一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于真空高溫壞境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，包括驅(qū)動(dòng)盒底座、驅(qū)動(dòng)盒蓋、上轉(zhuǎn)動(dòng)部件、下轉(zhuǎn)動(dòng)部件以及內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件。驅(qū)動(dòng)盒底座通過(guò)螺栓與驅(qū)動(dòng)盒蓋連接成整體，驅(qū)動(dòng)盒蓋嵌套在轉(zhuǎn)軸外部，且驅(qū)動(dòng)盒蓋與轉(zhuǎn)軸之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有滾針軸承，轉(zhuǎn)軸通過(guò)螺栓固定在上轉(zhuǎn)動(dòng)部件上，上轉(zhuǎn)動(dòng)部件與下轉(zhuǎn)動(dòng)部件通過(guò)螺栓相連，且下轉(zhuǎn)動(dòng)部件套裝在驅(qū)動(dòng)盒底座的凸出部分，下轉(zhuǎn)動(dòng)部件與驅(qū)動(dòng)盒底座之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并安裝有推力軸承和滾針軸。電機(jī)、諧波減速器固定板、諧波減速器連接件、諧波減速器、組成關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，固定在驅(qū)動(dòng)盒蓋上，轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件輸入部分與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的諧波減速機(jī)的輸出部分連接，轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的輸出部分與上轉(zhuǎn)動(dòng)部件相連。
【專利說(shuō)明】
一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置用轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)領(lǐng)域，具體是一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)來(lái)襲和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，尋找綠色無(wú)污染的新能源，成為擺在人類面前的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。毫無(wú)疑問(wèn)，在太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿戎T多新能源中，核聚變能以其令人神往的優(yōu)點(diǎn)，成為人類未來(lái)最理想的能源。在這一背景下，建造可控的“人造太陽(yáng)”，成為世界各國(guó)的共同追求。近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外托卡馬克磁約束核聚變能研究取得了非常大的進(jìn)展。EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)作為全球首個(gè)大型非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，為聚變能的前期應(yīng)用提供重要的工程和物理基礎(chǔ)，使中國(guó)在磁約束聚變研究領(lǐng)域進(jìn)入世界前沿并成為世界上重要的聚變研究中心之〇[0003 ] EAST放電期間高溫等離子體會(huì)對(duì)真空室內(nèi)部部件造成一定程度的損壞，從而影響裝置的運(yùn)行性能。為了了在不破壞真空室內(nèi)的真空環(huán)境(l〇_6pa)以及約150°C的環(huán)境溫度的條件下進(jìn)入真空室執(zhí)行檢測(cè)和維護(hù)任務(wù)，一種可用真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)被研制出來(lái)。根據(jù)維護(hù)任務(wù)不同可將多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)連接在一起組成多個(gè)自由度的機(jī)械臂。
[0004]目前國(guó)際上應(yīng)用于托卡馬克裝置上的維護(hù)機(jī)械臂關(guān)節(jié)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，柔性大， 精度差等缺點(diǎn)。而在現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)機(jī)器人研究領(lǐng)域中，同樣難以找出一種可以用于目標(biāo)環(huán)境的機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)方案。因此需要設(shè)計(jì)出一種滿足該極端環(huán)境以及自身尺寸要求并輸出較大力矩的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，以解決現(xiàn)有技術(shù)機(jī)械臂關(guān)節(jié)無(wú)法滿足托卡馬克裝置需求的問(wèn)題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:包括內(nèi)有空腔的驅(qū)動(dòng)盒底座，以及蓋合安裝在驅(qū)動(dòng)盒底座上的驅(qū)動(dòng)盒蓋，所述驅(qū)動(dòng)盒底座與驅(qū)動(dòng)盒蓋連接成整體，驅(qū)動(dòng)盒蓋內(nèi)設(shè)有波紋管，驅(qū)動(dòng)盒蓋頂部通過(guò)滾針軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上端伸出驅(qū)動(dòng)盒蓋，且轉(zhuǎn)軸上端固定連接有上轉(zhuǎn)動(dòng)部件，所述驅(qū)動(dòng)盒底座底部成