旋转关节的制作方法

本实用新型涉及机械设备技术领域，特别是涉及一种旋转关节。

背景技术：

旋转关节是智能化产品中经常用到的结构，其通过传动轴输出动力，以使得执行元件发生运动。同时，其具有检测组件，检测组件通过检测传动轴或传动带轮的转速及位置信息，从而便于调整执行元件的活动范围。

常规的旋转关节中通过在电机上加装编码器进而对传动带轮及传动轴的转速及位置信息进行检测，从而实现闭环控制。然而，由于同步带具有一定的柔性，导致在电机上加装编码器这种方式不能精确检测传动带轮的位置及速度，从而降低了闭环控制的精度。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种检测精度较高的旋转关节。

一种旋转关节，包括：

传动轴；

传动带轮，固定于所述传动轴上，所述传动带轮旋转，以带动所述传动轴同步旋转；及

检测组件，包括编码器及编码器同步带，所述编码器包括编码器主体及与所述编码器主体相连接的编码器带轮，所述编码器同步带连接所述编码器带轮及所述传动带轮；

其中，所述传动带轮通过所述编码器同步带驱动所述编码器带轮旋转，所述编码器主体能够通过检测所述编码器带轮的转速及位置信息以得到所述传动带轮及所述传动轴的转速及位置信息。

在其中一个实施例中，所述传动带轮与所述传动轴均为中空结构。

在其中一个实施例中，还包括驱动电机及电机同步带，所述驱动电机包括电机主体及与所述电机主体相连接的电机带轮，所述电机带轮通过所述电机同步带与所述传动带轮连接，所述驱动电机通过所述电机同步带驱动所述传动带轮旋转。

在其中一个实施例中，还包括设于所述电机同步带与所述传动带轮之间的减速组件，所述减速组件包括减速器及减速同步带，所述减速器包括转轴及分别设置于所述转轴两端的第一转轮及第二转轮，所述第一转轮的直径大于所述第二转轮的直径，所述第一转轮通过所述电机同步带与所述电机带轮连接，所述第二转轮通过所述减速同步带与所述传动带轮连接。

在其中一个实施例中，所述减速器与所述减速同步带均为多个，多个所述减速器通过所述减速同步带串联，以实现所述传动带轮的多级减速。

在其中一个实施例中，还包括控制板，所述控制板与所述编码器主体及所述电机主体均连接，所述编码器主体能够将其检测到的所述传动带轮及所述传动轴的旋转速度信息发送至所述控制板，以使所述控制板通过调节所述电机主体中电流的大小以改变所述电机带轮的旋转速度。

在其中一个实施例中，还包括第一旋转臂及第二旋转臂，所述传动轴穿设于所述第一旋转臂，且所述传动轴远离所述传动带轮的一端固定于所述第二旋转臂上，所述传动带轮通过带动所述传动轴旋转而带动所述第二旋转臂相对所述第一旋转臂旋转，所述编码器固定于所述第一旋转臂上。

在其中一个实施例中，还包括轴承，所述轴承套设于所述传动轴上，且位于所述传动轴与所述第一旋转臂之间，以使所述传动轴相对所述第一旋转臂旋转。

在其中一个实施例中，所述第一旋转臂与所述第二旋转臂均为中空结构。

在其中一个实施例中，所述测速装置包括驱动电机及电机同步带，所述驱动电机通过所述电机同步带驱动所述传动带轮旋转，所述驱动电机容置于所述第一旋转臂内。

上述旋转关节中，通过将编码器带轮与传动带轮之间通过编码器同步带连接，进而使旋转的传动带轮通过编码器同步带带动编码器带轮旋转，从而使得编码器主体通过检测编码器带轮的转速及位置而得出传动带轮与传动轴的转速及位置信息，进而实现对传动带轮与传动轴的转速及位置信息的检测。同时，由于编码器同步带的负载较小，其柔性较小，能够使得传动带轮与编码器带轮保持同步旋转，进而提高了编码器主体对传动带轮转速及位置信息的检测精度，使得旋转关节的闭环控制精度得到提高。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的旋转关节结构示意图；

图2为图1中所示旋转关节的内部结构示意图；

图3为另一实施例的旋转关节结构示意图；及

图4为图3中所示旋转关节的内部结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

结合图1及图2所示，本实用新型一实施例的旋转关节10包括驱动电机100、电机同步带200、传动带轮300、传动轴400、第一旋转臂500、第二旋转臂600及检测组件700。其中，传动带轮300固定于传动轴400上。驱动电机100通过电机同步带200与传动带轮300连接，驱动电机100能够通过电机同步带200驱动传动带轮300及传动轴400旋转。传动轴400穿设于第一旋转臂500，且传动轴400远离传动带轮300的一端固定于第二旋转臂600上，传动带轮300与传动轴400旋转，以带动第二旋转臂600相对第一旋转臂500旋转。检测组件700设于第一旋转臂500上，且与传动带轮300连接，以对传动带轮300及传动轴400的旋转速度及位置进行检测。

