一种机器人一体式关节结构的制作方法

本发明涉及机器人关节结构的技术领域，具体为一种机器人一体式关节结构。

背景技术：

关节机器人时当今工业领域中最常见的工业机器人的形态之一，适用于诸多工业领域的机械自动化作业，如：自动化装配、喷漆、搬运、焊接等工作。

现有的机器人关节，其为铸造零件组装而成，整个部件的重量大、且散热慢，易使得部件因为散热不佳影响运作平稳性、整体寿命短；且现有的机器人关节，把电机、刹车与编码器与减速器需要不同腔体独立布置，整个结构复杂、体积大，且由于多个结构独立布置，使得关节穿线难，机器人关节各种控制管线易收到角度旋转的影响，限制了机器人关节的使用范围和场合。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种机器人一体式关节结构，其将电机、刹车与编码器与减速器融为一体式，使得整个关节的结构紧凑，体积小，重量轻，且合理排布管线，使得穿线方便，扩大了机器人关节适用范围和场合。

一种机器人一体式关节结构，其技术方案是这样的：其包括主轴、外壳，所述主轴贯穿所述外壳的安装腔体的中心，其特征在于：所述安装腔体内设置有无框电机、电磁刹车、谐波减速器，所述主轴贯穿无框电机、谐波减速器所对应的中心孔，所述无框电机包括电机转子轴、无框电机座，所述电机转子轴的其中一段的外环面上套装有所述电磁刹车，所述电机转子轴的输出段紧固连接所述谐波减速器的输入部分，所述谐波减速器的输出部分固装于所述主轴的输出部分，所述电机转子轴的输入段外凸于所述外壳，所述电机转子外凸的部分套装有编码器，所述主轴为空心主轴，所述主轴内的空腔用于走线，所述电磁刹车断电刹车、通电脱离电机转子轴。

其进一步特征在于：所述外壳包括前套筒、后端盖，所述前套筒的内壁固装有所述谐波减速器的主体部分，所述电机转子轴贯穿所述后端盖，所述电机转子轴的外环面相对于所述后端盖的长度方向的两端位置套装有第一轴承；

所述主轴的外环面相对于所述电机转子轴的长度方向的两端位置套装有第二轴承；

所述主轴的输出部分为输出端盖，所述输出端盖固定套装于所述主轴外露于所述壳体的部分，连接螺母紧固连接所述输出端盖、谐波减速器的输出部分；

所述前套筒、后端盖均为铝合金机加工件，其使得整个结构重量轻、散热好。

采用上述技术方案后，外壳所组成的安装腔体内有无框电机、电磁刹车、谐波减速器，编码器设置于外壳的外部，通电状态下编码器控制无框电机的电机转子轴的输入，电机转子轴带动谐波减速器减速运转，谐波减速器输出带动主轴输出，断电状态下电磁刹车闭合，其将电机、刹车与编码器与减速器融为一体式，使得整个关节的结构紧凑，体积小，重量轻，且主轴为空心主轴，所述主轴内的空腔用于走线，合理排布管线，使得穿线方便，扩大了机器人关节适用范围和场合。

附图说明

图1为本发明的主视图结构示意图；

图2为图1的A-A剖结构示意图；

图中序号所对应的名称如下：

主轴1、外壳2、安装腔体3、无框电机4、电磁刹车5、谐波减速器6、电机转子轴7、无框电机座8、输入部分9、输出部分10、编码器11、空腔12、前套筒13、后端盖14、主体部分15、第一轴承16、第二轴承17、输出端盖18、连接螺母19。

具体实施方式

一种机器人一体式关节结构，见图1、图2：其包括主轴1、外壳2，主轴1贯穿外壳2的安装腔体3的中心，安装腔体3内设置有无框电机4、电磁刹车5、谐波减速器6，主轴1贯穿无框电机4、谐波减速器6所对应的中心孔，无框电机4包括电机转子轴7、无框电机座8，电机转子轴7的其中一段的外环面上套装有电磁刹车5，电机转子轴7的输出段紧固连接谐波减速器6的输入部分9，谐波减速器6的输出部分10固装于主轴1的输出部分，电机转子轴7的输入段外凸于外壳2，电机转子轴7的外凸的部分套装有编码器11，主轴1为空心主轴，主轴1内的空腔12用于走线，电磁刹车5断电刹车、通电脱离电机转子轴7。

外壳2包括前套筒13、后端盖14，前套筒13的内壁固装有谐波减速器5的主体部分15，电机转子轴7贯穿后端盖14，电机转子轴7的外环面相对于后端盖14的长度方向的两端位置套装有第一轴承16；

主轴1的外环面相对于电机转子轴7的长度方向的两端位置套装有第二轴承17；

主轴1的输出部分为输出端盖18，输出端盖18固定套装于主轴1外露于壳体2的部分，连接螺母19紧固连接输出端盖18、谐波减速器6的输出部分10；

前套筒13、后端盖14均为铝合金机加工件，其使得整个结构重量轻、散热好。

其工作原理如下：通电状态下，编码器11根据设计编程，编码器11控制无框电机4的电机转子轴7的输入，电机转子轴7带动谐波减速器6减速运转，谐波减速器6输出带动主轴1输出，断电状态下电磁刹车5闭合；通过采用全加工零件、使用重量较轻的铝合金材料作为外壳，不但减轻了整个机器人关节的重量，还能达到散热快，运行稳定；电机、编码器、刹车采用镶嵌式设计，使得结构更紧凑，从而达到重量更轻；主轴1的中心部分采用中空设计，解决了穿线的难题，可适用于任何轨迹或角度的工作；可代替人工不能完成的复杂场合；生产效率高，可控制错误率；可自由编程，完成全自动化得工作。

以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。