一种全自由度无线控制集联关节的机器人旋转关节的制作方法
【专利摘要】本发明为一种全自由度无线控制集联关节的机器人旋转关节，在机器人旋转关节固定端与机器人旋转关节活动端之间分别固定设置非金属安装座，非金属安装座的对应侧分别固定且均匀设置供电线圈和感应线圈及空心管状通道，空心管状通道两端分别固定设置红外线收发探头，将同频无线感应充配电组件与红外线短距无线传输及编码式调制解调驱动有机组合成一体，它结构简单抗干扰、易安装、安全实用，更好解决线缆连接控制集联关节不能全自由度旋转和多路旋转滑环接触不稳定且线缆繁杂故障率高的问题，并节约材料成本和降低维护费用，满足了现代高效工业自动化的发展趋势和性能要求。
【专利说明】
一种全自由度无线控制集联关节的机器人旋转关节
技术领域
[0001]本发明涉及机器人设计及制造领域，具体是一种全自由度无线控制集联关节的机器人旋转关节。
【背景技术】
[0002]目前，公知当前机器人很少具备全自由度无线控制集联关节的旋转关节，随着当今中国工业机器人和医疗机器人需求的急剧增加，解决机器人全自由度旋转关节的问题已成当务之急;现阶段解决机器人集联关节的控制方法，其实施具有以下特点①在固定机械臂端与活动机械臂端采用线缆连接来控制集联关节;②在固定机械臂端与活动机械臂端采用多路旋转滑环连接全自由度控制集联关节；以现在机器人集联关节采用线缆连接控制和采用多路旋转滑环连接全自由度控制的功能，尚待解决线缆连接控制集联关节不能全自由度旋转和多路旋转滑环接触不稳定且线缆繁杂故障率高而造成全自由度集联关节不能形成规模化使用的问题。
【发明内容】
[0003]为了解决现有的机器人集联关节只能依靠线缆连接控制和旋转滑环压触式连接控制而造成全自由度集联关节不能形成规模化使用的问题，本发明的目的是在机械臂的固定端与活动端之间提供一种更安全便捷的无线控制机构，能更好的解决线缆连接控制集联关节不能全自由度旋转和多路旋转滑环接触不稳定且线缆繁杂故障率高问题的一种全自由度无线控制集联关节的机器人旋转关节。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:机器人旋转关节固定端与机器人旋转关节活动端之间通过设置轴承活动连接，机器人旋转关节活动端外侧的下端固定设置齿圈，在机器人旋转关节固定端的内侧与齿圈对应位置固定设置驱动电机和伺服传感器，齿圈分别与驱动电机的驱动齿轮和伺服传感器的入轴齿轮啮合，在机器人旋转关节固定端与机器人旋转关节活动端分别固定设置非金属安装座，非金属安装座相互之间为平行且同轴心设置，非金属安装座的轴心位置分别设置空心管状通道，在机器人旋转关节固定端非金属安装座的上侧分别固定且均匀设置供电线圈，在机器人旋转关节活动端非金属安装座的下侧分别固定且均匀设置感应线圈，供电线圈与感应线圈为同频线圈，对应空心管状通道两端在机器人旋转关节固定端与机器人旋转关节活动端的相应位置分别固定设置红外线收发探头，在机器人旋转关节活动端内分别设置充配电模块、充电电池、调制解调模块、集联关节电源线、集联关节输出控制线和集联关节输入信号线;在机器人旋转关节固定端，驱动电机的连接电缆、伺服传感器的连接电缆、供电线圈的连接电缆、红外线收发探头的连接电缆分别与主控线路板的相应接线端电连接;在机器人旋转关节活动端，充配电模块通过充电电池的连接电缆管理充电电池的充放电，充配电模块通过感应线圈的连接电缆受电，充配电模块通过对应连接电缆给调制解调模块配电，充配电模块通过集联关节电源线给集联关节驱动组件配电，调制解调模块的相应接线端分别与红外线收发探头的连接电缆、集联关节输出控制线一端以及集联关节输入信号线一端电连接;集联关节无线供电控制模式为:主控线路板给供电线圈供电，充配电模块通过感应线圈受电并分别配送给充电电池、调制解调模块和集联关节电源线，当感应线圈感应电压不足时，充配电模块切换使用充电电池给调制解调模块和集联关节电源线供配电；集联关节控制信号传输模式为:主控线路板将集联关节控制信号先进行编码式调制再通过机器人旋转关节固定端的红外线收发探头发送，机器人旋转关节活动端的红外线收发探头将接收到的主控线路板集联关节控制编码式调制信号传送给调制解调模块解调，调制解调模块将解调后的主控线路板集联关节控制信号通过集联关节输出控制线进行相应控制;集联关节反馈信号传输模式为:集联关节输入信号线通过调制解调模块将集联关节反馈信号进行编码式调制再通过机器人旋转关节活动端的红外线收发探头发送，机器人旋转关节固定端的红外线收发探头接收再将集联关节反馈信号编码式调制信号传送给主控线路板解调并进行控制。
[0005]本发明的有益效果是，将同频无线感应充配电组件与红外线短距无线传输及编码式调制解调驱动有机组合成一体，它结构简单抗干扰、易安装、安全实用，更好解决线缆连接控制集联关节不能全自由度旋转和多路旋转滑环接触不稳定且线缆繁杂故障率高的问题，并节约材料成本和降低维护费用，满足了现代高效工业自动化的发展趋势和性能要求。
【附图说明】
[0006]图1是本发明的整体结构示意图。
[0007]图2是本发明的A局部放大结构示意图。
[0008]图3是本发明的A局部1-1剖视图。