具体在本实施例中，检测组件700包括编码器710及编码器同步带720。编码器710包括编码器主体711及与编码器主体711相连接的编码器带轮712。编码器同步带720连接编码器带轮712及传动带轮300。当传动带轮300旋转时，编码器同步带720带动编码器带轮712同步旋转，编码器主体711通过检测编码器带轮712的旋转速度及位置进而得到传动带轮300与传动轴400的旋转速度与位置。

由于编码器同步带720的负载较小，其柔性较小，能够使得传动带轮300与编码器带轮712保持同步旋转，从而提高了编码器主体711对传动带轮300转速及位置的检测精度。

具体在本实施例中，驱动电机100包括电机主体110及与电机主体110相连接的电机带轮120。电机带轮120通过电机同步带200与传动带轮300连接，驱动电机100通过电机同步带200驱动传动带轮300旋转。此时，电机同步带200直接与传动带轮300连接，从而将电机带轮120输出的动力传递至传动带轮300。根据编码器主体711检测到的传动带轮300的转速及位置信息，可以对电机主体110的电流大小进行调节，从而改变电机带轮120的输出转速。

具体在本实施例中，旋转关节10还包括控制板(未示出)。控制板与编码器主体711及电机主体110均连接。编码器主体711能够将其检测到的传动带轮300及传动轴400的旋转速度信息实时发送至控制板，以使控制板通过调节电机主体110中电流的大小以改变电机带轮120的旋转速度，从而实现对传动带轮300及传动轴400的转速及位置的实时检测和调节。

结合图3及图4所示，在另一实施例中，旋转关节10还包括设于电机同步带200与传动带轮300之间的减速组件800，即电机同步带200通过减速组件800与传动带轮300连接。其中，减速组件800包括减速器810及减速同步带820。减速器810包括转轴(图未标)及分别设置于转轴两端的第一转轮811及第二转轮812，第一转轮811的直径大于第二转轮812及电机带轮120的直径。第一转轮811通过电机同步带200与电机带轮120连接，第二转轮812通过减速同步带820与传动带轮300连接。

由于第一转轮811的直径大于第二转轮812及电机带轮120的直径，可以使得电机带轮120的转速在改变较小的情况下，实现传动带轮300的转速的快速降低，进而实现第二旋转臂600运动姿态的快速改变。

需要指出的是，在其他实施例中，减速器810与减速同步带820均为多个，多个减速器810通过减速同步带820串联，以实现传动带轮300的多级减速。具体的，相邻的两个减速器810中其中一个的第二转轮812与另一个减速器810的第一转轮811通过减速同步带820连接。通过多个减速器810可以将由电极带轮输出的转速进行多级减小。

再次参阅图1及图2所示，具体在本实施例中，旋转关节10还包括轴承910，轴承910套设于传动轴400上，且位于传动轴400与第一旋转臂500之间，以使传动轴400相对第一旋转臂500旋转。第一旋转臂500的一侧设有轴承座920。轴承座920与第一旋转臂500连接，且与轴承910抵接，以防止轴承910从传动轴400与第一旋转臂500之间滑落。具体的，轴承910为两个，两个轴承910均为向心球轴承。

在本实施例中，传动带轮300与传动轴400均为中空结构。电连接线能够穿设于传动轴400及传动带轮300，实现旋转关节10的灵活走线。

具体的，第一旋转臂500与第二旋转臂600均为中空结构。编码器710与驱动电机100能够容置于第一旋转臂500内，以防止暴露在空气中影响使用寿命。电连接线能够容置于第二旋转臂600，并穿设于传动轴400及传动带轮300，进而与驱动电机100及编码器710等元器件连接。

需要指出的是，在其他实施例中，第一旋转臂500及第二旋转臂600可以省略，只需要通过传动轴400实现动力输出即可。另外，驱动电机100还可以替换为其他能够驱动传动带轮300旋转的动力源器件。

上述旋转关节10中，通过将编码器带轮712与传动带轮300之间通过编码器同步带720连接，进而使旋转的传动带轮300通过编码器同步带720带动编码器带轮712旋转，从而使得编码器主体711通过编码器带轮712的转速及位置得出传动带轮300与传动轴400的转速及位置信息，进而实现对传动带轮300与传动轴400的转速及位置信息的检测。同时，由于编码器同步带720的负载较小，其柔性较小，能够使得传动带轮300与编码器带轮712保持同步旋转，进而提高了编码器主体711对传动带轮300转速及位置信息的检测精度，使得旋转关节10的闭环控制精度得到提高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。