型有凸出部分，且驅(qū)動(dòng)盒底座底部凸出部分通過(guò)滾針軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有下轉(zhuǎn)動(dòng)部件，下轉(zhuǎn)動(dòng)部件與驅(qū)動(dòng)盒底座底部之間裝配有推力軸承，所述上、下轉(zhuǎn)動(dòng)部件分別向相同方向一側(cè)延伸，且上、下轉(zhuǎn)動(dòng)部件延伸部通過(guò)螺栓連接；所述驅(qū)動(dòng)盒底座空腔內(nèi)設(shè)有水平的諧波減速器固定板，諧波減速器固定板頂部安裝有一級(jí)諧波減速器，諧波減速器固定板底部安裝有盤式直流電機(jī)，所述盤式直流電機(jī)的電機(jī)軸通過(guò)轉(zhuǎn)接頭與一級(jí)諧波減速器的輸入端傳動(dòng)連接，一級(jí)諧波減速器的輸出端固定連接有轉(zhuǎn)接母板，所述驅(qū)動(dòng)盒蓋內(nèi)固定有二級(jí)諧波減速器，二級(jí)諧波減速器的輸入端固定連接有轉(zhuǎn)接公板，且轉(zhuǎn)接公板與驅(qū)動(dòng)盒底座內(nèi)的轉(zhuǎn)接母板固定連接為一體，二級(jí)諧波減速器的輸出端固定有二級(jí)諧波減速器輸出法蘭，所述驅(qū)動(dòng)盒蓋內(nèi)的波紋管中嵌入有形狀匹配的彎軸，彎軸一端與二級(jí)諧波減速器輸出法蘭固定連接，彎軸另一端與上轉(zhuǎn)動(dòng)部件固定連接，由彎軸與二級(jí)諧波減速器輸出法蘭構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件；
還包括嵌入式電路板、磁性旋轉(zhuǎn)編碼器組件、貼片式溫度傳感器、真空密封接頭，所述嵌入式電路板安裝在驅(qū)動(dòng)盒蓋內(nèi)，磁性旋轉(zhuǎn)編碼器組件包含一個(gè)增量式編碼器和一個(gè)絕對(duì)式編碼器，每個(gè)編碼器均包含磁鐵及霍爾芯片，兩者分離，每個(gè)編碼器中的霍爾芯片焊接在嵌入式電路板上，每個(gè)編碼器中的磁鐵安裝在二級(jí)諧波減速器輸出法蘭上，貼片式溫度傳感器貼設(shè)在盤式直流電機(jī)表面，真空密封插頭固定在驅(qū)動(dòng)盒底座上，所述貼片式溫度傳感器信號(hào)輸出端接入嵌入式電路板，所述嵌入式電路板的線纜以及盤式直流電機(jī)的供電線纜分別與真空密封接頭連接。
[0007]所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)盒底座與驅(qū)動(dòng)盒蓋之間設(shè)有氟橡膠密封圈一。
[0008]所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述波紋管左端法蘭與驅(qū)動(dòng)盒蓋之間設(shè)有氟橡膠密封圈二。
[0009]所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述波紋管右端法蘭與彎軸端面之間設(shè)有氟橡膠密封圈三。
[0010]所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述彎軸由彎軸前段和彎軸后段構(gòu)成，兩段之間通過(guò)螺栓連接。
[0011]所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)盒底座、驅(qū)動(dòng)盒蓋、上轉(zhuǎn)動(dòng)部件和下轉(zhuǎn)動(dòng)部件上還分別設(shè)有孔，通過(guò)孔可與其它轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)連接，實(shí)現(xiàn)多自由度機(jī)構(gòu)。
[0012]所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述絕對(duì)式磁性編碼器的磁鐵為只有一對(duì)磁極的紐扣磁鐵，增量式磁性編碼器的磁鐵對(duì)應(yīng)的為具有64對(duì)磁極的磁環(huán)，絕對(duì)式磁性編碼器提供關(guān)節(jié)的絕對(duì)位置，增量式磁性編碼器提供較高的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)分辨率。
[0013]所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述嵌入式電路板負(fù)責(zé)采集關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)位置信息及運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)表面的溫度信息，并通過(guò)總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)疥P(guān)節(jié)外部。
[0014]本發(fā)明提供了一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，采用彎軸和波紋管結(jié)合的密封方式來(lái)取代復(fù)雜的動(dòng)密封方式，整體結(jié)構(gòu)緊湊，模塊化程度高，可自由組合成多自由度機(jī)械臂。本發(fā)明也可應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，尤其可用在高真空、水下或多粉塵環(huán)境復(fù)雜環(huán)境下。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明在轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)上采用波紋管結(jié)合彎軸的密封方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。多處采用緊湊設(shè)計(jì)，整體尺寸小，重量輕。
