全文摘要
本实用新型公开了一种机械臂关节及具有该机械臂关节的机械臂，该机械臂关节包括外壳、驱动装置和磁编码器，该磁编码器包括码盘、读头、连接件和固定件以及轴承，所述码盘通过所述连接件固定安装于所述转动轴的一端，所述读头固定安装于所述固定件，所述固定件固定安装于所述外壳，所述轴承套设于所述连接件，所述固定件套设于所述轴承。基于上述结构，由于所述连接件和固定件之间增设了轴承，因此可使得所述连接件相对于所述固定件的转动更加顺畅，并且还可提高转动轴安装后连接件和固定件的同轴度，也就是码盘和读头的同心度，进而提高磁编码器的检测精度。
主设计要求
1.一种机械臂关节(100)，其特征在于，包括:外壳(20)；驱动装置(30)，具有转动轴(31)；磁编码器(40)，包括码盘(41)、读头(42)、连接件(43)和固定件(44)以及轴承(45)，所述码盘(41)通过所述连接件(43)固定安装于所述转动轴(31)的一端，所述读头固定安装于所述固定件(44)，所述固定件(44)固定安装于所述外壳(20)，所述轴承(45)套设于所述连接件(43)，所述固定件(44)套设于所述轴承(45)，所述码盘(41)、所述连接件(43)与所述转动轴(31)相对于所述读头(42)和固定件(44)同步转动，所述读头(42)用于检测所述码盘(41)的转动角度，从而获取所述转动轴(31)的旋转角度值。
设计方案
1.一种机械臂关节(100)，其特征在于，包括:
外壳(20)；
驱动装置(30)，具有转动轴(31)；
磁编码器(40)，包括码盘(41)、读头(42)、连接件(43)和固定件(44)以及轴承(45)，所述码盘(41)通过所述连接件(43)固定安装于所述转动轴(31)的一端，所述读头固定安装于所述固定件(44)，所述固定件(44)固定安装于所述外壳(20)，所述轴承(45)套设于所述连接件(43)，所述固定件(44)套设于所述轴承(45)，所述码盘(41)、所述连接件(43)与所述转动轴(31)相对于所述读头(42)和固定件(44)同步转动，所述读头(42)用于检测所述码盘(41)的转动角度，从而获取所述转动轴(31)的旋转角度值。
2.根据权利要求1所述的机械臂关节(100)，其特征在于，
所述连接件(43)包括第一连接部(431)和第二连接部(432)，所述第一连接部(431)呈圆管状，所述第二连接部(432)呈圆盘状，所述第二连接部(432)固定连接于所述第一连接部(431)一端端面；
所述固定件(44)包括固定部(441)和环形部(442)，所述环形部(442)呈圆环状，所述固定部(441)环绕于所述环形部(442),并且所述环形部(442)与所述固定部(441)固定连接，所述环形部(442)的内侧面设置有凸出部(4421)，所述凸出部(4421)呈圆环状，所述轴承(45)套设于所述第一连接部(431)，所述环形部(442)套设于所述轴承(45)，并且所述凸出部(4421)沿所述环形部(442)的轴向抵持所述轴承(45)。
3.根据权利要求2所述的机械臂关节(100)，其特征在于，
所述码盘(41)呈圆盘状，所述码盘(41)设置有圆孔(411)和第一安装孔(412)，所述第一安装孔(412)共有至少两个，且匀环绕于所述圆孔(411)；
所述第二连接部(432)设置有第二安装孔(4321)，所述第一安装孔(412)和所述第二安装孔(4321)的数量相等，且均匀环绕于所述第一连接部(431)；
所述第二安装孔(4321)分别与所述第一安装孔(412)对齐，用螺栓或者螺钉穿过对齐的所述第一安装孔(412)和第二安装孔(4321)，可使得所述码盘(41)固定安装于所述连接件(43)上。
4.根据权利要求3所述的机械臂关节(100)，其特征在于，
所述连接件(43)还包括卡接部(433)，所述卡接部(433)位于所述第一连接部(431)和所述第二连接部(432)的连接处，所述卡接部(433)穿过所述圆孔(411)，所述卡接部(433)呈圆环状，所述卡接部(433)的轴线与所述第一连接部(431)的轴线重合。
5.根据权利要求4所述的机械臂关节(100)，其特征在于，
所述读头(42)呈半圆环状，沿所述读头(42)的外轮廓，所述读头(42)上设置有多个第一连接孔(421)；
所述固定部(441)设置有第二连接孔(4413)，所述第一连接孔(421)和所述第二连接孔(4413)的数量相等，且一一对应，用螺栓或者螺钉穿过所述第一连接孔(421)和所述第二连接孔(4413)，可使得所述读头(42)固定安装于所述固定件(44)。
6.根据权利要求5所述的机械臂关节(100)，其特征在于，
