关节模组的双磁编结构、关节模组和协作机械臂的制作方法

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1.本实用新型涉及机械臂技术领域，特别涉及一种关节模组的双磁编结构、关节模组和协作机械臂。

背景技术：

2.机械臂是一种能够半自主或全自主工作的机器装置，其具有感知、决策、执行等基本特征，可辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作。机械臂通常包括有多个关节，各个关节之间依次连接，且每个关节的关节模组中设有用于驱动下一个关节转动的电机。
3.关节模组通常采用双磁编结构，以测量转动位置信息。然而，目前关节模组上双磁编的结构设置复杂，装配麻烦，亟需提供一种新的关节模组的双磁编结构，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种关节模组的双磁编结构，旨在解决上述背景技术中所提出的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种关节模组的双磁编结构，其中，关节模组包括电机、减速器、第一磁编码器和第二磁编码器，电机包括电机输出轴，减速器包括减速器输出轴，电机输出轴套设于减速器输出轴之外；
6.第一磁编码器包括第一磁环和第一读头，第一磁环设于电机输出轴上，第二磁编码器包括第二磁环和第二读头，第二磁环设于减速器输出轴上且与第一磁环同轴间隔设置；
7.第一磁环与第二磁环之间设有pcb板，第一读头位于pcb板的一侧面且朝向第一磁环的磁环面，第二读头位于pcb板的另一侧面且朝向第二磁环的磁环面。
8.其中，电机上设有安装架，pcb板固定于安装架上。
9.其中，安装架上设有多个第一连接孔，pcb板上对应设有多个第二连接孔，pcb板与安装架通过紧固件依次穿过第二连接孔与第一连接孔连接固定。
10.其中，第一连接孔为三个，三个第一连接孔呈三角形设置。
11.其中，电机输出轴上套装有第一磁环座，第一磁环设于第一磁环座上。
12.其中，第一磁环座包括构造有第一轴孔的第一筒状本体，第一筒状本体上设有沿其径向延伸的第一连接盘，第一磁环套设于第一筒状本体之外，第一连接盘的周侧上设有多个贯穿其与第一筒状本体的第一顶丝孔。
13.其中，减速器输出轴上套装有第二磁环座，第二磁环设于第二磁环座上。
14.其中，第二磁环座包括构造有第二轴孔的第二筒状本体，第二筒状本体上设有沿其径向延伸的第二连接盘，第二磁环套设于第二筒状本体之外，第二连接盘的周侧上设有多个贯穿其与第二筒状本体的第二顶丝孔。
15.其中，关节模组还包括关节外壳，电机、减速器、pcb板、第一磁编码器和第二磁编
码器设于关节外壳中，pcb板与关节外壳连接。
16.本实用新型还提出一种关节模组，该关节模组包括如前述记载的关节模组的双磁编结构。
17.本实用新型还提出一种协作机械臂，该协作机械臂包括如前述记载的关节模组。
18.本实用新型所提出的关节模组的双磁编结构，第一磁环和第二磁环分别装设于电机输出轴和减速器输出轴上，第一读头和第二读头则集成设计于一块pcb板的相对两侧面，且该pcb板设于第一磁环与第二磁环之间，以使第一读头朝向第一磁环的磁环面，第二读头朝向第二磁环的磁环面，关节模组的电机带动减速器转动时分别通过第一读头和第二读头读取转速、角度等转动参数。基于本关节模组的双磁编结构，进行磁编组装时，将第一磁环、pcb板、第二磁环按照安装顺序依次安装即可，结构设置简单且装配容易。
附图说明
19.图1为本实用新型一实施例中关节模组的结构示意图；
20.图2为图1实施例中关节模组的内部结构示意图；
21.图3为图1实施例中关节模组的爆炸图；
22.图4为图1实施例中关节模组的部分结构示意图；
23.图5为图1实施例中关节模组的第一磁环及第一磁环座的结构示意图；
24.图6为图1实施例中关节模组的第二磁环及第二磁环座的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
28.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
