一种机器人关节的锁定制动机构的制作方法

1.本发明涉及机器人关节技术领域，尤其涉及一种机器人关节的锁定制动机构。


背景技术：

2.机器人关机制动技术关乎机器人功能实现的最重要环节，但是现有的制动技术最终制动效果难以保证，因此需要进行改进。
3.经检索，中国专利申请号为202010999391.8的专利，公开了一种锁定制动机构以及包括其的机器人关节和机器人，该锁定制动机构包括：锁定部件，锁定部件包括锁定端，并且锁定端上设置有第一磁体；以及制动部件，制动部件包括安装部以及设置在安装部的周向上的多个制动端，多个制动端中的每个上设置有第二磁体，安装部用于与转动部件连接，锁定端能够根据接收到的制动指令锁定随转动部件转动的制动部件以阻止制动部件转动，或释放制动部件，第一磁体朝向制动部件的一侧的磁性与第二磁体朝向锁定部件的一侧的磁性相同。第一磁体距转动部件的转动轴线的距离与第二磁体距转动部件的转动轴线的距离基本相同。上述专利中存在以下不足：上述装置采用摩擦制动，但是摩擦制动的组件只有一种，一旦摩擦元件失效，则制动效果无法得到保证。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种机器人关节的锁定制动机构。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种机器人关节的锁定制动机构，包括罩壳和壳板，所述壳板外壁通过螺栓连接于罩壳一侧内壁，罩壳和壳板中心内壁通过螺栓连接有轴套，轴套内壁转动连接有分离组件，分离组件外壁固定连接有转块，转块中间外壁固定连接有内紧组件，罩壳内壁固定连接有两个外紧组件，罩壳中间内壁固定连接有外擦板，所述外紧组件包括定环和六个凸台，定环外壁通过螺栓连接于罩壳内壁，凸台一侧外壁焊接于定环内壁，凸台另一侧外壁通过螺栓连接有框架，框架一侧内壁通过螺栓连接有气缸，气缸的活塞杆外壁通过螺纹连接有连接头，连接头一侧外壁通过螺栓连接有活动板，活动板一侧外壁通过螺栓连接有导杆，导杆外壁滑动连接有导套，导套外壁通过螺栓连接于框架一侧外壁，活动板另一侧外壁通过螺栓连接有卡环，转块中间外壁焊接有内擦板，卡环圆环内壁设置有摩擦凸起，卡环圆环内径与内擦板外径一致，转块顶部和底部外壁通过螺栓连接有隔环，转块圆周外壁通过螺栓套接有套环，隔环和套环一侧外壁均设置有滚珠，滚珠外壁滑动连接于罩壳内壁。
7.优选的：所述内紧组件包括夹环板和磁环，磁环内壁卡接于转块中间内壁，夹环板的截面形状为c形，夹环板内壁设置有六个圆周排列的芯轴，芯轴外壁转动连接有弧形架。
8.进一步的：所述弧形架截面形状为六分之一圆形，弧形架两侧外壁设置有两个内槽，其中一个所述内槽内壁设置有回轴，回轴外壁固定连接有复位弹簧，复位弹簧外壁固定连接有膨胀板，膨胀板内径与夹环板外径一致。
9.进一步优选的：另一个所述内槽两侧内壁焊接有扇形框，扇形框内壁滑动连接有滑轴一，滑轴一中间外壁转动连接有滑板，内槽一侧内壁设置有圆角，滑板底部外壁通过螺栓连接有立板，立板中间设置有滑套。
10.作为本发明一种优选的：所述弧形架中间两侧外壁设置有卡槽，卡槽内壁固定连接有垫环，垫环外壁设置有半圆凸起，夹环板两侧内壁均通过螺栓连接有立滑框，立滑框内壁滑动连接有动柱，动柱外壁固定连接于立板中间的滑套内壁。
11.作为本发明进一步优选的：所述立板底部内壁通过轴转动连接有磁贴板，磁贴板内径与磁环外径一致，转块中间内壁设置有两个对称的穿槽，磁环内壁的接电块卡接于穿槽内壁。
12.作为本发明再进一步的方案：所述分离组件包括中柱和衔接板，中柱外壁固定连接于转块中心内壁，中柱一端外壁转动连接于轴套内壁，中柱中心内壁转动连接有内电轴，内电轴一端外壁设置有接线盘。
13.在前述方案的基础上：所述衔接板一侧外壁通过螺栓连接于中柱一端外壁，衔接板底部外壁通过螺栓连接有推拉缸和扇环板，扇环板的数量为两组，且安装方式交错，扇环板内壁设置有环槽，环槽内壁滑动连接有活塞环。