所述固定部(441)的内侧面朝向所述环形部(442)延伸形成凸台(4412)，所述凸台(4412)与所述第二连接孔(4413)的数量相等，并且多个所述凸台(4412)沿所述固定部(441)的内侧面均匀分布，每个所述第二连接孔(4413)设置于一个所述凸台(4412)上。
7.根据权利要求6所述的机械臂关节(100)，其特征在于，
所述第一连接孔(421)、所述第二连接孔(4413)和所述凸台(4412)的数量均为四个。
8.根据权利要求5所述的机械臂关节(100)，其特征在于，
所述第一连接孔(421)共有四个，并且四个所述第一连接孔(421)沿所述读头(42)的外轮廓均匀分布。
9.根据权利要求1所述的机械臂关节(100)，其特征在于，
所述外壳(20)的内侧面设置有固定柱(21)，所述固定柱(21)的一端设置有第一固定孔(211)；
所述固定件(44)包括固定部(441)，所述固定部(441)设置有第二固定孔(4411)，第一固定孔(211)与所述第二固定孔(4411)对齐，用螺栓或者螺丝穿过第二固定孔(4411)后旋入所述第一固定孔(211)内，使得所述固定件(44)固定于所述外壳(20)。
10.一种机械臂，其特征在于，包括：如权利要求1-9中任一项所述的机械臂关节(100)。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及自动化设备技术领域，特别是涉及机械臂关节及具有该机械臂关节的机械臂。
背景技术
随着机电一体化技术的进步以及人工智能浪潮大力发展，工业产品朝着智能化、系统化、微型化、模块化与人机协作的方向发展。尤其是在轻型机械臂领域，机械臂有着高精化、模块化、轻量化和多自由度化的发展趋势。
目前，机械臂广泛应用于工业生产过程中，用以从事高精密、高复杂性或特殊环境的生产制造。这对机械臂关节内置磁编码器的检测精度要求极高。现有的机械臂关节内置的编码器因其同心度较差导致磁编码器的检测精度较低。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是如何提高机械臂关节内置磁编码器的检测精度。
本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种机械臂关节，包括:
外壳；
驱动装置，具有转动轴；
磁编码器，包括码盘、读头、连接件和固定件以及轴承，所述码盘通过所述连接件固定安装于所述转动轴的一端，所述读头固定安装于所述固定件，所述固定件固定安装于所述外壳，所述轴承套设于所述连接件，所述固定件套设于所述轴承，所述码盘、所述连接件与所述转动轴相对于所述读头和固定件同步转动，所述读头用于检测所述码盘的转动角度，从而获取所述转动轴的旋转角度值。
在一些实施例中，所述连接件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部呈圆管状，所述第二连接部呈圆盘状，所述第二连接部固定连接于所述第一连接部一端端面；所述固定件包括固定部和环形部，所述环形部呈圆环状，所述固定部环绕于所述环形部,并且所述环形部与所述固定部固定连接，所述环形部的内侧面设置有凸出部，所述凸出部呈圆环状，所述轴承套设于所述第一连接部，所述环形部套设于所述轴承，并且所述凸出部沿所述环形部的轴向抵持所述轴承。
在一些实施例中，所述码盘呈圆盘状，所述码盘设置有圆孔和第一安装孔，所述第一安装孔共有至少两个，且匀环绕于所述圆孔；所述第二连接部设置有第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔的数量相等，且均匀环绕于所述第一连接部；所述第二安装孔分别与所述第一安装孔对齐，用螺栓或者螺钉穿过对齐的所述第一安装孔和第二安装孔，可使得所述码盘固定安装于所述连接件上。
在一些实施例中，所述连接件还包括卡接部，所述卡接部位于所述第一连接部和所述第二连接部的连接处，所述卡接部穿过所述圆孔，所述卡接部呈圆环状，所述卡接部的轴线与所述第一连接部的轴线重合。
在一些实施例中，所述读头呈半圆环状，沿所述读头的外轮廓，所述读头上设置有多个第一连接孔；所述固定部设置有第二连接孔，所述第一连接孔和所述第二连接孔的数量相等，且一一对应，用螺栓或者螺钉穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔，可使得所述读头固定安装于所述固定件。
在一些实施例中，所述固定部的内侧面朝向所述环形部延伸形成凸台，所述凸台与所述第二连接孔的数量相等，并且多个所述凸台沿所述固定部的内侧面均匀分布，每个所述第二连接孔设置于一个所述凸台上。
在一些实施例中，所述第一连接孔、所述第二连接孔和所述凸台的数量均为四个。