[0009]图4是本发明的电路方框图。
[0010]图中:1.机器人旋转关节固定端，2.机器人旋转关节活动端，3.轴承，4.齿圈，5.驱动电机，6.伺服传感器，7.供电线圈，8.感应线圈，9.红外线收发探头，10.主控线路板，11.空心管状通道，12.充配电模块，13.充电电池，14.调制解调模块，15.集联关节电源线，16.集联关节输出控制线，17.集联关节输入信号线，18.非金属安装座。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012]参阅附图1、附图2、和附图3，机器人旋转关节固定端I与机器人旋转关节活动端2之间通过设置轴承3活动连接，机器人旋转关节活动端2外侧的下端固定设置齿圈4，在机器人旋转关节固定端I的内侧与齿圈4对应位置固定设置驱动电机5和伺服传感器6，齿圈4分别与驱动电机5的驱动齿轮和伺服传感器6的入轴齿轮啮合，在机器人旋转关节固定端I与机器人旋转关节活动端2分别固定设置非金属安装座18，非金属安装座18相互之间为平行且同轴心设置，非金属安装座18的轴心位置分别设置空心管状通道11，在机器人旋转关节固定端I非金属安装座18的上侧分别固定且均匀设置供电线圈7，在机器人旋转关节活动端2非金属安装座18的下侧分别固定且均匀设置感应线圈8，供电线圈7与感应线圈8为同频线圈，对应空心管状通道11两端在机器人旋转关节固定端I与机器人旋转关节活动端2的相应位置分别固定设置红外线收发探头9，在机器人旋转关节活动端2内分别设置充配电模块12、充电电池13、调制解调模块14、集联关节电源线15、集联关节输出控制线16和集联关节输入信号线17;
参阅附图4，在机器人旋转关节固定端1，驱动电机5的连接电缆、伺服传感器6的连接电缆、供电线圈7的连接电缆、红外线收发探头9的连接电缆分别与主控线路板10的相应接线端电连接;在机器人旋转关节活动端2，充配电模块12通过充电电池13的连接电缆管理充电电池13的充放电，充配电模块12通过感应线圈8的连接电缆受电，充配电模块12通过对应连接电缆给调制解调模块14配电，充配电模块12通过集联关节电源线15给集联关节驱动组件配电，调制解调模块14的相应接线端分别与红外线收发探头9的连接电缆、集联关节输出控制线16—端以及集联关节输入信号线17—端电连接;集联关节无线供电控制模式为:主控线路板10给供电线圈7供电，充配电模块12通过感应线圈8受电并分别配送给充电电池13、调制解调模块14和集联关节电源线15，当感应线圈8感应电压不足时，充配电模块12切换使用充电电池13给调制解调模块14和集联关节电源线15供配电;集联关节控制信号传输模式为:主控线路板10将集联关节控制信号先进行编码式调制再通过机器人旋转关节固定端I的红外线收发探头9发送，机器人旋转关节活动端2的红外线收发探头9将接收到的主控线路板10集联关节控制编码式调制信号传送给调制解调模块14解调，调制解调模块14将解调后的主控线路板10集联关节控制信号通过集联关节输出控制线16进行相应控制;集联关节反馈信号传输模式为:集联关节输入信号线17通过调制解调模块14将集联关节反馈信号进行编码式调制再通过机器人旋转关节活动端2的红外线收发探头9发送，机器人旋转关节固定端I的红外线收发探头9接收再将集联关节反馈信号编码式调制信号传送给主控线路板1解调并进彳丁控制。
【主权项】
1.一种全自由度无线控制集联关节的机器人旋转关节，其特征是:机器人旋转关节固定端(I)与机器人旋转关节活动端(2)之间通过设置轴承(3)活动连接，机器人旋转关节活动端(2)外侧的下端固定设置齿圈(4)，在机器人旋转关节固定端(I)的内侧与齿圈(4)对应位置固定设置驱动电机(5)和伺服传感器(6)，齿圈(4)分别与驱动电机(5)的驱动齿轮和伺服传感器(6)的入轴齿轮啮合，在机器人旋转关节固定端(I)与机器人旋转关节活动端(2)分别固定设置非金属安装座(18)，非金属安装座(18)的轴心位置分别设置空心管状通道(11)，在机器人旋转关节固定端(I)非金属安装座(18)的上侧分别固定且均匀设置供电线圈(7)，在机器人旋转关节活动端(2)非金属安装座(18)的下侧分别固定且均匀设置感应线圈(8)，对应空心管状通道(11)两端在机器人旋转关节固定端(I)与机器人旋转关节活动端(2)的相应位置分别固定设置红外线收发探头(9)，在机器人旋转关节活动端(2)内分别设置充配电模块(12)、充电电池(13)、调制解调模块(14)、集联关节电源线(15)、集联关节输出控制线(16)和集联关节输入信号线(17)。2.根据权利要求1的一种全自由度无线控制集联关节的机器人旋转关节，其特征是:非金属安装座(18)相互之间为平行且同轴心设置。3.根据权利要求1的一种全自由度无线控制集联关节的机器人旋转关节，其特征是:供电线圈(7)与感应线圈(8)为同频线圈。
【文档编号】B25J9/18GK105922285SQ201610433041
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月18日
【发明人】朱旭红
【申请人】朱旭红