14.在前述方案的基础上优选的：另一个所述扇环板底部外壁固定连接有推拉板，推拉缸的活塞杆外壁通过螺纹连接于推拉板中间外壁，推拉板底部外壁通过螺栓连接有轴筒，轴筒内部设置有多级卡紧内径环。
15.本发明的有益效果为：
16.1.一种机器人关节的锁定制动机构，通过设置内紧组件、外紧组件和分离组件，其中当关节需要进行制动时，由于内紧组件和外擦板以及外紧组件和内擦板两组制动模式的存在，能够对最终制动效果起到保障，同时由于分离组件的存在能够切断，关节原先动力来源供给，从而避免制动过程，机构内部出现撞机事故，同时由于套环和隔环的存在能够使得转块转动时，摩擦降到最小，且壳板能够对罩壳起到保护作用，避免灰尘介入。
17.2.一种机器人关节的锁定制动机构，通过设置外紧组件，其中由于存在两种制动模式，因此当关节原先处于低速转动时，即可由外紧组件与内擦板组合方式完成，其中气缸动作，带动活动板向转块中心区域移动，接着卡环卡紧内擦板实现制动，同时导杆和导套的存在，能够避免活动板产生晃动，进而保障卡环的卡紧效果。
18.3.一种机器人关节的锁定制动机构，通过设置内紧组件和外擦板，当关节原先处于高速转动时，内紧组件将辅助外紧组件共同作用，其中磁环充电，吸引磁贴板运动，同时带动立板运动，且立板的滑套、动柱以及立滑框组合，能够避免非制动状态下，高速运动的转块将磁贴板甩出，导致撞机事故，立板的运动，带动弧形架绕着芯轴转动，然后膨胀板贴合于外擦板，实现摩擦制动。
19.4.一种机器人关节的锁定制动机构，通过设置弧形架，其中由于复位弹簧的存在，弧形架一侧内壁转动的膨胀板，能够在制动结束之后恢复至原位，同时相邻的扇形框具有导向作用，能够卡紧膨胀板，避免后续动作过程中，膨胀板出现晃动。
20.5.一种机器人关节的锁定制动机构，通过设置分离组件，制动时，需要进行动力分离，推拉缸回缩，带动推拉板运动，使得轴筒与外部动力装置的输出轴脱离，由于轴筒内部内部设置有多级卡紧内径环，能够满足多种规格的输出轴需求，同时扇环板的安装错位，能
够在传动输出力矩时，保证相互之间避免出现错位和松动，从而保证制动结束之后，关节能够运动顺畅。
附图说明
21.图1为本发明提出的一种机器人关节的锁定制动机构的整体结构示意图；
22.图2为本发明提出的一种机器人关节的锁定制动机构的整体结构剖视图；
23.图3为本发明提出的一种机器人关节的锁定制动机构的外紧组件结构示意图；
24.图4为本发明提出的一种机器人关节的锁定制动机构的内紧组件结构示意图；
25.图5为本发明提出的一种机器人关节的锁定制动机构的弧形架结构示意图；
26.图6为本发明提出的一种机器人关节的锁定制动机构的分离组件结构示意图；
27.图7为本发明提出的一种机器人关节的锁定制动机构的局部结构示意图；
28.图8为本发明提出的一种机器人关节的锁定制动机构的扇形环结构示意图。
29.图中：1罩壳、2壳板、3轴套、4轴筒、5套环、6隔环、7转块、8外紧组件、9外擦板、10内紧组件、11内擦板、12分离组件、13定环、14凸台、15框架、16气缸、17导套、18导杆、19活动板、20卡环、21夹环板、22磁环、23芯轴、24弧形架、25立滑框、26磁贴板、27膨胀板、28内槽、29垫环、30扇形框、31滑板、32立板、33中柱、34内电轴、35衔接板、36扇环板、37推拉板、38推拉缸、39活塞环。
具体实施方式
30.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
31.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
32.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
33.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