在一些实施例中，所述第一连接孔共有四个，并且四个所述第一连接孔沿所述读头的外轮廓均匀分布。
在一些实施例中，所述外壳的内侧面设置有固定柱，所述固定柱的一端设置有第一固定孔；所述固定部设置有第二固定孔，第一固定孔与所述第二固定孔对齐，用螺栓或者螺丝穿过第二固定孔后旋入所述第一固定孔内，使得所述固定件固定于所述外壳。
本实用新型还采用的一个技术方案是：提供一种机械臂，包括以上所述的机械臂关节。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例中的机械臂关节包括外壳、驱动装置和磁编码器，磁编码器包括码盘、读头、连接件和固定件以及轴承，所述码盘通过所述连接件固定安装于所述转动轴的一端，所述读头固定安装于所述固定件，所述固定件固定安装于所述外壳，所述轴承套设于所述连接件，所述固定件套设于所述轴承。基于上述结构，由于所述连接件和固定件之间增设了轴承，因此可使得所述连接件相对于所述固定件的转动更加顺畅，并且还可提高转动轴安装后连接件和固定件的同轴度，并提供码盘和读头的同心度，进而提高磁编码器的检测精度。
附图说明
图1是本实用新型实施例的机械臂关节的立体图；
图2是本实用新型实施例的机械臂关节的分解图；
图3是本实用新型实施例的机械臂关节的俯视图；
图4是本实用新型实施例的机械臂关节的A-A剖视图；
图5是本实用新型实施例的机械臂关节中外壳的立体图；
图6是本实用新型实施例的磁编码器中码盘的立体图；
图7是本实用新型实施例的磁编码器中连接件的立体图；
图8是本实用新型实施例的磁编码器中固定件的立体图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书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。本说明书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例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和\/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。
本实用新型提供一种便于拆卸和组装的机械臂关节以及具有该机械臂关节的机械臂，请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的机械臂关节100包括：外壳20、驱动装置30和磁编码器40。所述驱动装置30和磁编码器40均安装于所述外壳20内，所述磁编码器40用于检测所述驱动装置30的旋转角度值。
请结合图2和图5，所述外壳20大致呈圆筒状，所述外壳20的内侧面设置有固定柱21，所述固定柱21沿所述外壳20轴线设置，所述固定柱21的一端设置有第一固定孔211。在本实施例中所述固定柱21共有两个，两个固定柱21分别固设于所述外壳20的内侧面。
如图3和图4所示，所述驱动装置30具有转动轴31，该转动轴31为中空轴。在本实施例中驱动装置30为电机。
如图2-4所示，所述磁编码器40包括码盘41、读头42、连接件43和固定件44以及轴承45。码盘41通过所述连接件43固定安装于所述转动轴31的一端，所述读头固定安装于所述固定件44，所述固定件44固定安装于所述外壳20。所述轴承45套设于所述连接件43，所述固定件44套设于所述轴承45。所述码盘41、连接件43与所述转动轴31相对于所述读头42和固定件44同步转动，所述读头42可检测所述码盘41的转动角度，从而获取转动轴31的旋转角度值。
如图6所示，所述码盘41呈圆盘状，所述码盘41中央设置有圆孔411，所述码盘41还设置有第一安装孔412。所述第一安装孔412共有四个，且匀环绕于所述圆孔411。
所述读头42呈半圆环状，沿所述读头42的外轮廓，所述读头42上设置有多个第一连接孔421，多个所述第一连接孔421沿所述读头42的外轮廓均匀分布。
在本实施例中，所述第一连接孔421的数量为四个。可以理解的是，在其它一些实施例中，所述第一连接孔421的数量可以根据实际情况的需要进行改变，例如可设计为两个、三个或者四个以上。
如图7所示，所述连接件43包括第一连接部431和第二连接部432，所述第一连接部431呈圆管状，所述第二连接部432呈圆盘状，所述第二连接部432固定连接于所述第一连接部431一端端面，所述第一连接部431的轴线和所述第二连接部432的轴线重合。所述第一连接部431和第二连接部432均套设于所述转动轴31的一端，并且所述第二连接部432远离所述第一连接部431的表面与所述转动轴31一端端面对齐。