29.参照图1至图4，图1为本实用新型一实施例中关节模组的结构示意图，图2为图1实施例中关节模组的内部结构示意图，图3为图1实施例中关节模组的爆炸图，图4为图1实施例中关节模组的部分结构示意图：
30.本实用新型提出一种关节模组的双磁编结构，其中，关节模组包括电机100、减速器200、第一磁编码器和第二磁编码器，电机100包括电机输出轴110，减速器200包括减速器输出轴210，电机输出轴110套设于减速器输出轴210之外；
31.第一磁编码器包括第一磁环11和第一读头12，第一磁环11设于电机输出轴110上，第二磁编码器包括第二磁环21和第二读头22，第二磁环21设于减速器输出轴210上且与第一磁环11同轴间隔设置；
32.第一磁环11与第二磁环21之间设有pcb板30，第一读头12位于pcb板30的一侧面且朝向第一磁环11的磁环面，第二读头22位于pcb板30的另一侧面且朝向第二磁环21的磁环面。
33.本实施例所提出关节模组的双磁编结构中，关节模组包括电机100、减速器200、第一磁编码器和第二磁编码器，电机100及减速器200的主要作用在于驱动机械臂关节转动，电机具体包括电机定子、电机转子和电机输出轴110，减速器包括减速器输入轴和减速器输出轴210，减速器输入轴与电机输出轴110连接，电机定子通电后驱动电机转子转动，电机转子带动电机输出轴110转动，进而经减速器输入轴传动至减速器部分，减速器输出轴210相应转动以输出转矩，以带动譬如与该关节模组传动连接的连杆或其他机械臂关节转动。
34.第一磁编码器的第一磁环11和第二磁编码器的第二磁环21分别装设于电机输出轴110和减速器输出轴210上，第一读头12和第二读头22则集成设计于一块pcb板30的相对两侧面，且该pcb板30设于第一磁环11与第二磁环21之间，以使第一读头12朝向第一磁环11的磁环面，第二读头22朝向第二磁环21的磁环面，减速电机100转动时分别通过第一读头12和第二读头22读取其转速、角度等转动参数。
35.基于本关节模组的双磁编结构，进行磁编组装时，将第一磁环11、pcb板30、第二磁环21按照顺序依次安装即可，结构设置简单且装配容易。
36.在一些实施例中，电机100上设有安装架40，pcb板30固定于安装架40上。
37.本实施例中，安装架40可位于电机100的一端，与电机100的壳体通过螺丝连接。pcb板30通过固定在安装架40上，以安装于减速电机100上。其中，安装架40的外形构造不作限制，安装架40可以是一体结构的单个部件，也可以是分体的多个部件组装构成。如图1所示，安装架40为圆柱形壳状，并对装在电机100的输出轴伸出一端。可选地，如图2所示，该安装架40为安装电磁制动器300(即刹车组件)的安装架40，电磁制动器300装设于安装架40内侧，相对靠近电机100壳体设置，pcb板30则固定在安装架40外侧，相对远离电机100壳体设置。pcb板30直接固定在电磁制动器300的安装架40上，无需再另外设置安装结构，结构简单，易于设置。
38.在一些实施例中，安装架40上设有多个第一连接孔41，pcb板30上对应设有多个第二连接孔31，pcb板30与安装架40通过紧固件50依次穿过第二连接孔31与第一连接孔41连接固定。
39.本实施例中，pcb板30上的多个第二连接孔31与安装架40上的多个第一连接孔41一一对应，安装架40上安装pcb板30时，每一个第一连接孔41对接一个第二连接孔31，在相对接的第二连接孔31与第一连接孔41中穿设紧固件50，以进行pcb板30与安装架40的连接固定。其中，紧固件50为螺钉，第二连接孔31可为通孔，第一连接孔41可为螺纹孔，紧固件50穿过第二连接孔31，以与第一连接孔41螺纹配合。
40.在一些实施例中，第一连接孔41为三个，三个第一连接孔41呈三角形设置。
41.本实施例中，安装架40设置三个第一连接孔41且三个第一连接孔41呈三角形设置，即三个第一连接孔41分别对应位于三角形的三个顶点位置，以使pcb板30在安装架40上形成三点固定，安装稳定、不易晃动。
42.参照图3至图5，图5为图1实施例中关节模组的第一磁环11及第一磁环座的结构示意图：
