手动旋转，编码器都可以实时测量出连接半轴连接底板固定底座固定底板的旋转角度。
14.本发明的有益效果：
15.本发明所述伺服回转关节通过伺服旋转组件、超大扭矩离合器和旋转角度测量组件等实现机械手各个回转关节既可以自动旋转也可以人工旋转自由切换，以此将传统助力机械手升级换代为柔性机器手，实现工件抓取和搬运环节自动完成，装配环节人工辅助参与；所以相对传统助力机械臂减少了工人的工作量，相对机器人解决了工件全自动装配困难的矛盾。
附图说明
16.图1为本发明实施例的立体图1；
17.图2为本发明实施例的立体图2；
18.图3为本发明实施例的俯视图；
19.图4为图3的a-a剖视图；
20.图5为本发明实施例的立体分解图1；
21.图6为本发明实施例的立体分解图2；
22.图7为本发明实施例中刹车装置的立体图1；
23.图8为本发明实施例中刹车装置的立体图2；
24.图9为本发明实施例中刹车装置的立体分解图。
具体实施方式
25.参见图1～图9，本发明所述的伺服回转关节，其包括伺服旋转组件1、超大扭矩离合器2和旋转角度测量组件3；其中，
26.所述伺服旋转部件1包括：
27.固定安装座11，其包括固定底板111及其上的壳体112；固定底板111中央设一轴孔；
28.外齿型回转支承轴承12，设置于所述固定安装座11上壳体112内，其内圈通过螺栓连接于所述固定底板111；
29.伺服电机及减速机13，设置于所述固定安装座11固定底板111的一侧；
30.驱动齿轮14，设置于所述固定安装座11上壳体112内一侧，与外齿型回转支承轴承12外圈啮合，且，驱动齿轮14安装于所述减速机13的输出轴上；
31.所述超大扭矩离合器2包括：
32.回转轴承座21，其底板211通过螺栓连接于所述外齿型回转支承轴承12的内圈；回转轴承座21中央的轴孔内两端分别设有轴承22；
33.齿形刹车盘23，其中央设通孔，通孔外侧的齿形刹车盘23通过螺栓连接于所述回转轴承座21前端面；齿形刹车盘23外侧面外侧沿周向设齿形结构231；
34.连接半轴24，其由连接底板241及上的轴体242组成，所述轴体242穿过插置于所述齿形刹车盘23中央的通孔插置于所述回转轴承座21中央的轴孔内两端的轴承22内，其端部伸入外齿型回转支承轴承12内圈内；
35.刹车装置25，包括刹车气缸251，其缸体通过固定支架252连接于所述连接半轴24的连接底板241一侧；刹车气缸活塞杆端部设刹车压块253，该刹车压块253外侧面为与齿形刹车盘外侧面齿形结构啮合的齿面；
36.所述旋转角度测量组件3包括：
37.编码器驱动轴31，其一端穿过所述固定安装座11固定底板111中央的轴孔连接于伸入外齿型回转支承轴承12内圈内的所述连接半轴24轴体242的端部，另一端伸出固定底板111中央的轴孔；
38.编码器32，设置于所述编码器驱动轴31伸出所述固定底板111的上端部，编码器32壳体固定于固定底板111上。
39.参见图7～图9，所述刹车装置25还包括：
40.连接块254，为三角形，上部设一供所述刹车气缸251的输出轴端部插置的凹槽2541，并枢轴连接于该输出轴端部；连接块254下部两侧分别设第一轴孔2542、第二轴孔2543；所述固定支架252为一u形体，所述连接块254位于其内侧；所述固定支架252的底部设供所述刹车气缸251的输出轴穿过的通孔2521，其两侧边的上部连接于所述连接底板241一侧；其两侧边的下部两侧分别设第一连接孔2522、第二连接孔2523，所述连接块254通过连接轴255自连接块254第一轴孔2542、固定支架252第一连接孔2522连接于所述固定支架252上；
41.所述刹车压块253为一u形块，其底部外侧面为齿面2531；刹车压块253的两侧壁设腰形孔2532；所述连接块254插置于所述刹车压块253内，所述连接块254的第二轴孔2543设销轴256，销轴256两端穿设于所述刹车压块253两侧壁的腰形孔2532内；
42.卡块257，成l型，其一侧边2571通过连接螺栓258连接于所述固定支架252两侧边的下部的第二连接孔2523，卡块257的另一侧边2572扣设于所述齿形刹车盘23内侧面上。
43.优选的，所述刹车装置25的固定支架252通过一连接板259连接于所述连接半轴24的连接底板241一侧。
44.本发明所述伺服回转关节工作过程如下：
45.本发明所述伺服回转关节中：
46.刹车装置25和连接半轴24(连接臂杆)通过螺栓连接为一个实体——臂杆连接组件。
47.回转轴承座21、齿形刹车盘23和外齿型回转支承轴承12外圈通过螺栓连接为一个实体——刹车盘组件。
48.伺服电机减速机13、驱动齿轮14、固定安装座11和外齿型回转支承轴承12内圈通过螺栓连接为一个实体——旋转组件。
49.当超大扭矩离合器闭合时，臂杆连接组件和刹车盘组件通过刹车压块和齿形刹车盘压紧使它们连接为一个实体，这时伺服电机旋转，使其绕外齿型回转支承轴承的内圈旋转。
50.当超大扭矩离合器分离时，臂杆连接组件和刹车盘组件处于分离状态，臂杆连接组件可以绕刹车盘组件自由旋转，这时伺服电机处于停止状态，使其和刹车盘组件通过驱动齿轮和外齿型回转支承轴承外圈的齿咬合，形成一个临时的实体。这样人工手动旋转连接半轴(连接臂杆)时，旋转部件和刹车盘组件绕外齿型回转支承轴承的内圈旋转。
51.所述旋转角度测量组件可以实现无论是伺服旋转或是人工手动旋转，编码器都可以实时测量出连接半轴和固定安装座的旋转角度。