一種用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置，包括設(shè)在機(jī)器人關(guān)節(jié)中的被制動傳動齒輪附近的電磁鐵、制動塊以及復(fù)位彈簧，其中，所述電磁鐵固定于機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座上；所述制動塊連接在電磁鐵的推桿上；所述復(fù)位彈簧一端與機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座連接，另一端與制動塊連接；當(dāng)所述電磁鐵得電時，電磁鐵的推桿推動制動塊克服復(fù)位彈簧的彈力離開所述被制動傳動齒輪的齒槽，當(dāng)所述電磁鐵失電時，所述復(fù)位彈簧推動制動塊伸入到所述被制動傳動齒輪的齒槽中。本實用新型的制動裝置利用機(jī)器人關(guān)節(jié)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)實現(xiàn)制動，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、布置位置靈活、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]制動器的一般原理是在機(jī)器的高速軸上固定一個輪或盤，在機(jī)座上安裝與之相適應(yīng)的閘瓦、帶或盤，在外力作用下使之產(chǎn)生制動力矩。通常是按失效抱閘方式工作的，即要松開制動器就必須接通電源，否則，各關(guān)節(jié)不能產(chǎn)生相對運(yùn)動。其主要目的是在電源出現(xiàn)故障和非工作時起保護(hù)作用。其缺點(diǎn)是在工作期間要保持通電使制動器松開。常用的制動方式有:油壓、機(jī)械、氣壓及真空助力氣壓、彈簧儲能、排氣輔助制動、發(fā)動機(jī)怠速輔助制動和磁渦輪緩速器等。
[0003]機(jī)器人關(guān)節(jié)制動器通常采用專用抱閘，是失電制動器，以保證機(jī)器人及設(shè)備的安全及姿態(tài)維持。制動的形式多種多樣，以盤式制動器為主，并且以電磁力為主要的動力?，F(xiàn)有的應(yīng)用于機(jī)器人的制動器主要有失電電磁制動器和壓電陶瓷制動器等。而為了使用這些制動器，往往還需要一套額外的傳動裝置，因此存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、空間布置不靈活、笨重等問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置，該制動裝置利用機(jī)器人關(guān)節(jié)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)實現(xiàn)制動，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、布置位置靈活、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置，包括設(shè)在機(jī)器人關(guān)節(jié)中的被制動傳動齒輪附近的電磁鐵、制動塊以及復(fù)位彈簧，其中，所述電磁鐵固定于機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座上;所述制動塊連接在電磁鐵的推桿上;所述復(fù)位彈簧一端與機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座連接，另一端與制動塊連接；當(dāng)所述電磁鐵得電時，電磁鐵的推桿推動制動塊克服復(fù)位彈簧的彈力離開所述被制動傳動齒輪的齒槽，當(dāng)所述電磁鐵失電時，所述復(fù)位彈簧推動制動塊伸入到所述被制動傳動齒輪的齒槽中。
[0007]本實用新型的一個優(yōu)選方案，其中，所述制動塊上連接有與電磁鐵的推桿軸線平行的導(dǎo)柱，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座上設(shè)有導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)柱匹配于所述導(dǎo)向孔中。利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的配合實現(xiàn)導(dǎo)向作用，在制動過程中防止制動塊的扭動以提升制動的可靠性。
[0008]本實用新型的一個優(yōu)選方案，其中，所述電磁鐵的推桿的軸線與所述被制動傳動齒輪的軸線平行。本實用新型的制動裝置在電磁鐵的推桿的軸線方向的尺寸較大，而被制動傳動齒輪的軸線方向上通常具有較大的空間，上述布置方式能夠充分利用機(jī)器人關(guān)節(jié)內(nèi)部原有空間。
[0009]本實用新型的一個優(yōu)選方案，其中，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)為錐齒傳動機(jī)構(gòu)，所述被制動傳動齒輪為該錐齒傳動機(jī)構(gòu)中的主動錐齒輪;所述電磁鐵為推式電磁鐵，該電磁鐵設(shè)置于所述主動錐齒輪的小端對應(yīng)處，該電磁鐵通過電磁鐵固定架固定在機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座上;所述導(dǎo)柱設(shè)置于所述主動錐齒輪的大端對應(yīng)處;所述復(fù)位彈簧設(shè)置于導(dǎo)向孔中。
[0010]本發(fā)的一個優(yōu)選方案，其中，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)為圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)，所述被制動傳動齒輪為該圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)中的從動圓柱齒輪;所述電磁鐵為拉式電磁鐵，該電磁鐵和所述導(dǎo)柱均設(shè)置于所述從動圓柱齒輪軸線方向的同一側(cè)，該電磁鐵通過電磁鐵固定架固定在機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座上;所述導(dǎo)柱一端與電磁鐵的推桿連接，另一端與制動塊連接，該導(dǎo)柱從下向上穿過設(shè)置在機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座的導(dǎo)向孔，所述復(fù)位彈簧套在所述導(dǎo)柱上。