43.在一些实施例中，电机输出轴110上套装有第一磁环座13，第一磁环11设于第一磁环座13上。
44.本实施例中，第一磁环11通过第一磁环座13安装在电机输出轴110上，第一磁环座13与电机输出轴110固定连接，第一磁环11固定在第一磁环座13上。电机输出轴110转动将带动第一磁环座13转动，进而带动第一磁环11转动。
45.在一些实施例中，第一磁环座13包括构造有第一轴孔的第一筒状本体13a，第一筒状本体13a上设有沿其径向延伸的第一连接盘13b，第一磁环11套设于第一筒状本体13a之外，第一连接盘13b的周侧上设有多个贯穿其与第一筒状本体13a的第一顶丝孔1。
46.本实施例中，第一磁环座13具体包括有第一筒状本体13a和第一连接盘13b，第一磁环11套设于第一筒状本体13a之外，可选地，第一连接盘13b上连接有第一托盘，以在第一托盘上固定第一磁环11。第一磁环11与第一托盘可采用粘接、螺丝连接等固定方式，对此不作限制。在其它实施方案中，第一磁环11也可直接固定在第一连接盘13b上。
47.第一筒状本体13a的中部开设有供电机输出轴110穿入的第一轴孔，在将第一筒状本体13a套设于电机输出轴110上后，再在各第一顶丝孔1中分别拧入顶丝，以通过顶丝将第一筒状本体13a顶持在电机输出轴110的侧壁上，从而实现第一磁环座13在电机输出轴110上的固定，以及第一磁环11在电机输出轴110上的安装。
48.参照图3、图4和图6，图6为图1实施例中关节模组的第二磁环21及第二磁环座23的结构示意图：
49.在一些实施例中，减速器输出轴210上套装有第二磁环座23，第二磁环21设于第二磁环座23上。
50.本实施例中，第二磁环21通过第二磁环座23安装在减速器输出轴210上，第二磁环座23与减速器输出轴210固定连接，第二磁环21固定在第二磁环座23上。减速器输出轴210转动将带动第二磁环座23转动，进而带动第二磁环21转动。
51.在一些实施例中，第二磁环座23包括构造有第二轴孔的第二筒状本体23a，第二筒状本体23a上设有沿其径向延伸的第二连接盘23b，第二磁环21套设于第二筒状本体23a之外，第二连接盘23b的周侧上设有多个贯穿其与第二筒状本体23a的第二顶丝孔2。
52.本实施例中，第二磁环座23具体包括有第二筒状本体23a和第二连接盘23b，第二磁环21套设于第二筒状本体23a之外，可选地，第二连接盘23b上连接有第二托盘，以在第二托盘上固定第二磁环21。第二磁环21与第二托盘可采用粘接、螺丝连接等固定方式，对此不作限制。在其它实施方案中，第二磁环21也可直接固定在第二连接盘23b上。
53.第二筒状本体23a的中部开设有供减速器输出轴210穿入的第二轴孔，在将第二筒状本体23a套设于减速器输出轴210上后，再在各第二顶丝孔2中分别拧入顶丝，以通过顶丝将第二筒状本体23a顶持在减速器输出轴210的侧壁上，从而实现第二磁环座23在减速器输
出轴210上的固定，以及第二磁环21在减速器输出轴210上的安装。
54.在一些实施例中，关节模组还包括关节外壳，电机100、减速器200、pcb板30、第一磁编码器和第二磁编码器设于关节外壳中，pcb板30与关节外壳连接。
55.本实施例中，pcb板30通过与关节外壳连接，以实现安装设置。可选地，关节外壳的内侧壁凸设有安装部，pcb板30搭接于关节外壳的安装部并通过螺丝连接固定。
56.本实用新型还提出一种关节模组，该关节模组包括前述实施例的关节模组的双磁编结构，该关节模组的双磁编结构的具体结构参照上述实施例，由于本关节模组采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。
57.本实用新型还提出一种协作机械臂，该协作机械臂包括前述实施例的关节模组，该关节模组的具体结构参照上述实施例，由于本协作机械臂采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。
58.以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