所述第二连接部432设置有第二安装孔4321，所述第二安装孔4321共有四个，均匀环绕于所述第一连接部431。四个所述第二安装孔4321分别与四个所述第一安装孔412对齐，用螺栓或者螺钉穿过对齐的所述第一安装孔412和第二安装孔4321，可使得所述码盘41固定安装于所述连接件43上。
所述第一安装孔412和第二安装孔4321的数量相等。可以理解的是，在其它一些实施例中，所述第一安装孔412和第二安装孔4321的数量可以根据实际情况的需要进行改变，例如可设计为两个、三个或者四个以上。
所述连接件43还包括卡接部433，所述卡接部433位于所述第一连接部431和第二连接部432的连接处。所述卡接部433呈圆环状，所述卡接部433的外径大于所述第一连接部431的外径，并且小于所述第二连接部432的外径。所述码盘41套设于所述卡接部433，即所述卡接部433穿过所述圆孔411。四个所述第一安装孔412分别与四个第二安装孔4321一一对齐，用螺栓或者螺钉穿过第一安装孔412和第二安装孔4321，将所述码盘41固定安装于所述连接件43。所述卡接部433的轴线与所述第一连接部431的轴线重合，所述码盘41通过所述圆孔411套设于所述卡接部433。所述码盘的圆孔411与所述卡接部433为孔轴配合，从而使得所述码盘41和所述连接件43的同轴度更高。
如图8所示，所述固定件44包括固定部441和环形部442，所述固定部441大致呈环形，所述环形部442呈圆环状，所述固定部441环绕于所述环形部442,并且所述环形部442的外侧面一部分与所述固定部441内侧面一部分固定连接。所述固定部441设置有第二固定孔4411，所述第二固定孔4411共有两个，并分别与两个第一固定孔211对齐，用螺栓或者螺丝穿过第二固定孔4411后旋入所述第一固定孔211内，使得固定件44固定于所述外壳20的固定柱21。所述固定部441的内侧面朝向所述环形部442延伸形成凸台4412。所述凸台4412共有多个，并且多个凸台4412沿所述固定部441的内侧面均匀分布。每个所述凸台4412均设置有一个第二连接孔4413，所述第一连接孔421和所述第二连接孔4413的数量相等，且一一对应。当所述读头42安装于所述固定件44时，每个所述第一连接孔421与一个所述第二连接孔4413对齐，用螺栓或者螺钉穿过第一连接孔421和第二连接孔4413，可使得所述读头42固定安装于所述固定件44。所述环形部442的内侧面设置有凸出部4421，所述凸出部4421呈圆环状，所述凸出部4421的内径大致等于所述第一连接部431的外径。
所述轴承45呈圆环状，所述轴承45的内径大致等于所述第一连接部431的外径，所述轴承45的外径大致等于所述凸出部4421的内径。当所述环形部442套设于所述第一连接部431时，所述环形部442的内侧面与所述第一连接部431的外侧面之间形成收容空间，所述轴承45位于该收容空间内。即，所述轴承45套设于所述第一连接部431，所述环形部442套设于所述轴承45，并且所述凸出部4421沿所述环形部442的轴向抵持所述轴承45，以防止该轴承45沿所述环形部442的轴向滑动。所述连接件43可相对于所述固定件44转动。由于所述连接件43和固定件44之间增设了轴承45，因此可使得所述连接件43相对于所述固定件44的转动更加顺畅，并且还可提高转动轴31安装后连接件43和固定件44的同轴度，并提高码盘41和读头42的同心度，进而提高磁编码器40的检测精度。当提高了磁编码器40的检测精度，显然可以提高机械臂关节100的定位精度，进而提高机械臂的整体性能。
上述机械臂关节100应用于机械臂中，为机械臂的关键部件。本实用新型实施例还提供一种机械臂包括上述机械臂关节100。
需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822269530.2
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209831692U
授权时间:20191224
主分类号:B25J17/00
专利分类号:B25J17/00;B25J18/00
范畴分类:40E;
申请人:深圳市越疆科技有限公司
第一申请人:深圳市越疆科技有限公司
申请人地址:518000 广东省深圳市南山区桃源街道塘朗工业区A区8栋4楼
发明人:李阳帆;吴志文;汪金星;刘主福;刘培超
第一发明人:李阳帆
当前权利人:深圳市越疆科技有限公司
代理人:曲卫涛
代理机构:44372
代理机构编号:深圳市六加知识产权代理有限公司 44372
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类型名称:外观设计