34.一种机器人关节的锁定制动机构，如图1-8所示，包括罩壳1和壳板2，所述壳板2外壁通过螺栓连接于罩壳1一侧内壁，罩壳1和壳板2中心内壁通过螺栓连接有轴套3，轴套3内壁转动连接有分离组件12，分离组件12外壁固定连接有转块7，转块7中间外壁固定连接有内紧组件10，罩壳1内壁固定连接有两个外紧组件8，罩壳1中间内壁固定连接有外擦板9；所述外紧组件8包括定环13和六个凸台14，定环13外壁通过螺栓连接于罩壳1内壁，凸台14一侧外壁焊接于定环13内壁，凸台14另一侧外壁通过螺栓连接有框架15，框架15一侧内壁通过螺栓连接有气缸16，气缸16的活塞杆外壁通过螺纹连接有连接头，连接头一侧外壁通过螺栓连接有活动板19，活动板19一侧外壁通过螺栓连接有导杆18，导杆18外壁滑动连接有
导套17，导套17外壁通过螺栓连接于框架15一侧外壁，活动板19另一侧外壁通过螺栓连接有卡环20，转块7中间外壁焊接有内擦板11，卡环20圆环内壁设置有摩擦凸起，卡环20圆环内径与内擦板11外径一致，转块7顶部和底部外壁通过螺栓连接有隔环6，转块7圆周外壁通过螺栓套接有套环5，隔环6和套环5一侧外壁均设置有滚珠，滚珠外壁滑动连接于罩壳1内壁；使用时，将该种机构安置于机器人关节处，当关节需要进行制动时，由于内紧组件10和内擦板11以及外紧组件8和外擦板9两组制动模式的存在，能够对最终制动效果起到保障，同时由于分离组件12的存在能够切断，关节原先动力来源供给，从而避免制动过程，机构内部出现撞机事故，同时由于套环5和隔环6的存在能够使得转块7转动时，摩擦降到最小，且壳板2能够对罩壳1起到保护作用，避免灰尘介入；然后由于存在两种制动模式，因此当关节原先处于低速转动时，即可由外紧组件8与外擦板9组合方式完成，其中气缸16动作，带动活动板19向转块7中心区域移动，接着卡环20卡紧外擦板9实现制动，同时导杆18和导套17的存在，能够避免活动板19产生晃动，进而保障卡环20的卡紧效果；通过设置内紧组件10、外紧组件8和分离组件12，其中当关节需要进行制动时，由于内紧组件10和外擦板9以及外紧组件8和内擦板11两组制动模式的存在，能够对最终制动效果起到保障，同时由于分离组件12的存在能够切断，关节原先动力来源供给，从而避免制动过程，机构内部出现撞机事故，同时由于套环5和隔环6的存在能够使得转块7转动时，摩擦降到最小，且壳板2能够对罩壳1起到保护作用，避免灰尘介入；通过设置外紧组件8，其中由于存在两种制动模式，因此当关节原先处于低速转动时，即可由外紧组件8与内擦板11组合方式完成，其中气缸16动作，带动活动板19向转块7中心区域移动，接着卡环20卡紧内擦板11实现制动，同时导杆18和导套17的存在，能够避免活动板19产生晃动，进而保障卡环20的卡紧效果。
35.为了进行多方制动；如图2、4、5所示，所述内紧组件10包括夹环板21和磁环22，磁环22内壁卡接于转块7中间内壁，夹环板21的截面形状为c形，夹环板21内壁设置有六个圆周排列的芯轴23，芯轴23外壁转动连接有弧形架24；所述弧形架24截面形状为六分之一圆形，弧形架24两侧外壁设置有两个内槽28，其中一个所述内槽28内壁设置有回轴，回轴外壁固定连接有复位弹簧，复位弹簧外壁固定连接有膨胀板27，膨胀板27内径与夹环板21外径一致；另一个所述内槽28两侧内壁焊接有扇形框30，扇形框30内壁滑动连接有滑轴一，滑轴一中间外壁转动连接有滑板31，内槽28一侧内壁设置有圆角，滑板31底部外壁通过螺栓连接有立板32，立板32中间设置有滑套；所述弧形架24中间两侧外壁设置有卡槽，卡槽内壁固定连接有垫环29，垫环29外壁设置有半圆凸起，夹环板21两侧内壁均通过螺栓连接有立滑框25，立滑框25内壁滑动连接有动柱，动柱外壁固定连接于立板32中间的滑套内壁；所述立板32底部内壁通过轴转动连接有磁贴板26，磁贴板26内径与磁环22外径一致，转块7中间内壁设置有两个对称的穿槽，磁环22内壁的接电块