[0011]本實用新型的制動裝置的工作原理為:當(dāng)機(jī)器人關(guān)節(jié)處于正常的工作狀態(tài)下，電磁鐵處于得電狀態(tài)，電磁鐵中的推桿和制動塊克服復(fù)位彈簧的彈力將制動塊維持在離開被制動傳動齒輪的齒槽的位置，此時機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)機(jī)器人關(guān)節(jié)處于停止?fàn)顟B(tài)或由于其他原因必須制動時，電磁鐵失電，制動塊在復(fù)位彈簧的推動下伸入到被制動傳動齒輪的齒槽中，使得機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)無法轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)制動。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果:
[0013]1、利用帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪構(gòu)成被制動對象，從而大大簡化了制動裝置的結(jié)構(gòu)，縮小了體積，具有成本低、布置位置靈活、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。
[0014]2、傳動齒輪中的齒槽具有沿著圓周方向均勻分布且緊密排列的特點(diǎn)，本實用新型利用齒輪的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，只需在被制動齒輪齒槽的附近設(shè)置可離開和進(jìn)入齒槽的制動塊即可方便的實現(xiàn)制動，結(jié)構(gòu)巧妙，制動可靠。
【附圖說明】
[0015]圖1-圖3為本實用新型的用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置的第一個【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖1為處于制動狀態(tài)的示意圖，圖2為圖1的A-A剖視圖，圖3為處于非制動狀態(tài)的示意圖。
[0016]圖4和圖5為本實用新型的用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置的第二個【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖4為處于制動狀態(tài)的示意圖，圖5為處于非制動狀態(tài)的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0018]實施例1
[0019]參見圖1-圖3，本實施例的用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置中，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)為錐齒傳動機(jī)構(gòu)，該錐齒傳動機(jī)構(gòu)中的主動錐齒輪106與伺服電機(jī)101連接，并通過角接觸球軸承102連接在機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座104上，從動錐齒輪109與諧波減速器組件111連接，諧波減速器組件111與關(guān)節(jié)輸出件110相連;所述主動錐齒輪106構(gòu)成被制動傳動齒輪。
[0020]參見圖1-圖3，所述制動裝置包括設(shè)在機(jī)器人關(guān)節(jié)中的被制動傳動齒輪附近的電磁鐵、制動塊112以及復(fù)位彈貪103，其中，所述電磁鐵固定于機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座104上;所述制動塊112連接在電磁鐵的推桿上;所述復(fù)位彈簧103—端與機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座104連接，另一端與制動塊112連接；當(dāng)所述電磁鐵得電時，電磁鐵的推桿推動制動塊112克服復(fù)位彈簧103的彈力離開所述被制動傳動齒輪的齒槽，當(dāng)所述電磁鐵失電時，所述復(fù)位彈簧103推動制動塊112伸入到所述被制動傳動齒輪的齒槽中。
[0021]參見圖1-圖3，進(jìn)一步地，所述制動塊112上連接有與電磁鐵的推桿軸線平行的導(dǎo)柱105，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座104上設(shè)有導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)柱105匹配于所述導(dǎo)向孔中。利用導(dǎo)柱105和導(dǎo)向孔的配合實現(xiàn)導(dǎo)向作用，在制動過程中防止制動塊112的扭動以提升制動的可靠性。
[0022]參見圖1-圖3，所述電磁鐵的推桿的軸線與所述被制動傳動齒輪的軸線平行。本實用新型的制動裝置在電磁鐵的推桿的軸線方向的尺寸較大，而被制動傳動齒輪的軸線方向上通常具有較大的空間，上述布置方式能夠充分利用機(jī)器人關(guān)節(jié)內(nèi)部原有空間。
[0023]參見圖1-圖3，所述電磁鐵為推式電磁鐵107，該電磁鐵設(shè)置于所述主動錐齒輪106的小端對應(yīng)處，該電磁鐵通過電磁鐵固定架108固定在機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座104上;所述導(dǎo)柱105設(shè)置于所述主動錐齒輪106的大端對應(yīng)處;所述復(fù)位彈簧103設(shè)置于導(dǎo)向孔中。
[0024]本實施例的制動裝置的工作過程是:參見圖1和圖2，當(dāng)機(jī)器人關(guān)節(jié)處于正常的工作狀態(tài)下，電磁鐵處于得電狀態(tài)，電磁鐵中的推桿保持在向下推出狀態(tài)，從而克服復(fù)位彈簧103的彈力將制動塊112維持在離開被制動傳動齒輪的齒槽的位置，此時機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn);參見圖3，當(dāng)機(jī)器人關(guān)節(jié)處于停止?fàn)顟B(tài)或由于其他原因必須制動時，機(jī)器人控制電磁鐵失電，制動塊112在復(fù)位彈簧103的推動下伸入到被制動傳動齒輪的齒槽中，使得機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)無法轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)制動。