技术特征：

1.一种关节模组的双磁编结构，其特征在于，所述关节模组包括电机、减速器、第一磁编码器和第二磁编码器，所述电机包括电机输出轴，所述减速器包括减速器输出轴，所述电机输出轴套设于所述减速器输出轴之外；所述第一磁编码器包括第一磁环和第一读头，所述第一磁环设于所述电机输出轴上，所述第二磁编码器包括第二磁环和第二读头，所述第二磁环设于所述减速器输出轴上且与所述第一磁环同轴间隔设置；所述第一磁环与所述第二磁环之间设有pcb板，所述第一读头位于所述pcb板的一侧面且朝向所述第一磁环的磁环面，所述第二读头位于所述pcb板的另一侧面且朝向所述第二磁环的磁环面。2.根据权利要求1所述的双磁编结构，其特征在于，所述电机上设有安装架，所述pcb板固定于所述安装架上。3.根据权利要求2所述的双磁编结构，其特征在于，所述安装架上设有多个第一连接孔，所述pcb板上对应设有多个第二连接孔，所述pcb板与所述安装架通过紧固件依次穿过所述第二连接孔与所述第一连接孔连接固定。4.根据权利要求3所述的双磁编结构，其特征在于，所述第一连接孔为三个，三个所述第一连接孔呈三角形设置。5.根据权利要求1所述的双磁编结构，其特征在于，所述电机输出轴上套装有第一磁环座，所述第一磁环设于所述第一磁环座上。6.根据权利要求5所述的双磁编结构，其特征在于，所述第一磁环座包括构造有第一轴孔的第一筒状本体，所述第一筒状本体上设有沿其径向延伸的第一连接盘，所述第一磁环套设于所述第一筒状本体之外，所述第一连接盘的周侧上设有多个贯穿其与所述第一筒状本体的第一顶丝孔。7.根据权利要求5所述的双磁编结构，其特征在于，所述减速器输出轴上套装有第二磁环座，所述第二磁环设于所述第二磁环座上。8.根据权利要求7所述的双磁编结构，其特征在于，所述第二磁环座包括构造有第二轴孔的第二筒状本体，所述第二筒状本体上设有沿其径向延伸的第二连接盘，所述第二磁环套设于所述第二筒状本体之外，所述第二连接盘的周侧上设有多个贯穿其与所述第二筒状本体的第二顶丝孔。9.根据权利要求1所述的双磁编结构，其特征在于，所述关节模组还包括关节外壳，所述电机、所述减速器、所述pcb板、所述第一磁编码器和所述第二磁编码器设于所述关节外壳中，所述pcb板与所述关节外壳连接。10.一种关节模组，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的关节模组的双磁编结构。11.一种协作机械臂，其特征在于，包括如权利要求10所述的关节模组。

技术总结

本实用新型公开一种关节模组的双磁编结构、关节模组和协作机械臂，关节模组包括电机、减速器、第一磁编码器和第二磁编码器，电机包括电机输出轴，减速器包括减速器输出轴，电机输出轴套设于减速器输出轴之外；第一磁编码器包括第一磁环和第一读头，第一磁环装设于电机输出轴上，第二磁编码器包括第二磁环和第二读头，第二磁环装设于减速器输出轴上且与第一磁环同轴间隔设置；第一磁环与第二磁环之间设有PCB板，第一读头位于PCB板的一侧面且朝向第一磁环的磁环面，第二读头位于PCB板的另一侧面且朝向第二磁环的磁环面。基于本关节模组的双磁编结构，进行磁编组装时，将第一磁环、PCB板、第二磁环按照安装顺序依次安装即可，结构设置简单且装配容易。简单且装配容易。简单且装配容易。