卡接于穿槽内壁；使用时，当关节原先处于高速转动时，内紧组件10将辅助外紧组件8共同作用，其中磁环22充电，吸引磁贴板26运动，同时带动立板32运动，且立板32的滑套、动柱以及立滑框25组合，能够避免非制动状态下，高速运动的转块7将磁贴板26甩出，导致撞机事故，立板32的运动，带动弧形架24绕着芯轴23转动，然后膨胀板27贴合于外擦板9，实现摩擦制动；同时由于复位弹簧的存在，弧形架24一侧内壁转动的膨胀板27，能够在制动结束之后恢复至原位，同时相邻的扇形框30具有导向作用，能够卡紧膨胀板27，避免后续动作过程中，膨胀板27出现晃动；通过设置内紧组件10和外擦板9，当关节原先处于高速转动时，内紧组件10将辅助外紧组件8共同作用，其中磁
环22充电，吸引磁贴板26运动，同时带动立板32运动，且立板32的滑套、动柱以及立滑框25组合，能够避免非制动状态下，高速运动的转块7将磁贴板26甩出，导致撞机事故，立板32的运动，带动弧形架24绕着芯轴23转动，然后膨胀板27贴合于外擦板9，实现摩擦制动；通过设置弧形架24，其中由于复位弹簧的存在，弧形架24一侧内壁转动的膨胀板27，能够在制动结束之后恢复至原位，同时相邻的扇形框30具有导向作用，能够卡紧膨胀板27，避免后续动作过程中，膨胀板27出现晃动。
36.为了优化动力分离；如图1、2、6、7、8所示，所述分离组件12包括中柱33和衔接板35，中柱33外壁固定连接于转块7中心内壁，中柱33一端外壁转动连接于轴套3内壁，中柱33中心内壁转动连接有内电轴34，内电轴34一端外壁设置有接线盘；所述衔接板35一侧外壁通过螺栓连接于中柱33一端外壁，衔接板35底部外壁通过螺栓连接有推拉缸38和扇环板36，扇环板36的数量为两组，且安装方式交错，扇环板36内壁设置有环槽，环槽内壁滑动连接有活塞环39；另一个所述扇环板36底部外壁固定连接有推拉板37，推拉缸38的活塞杆外壁通过螺纹连接于推拉板37中间外壁，推拉板37底部外壁通过螺栓连接有轴筒4，轴筒4内部设置有多级卡紧内径环；通过设置分离组件12，制动时，需要进行动力分离，推拉缸38回缩，带动推拉板37运动，使得轴筒4与外部动力装置的输出轴脱离，由于轴筒4内部内部设置有多级卡紧内径环，能够满足多种规格的输出轴需求，同时扇环板36的安装错位，能够在传动输出力矩时，保证相互之间避免出现错位和松动，从而保证制动结束之后，关节能够运动顺畅。
37.本实施例在使用时，将该种机构安置于机器人关节处，当关节需要进行制动时，由于内紧组件10和内擦板11以及外紧组件8和外擦板9两组制动模式的存在，能够对最终制动效果起到保障，同时由于分离组件12的存在能够切断，关节原先动力来源供给，从而避免制动过程，机构内部出现撞机事故，同时由于套环5和隔环6的存在能够使得转块7转动时，摩擦降到最小，且壳板2能够对罩壳1起到保护作用，避免灰尘介入；然后由于存在两种制动模式，因此当关节原先处于低速转动时，即可由外紧组件8与外擦板9组合方式完成，其中气缸16动作，带动活动板19向转块7中心区域移动，接着卡环20卡紧外擦板9实现制动，同时导杆18和导套17的存在，能够避免活动板19产生晃动，进而保障卡环20的卡紧效果；当关节原先处于高速转动时，内紧组件10将辅助外紧组件8共同作用，其中磁环22充电，吸引磁贴板26运动，同时带动立板32运动，且立板32的滑套、动柱以及立滑框25组合，能够避免非制动状态下，高速运动的转块7将磁贴板26甩出，导致撞机事故，立板32的运动，带动弧形架24绕着芯轴23转动，然后膨胀板27贴合于外擦板9，实现摩擦制动；同时由于复位弹簧的存在，弧形架24一侧内壁转动的膨胀板27，能够在制动结束之后恢复至原位，同时相邻的扇形框30具有导向作用，能够卡紧膨胀板27，避免后续动作过程中，膨胀板27出现晃动。
38.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。