[0025]實施例2
[0026]參見圖4和圖5，本實施例中，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)為圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)，該圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)中的主動圓柱齒輪204與伺服電機(jī)201連接，從動圓柱齒輪205與諧波減速器組件211連接，諧波減速器組件211與關(guān)節(jié)輸出件212相連;所述從動圓柱齒輪205構(gòu)成被制動傳動齒輪。
[0027]參見圖4和圖5，所述電磁鐵為拉式電磁鐵203，該電磁鐵和導(dǎo)柱206均設(shè)置于所述從動圓柱齒輪205軸線方向的同一側(cè)，該電磁鐵通過電磁鐵固定架202固定在機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座210上;所述導(dǎo)柱206—端與電磁鐵的推桿連接，另一端通過固定螺母209與制動塊208連接，該導(dǎo)柱206從下向上穿過設(shè)置在機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座210的導(dǎo)向孔，所述復(fù)位彈簧207套在所述導(dǎo)柱206上。
[0028]本實施例的制動裝置的工作過程是:參見圖4，當(dāng)機(jī)器人關(guān)節(jié)處于正常的工作狀態(tài)下，電磁鐵處于得電狀態(tài)，電磁鐵中的推桿保持在向下拉回狀態(tài)，從而克服復(fù)位彈簧207的彈力將制動塊208維持在離開被制動傳動齒輪的齒槽的位置，此時機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)；參見圖5，當(dāng)機(jī)器人關(guān)節(jié)處于停止?fàn)顟B(tài)或由于其他原因必須制動時，機(jī)器人控制電磁鐵失電，制動塊208在復(fù)位彈簧207的推動下伸入到被制動傳動齒輪的齒槽中，使得機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)無法轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)制動。
[0029]本實施例上述以外的其他實施方式參照實施例1來實施。
[0030]上述為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述內(nèi)容的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置，其特征在于，包括設(shè)在機(jī)器人關(guān)節(jié)中的被制動傳動齒輪附近的電磁鐵、制動塊以及復(fù)位彈簧，其中，所述電磁鐵固定于機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座上;所述制動塊連接在電磁鐵的推桿上;所述復(fù)位彈簧一端與機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座連接，另一端與制動塊連接;當(dāng)所述電磁鐵得電時，電磁鐵的推桿推動制動塊克服復(fù)位彈簧的彈力離開所述被制動傳動齒輪的齒槽，當(dāng)所述電磁鐵失電時，所述復(fù)位彈簧推動制動塊伸入到所述被制動傳動齒輪的齒槽中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置，其特征在于，所述制動塊上連接有與電磁鐵的推桿軸線平行的導(dǎo)柱，機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座上設(shè)有導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)柱匹配于所述導(dǎo)向孔中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置，其特征在于，所述電磁鐵的推桿的軸線與所述被制動傳動齒輪的軸線平行。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置，其特征在于，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)為錐齒傳動機(jī)構(gòu)，所述被制動傳動齒輪為該錐齒傳動機(jī)構(gòu)中的主動錐齒輪;所述電磁鐵為推式電磁鐵，該電磁鐵設(shè)置于所述主動錐齒輪的小端對應(yīng)處，該電磁鐵通過電磁鐵固定架固定在機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座上;所述導(dǎo)柱設(shè)置于所述主動錐齒輪的大端對應(yīng)處;所述復(fù)位彈簧設(shè)置于導(dǎo)向孔中。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于帶齒輪傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)的制動裝置，其特征在于，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)中的齒輪傳動機(jī)構(gòu)為圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)，所述被制動傳動齒輪為該圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)中的從動圓柱齒輪;所述電磁鐵為拉式電磁鐵，該電磁鐵和所述導(dǎo)柱均設(shè)置于所述從動圓柱齒輪軸線方向的同一側(cè)，該電磁鐵通過電磁鐵固定架固定在機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座上;所述導(dǎo)柱一端與電磁鐵的推桿連接，另一端與制動塊連接，該導(dǎo)柱從下向上穿過設(shè)置在機(jī)器人關(guān)節(jié)的基座的導(dǎo)向孔，所述復(fù)位彈簧套在所述導(dǎo)柱上。
【文檔編號】F16D121/20GK205630672SQ201620261551
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】管貽生, 谷世超, 黃晶, 蘇滿佳, 張宏
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué), 佛山博文機(jī)器人自動化科技有限公司