[0016]2、可用于不適宜人工作的環(huán)境下裝置的檢查和維護(hù)，特別適用于高溫及真空等極端環(huán)境，例如EAST真空室內(nèi)部?？刹捎媚K化方式組合成不同自由度的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的兩級(jí)減速器連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖，其中:圖4a為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件整體示意圖，圖4b為彎軸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5是本發(fā)明的密封組件剖視圖。[〇〇22]圖6是本發(fā)明的磁性編碼器組件示意圖。[〇〇23]圖7是本發(fā)明的實(shí)施示例圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0024]如圖1-圖6所示。一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，包括驅(qū)動(dòng)盒底座4,驅(qū)動(dòng)盒底座4內(nèi)有空腔，驅(qū)動(dòng)盒底座4通過(guò)螺栓與驅(qū)動(dòng)盒蓋3固定連接成整體，波紋管5通過(guò)螺紋與驅(qū)動(dòng)盒蓋3連接，驅(qū)動(dòng)盒蓋3嵌套在轉(zhuǎn)軸11外部，且驅(qū)動(dòng)盒蓋3與轉(zhuǎn)軸11之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有滾針軸承6,轉(zhuǎn)軸11通過(guò)螺栓與上轉(zhuǎn)動(dòng)部件1固定，上轉(zhuǎn)動(dòng)部件1通過(guò)螺栓與下轉(zhuǎn)動(dòng)部件2連接，下轉(zhuǎn)動(dòng)部件2套裝在驅(qū)動(dòng)盒底座4的凸出部分，且下轉(zhuǎn)動(dòng)部件2與驅(qū)動(dòng)盒底座4之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并安裝有推力軸承7和滾針軸承6;所述驅(qū)動(dòng)盒底座4空腔內(nèi)設(shè)置有諧波減速器固定板 14，諧波減速器固定板14朝驅(qū)動(dòng)盒底座4上部一側(cè)安裝有一級(jí)諧波減速器10，諧波減速器固定板14另一面安裝有盤式直流電機(jī)8,盤式直流電機(jī)8通過(guò)電機(jī)軸轉(zhuǎn)接頭17與一級(jí)諧波減速器10的輸入端連接，一級(jí)諧波減速器10的輸出端通過(guò)螺栓固定有轉(zhuǎn)接母板15,二級(jí)諧波減速器9的輸入端通過(guò)螺栓固定有轉(zhuǎn)接公板16,轉(zhuǎn)接母板15與轉(zhuǎn)接公板16通過(guò)螺栓連接在一起，二級(jí)諧波減速器9通過(guò)螺栓固定在驅(qū)動(dòng)盒蓋3上;所述驅(qū)動(dòng)盒蓋3套裝有轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件12,所述轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件12包括二級(jí)諧波減速器輸出法蘭18與彎軸19,二級(jí)諧波減速器輸出法蘭18與二級(jí)諧波減速器9的輸出端通過(guò)螺栓連接，彎軸19嵌套在波紋管5內(nèi)部，且彎軸19通過(guò)螺栓與上轉(zhuǎn)動(dòng)部件1固定；還包括嵌入式電路板24、貼片式溫度傳感器25、真空密封接頭26,所述嵌入式電路板24 安裝在驅(qū)動(dòng)盒蓋3內(nèi)，磁性旋轉(zhuǎn)編碼器組件包含一個(gè)增量式編碼器27和一個(gè)絕對(duì)式編碼器 28，增量式編碼器27包含霍爾芯片27a和只有一對(duì)磁極的磁鐵27b，絕對(duì)式編碼器28包含霍爾芯片28a和有64對(duì)磁極的磁環(huán)28b?；魻栃酒?7a和28a焊接在嵌入式電路板24上，磁鐵27b 和28b安裝在二級(jí)諧波減速器輸出法蘭18上，貼片式溫度傳感器25貼設(shè)在盤式電機(jī)8表面， 真空密封插頭26固定在驅(qū)動(dòng)盒底座4上，所述貼片式溫度傳感器25信號(hào)接入嵌入式電路板 24,所述嵌入式電路板24的線纜以及電機(jī)供電線纜分別與真空密封接頭26連接。
[0025]驅(qū)動(dòng)盒底座4與驅(qū)動(dòng)盒蓋3之間設(shè)有氟橡膠密封圈一 13。
[0026]波紋管左端法蘭與驅(qū)動(dòng)盒蓋3之間設(shè)有氟橡膠密封圈二23。[〇〇27]波紋管右端法蘭與彎軸端面之間設(shè)有氟橡膠密封圈三22。[〇〇28] 彎軸由彎軸前段21和彎軸后段20構(gòu)成，兩段之間通過(guò)螺栓連接。[〇〇29]如圖1、圖2、圖4所示，本發(fā)明包括驅(qū)動(dòng)盒底座4、驅(qū)動(dòng)盒蓋3、上轉(zhuǎn)動(dòng)部件1、下轉(zhuǎn)動(dòng)部件2、轉(zhuǎn)軸11以及內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、密封部件及電氣部件。其中驅(qū)動(dòng)盒底座4通過(guò)螺栓與驅(qū)動(dòng)盒蓋3連接成整體，波紋管5通過(guò)螺紋與驅(qū)動(dòng)盒蓋3連接，驅(qū)動(dòng)盒蓋3嵌套在轉(zhuǎn)軸11外部，且驅(qū)動(dòng)盒蓋3與轉(zhuǎn)軸11之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有滾針軸承6,轉(zhuǎn)軸11通過(guò)螺栓與上轉(zhuǎn)動(dòng)部件1固定， 上轉(zhuǎn)動(dòng)部件1通過(guò)螺栓與下轉(zhuǎn)動(dòng)部件2連接，下轉(zhuǎn)動(dòng)部件2套裝在驅(qū)動(dòng)盒底座4的凸出部分，且下轉(zhuǎn)動(dòng)部件2與驅(qū)動(dòng)盒底座4之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并安裝有推力軸承7和滾針軸承6;驅(qū)動(dòng)盒底座4空腔內(nèi)設(shè)置有諧波減速器固定板14，諧波減速器固定板14朝驅(qū)動(dòng)盒底座4上部一側(cè)安裝有一級(jí)諧波減速器10，諧波減速器固定板14另一面安裝有盤式直流電機(jī)8，盤式直流電機(jī)8通過(guò)電機(jī)軸轉(zhuǎn)接頭17與一級(jí)諧波減速器10的輸入端連接，一級(jí)諧波減速器10的輸出端通過(guò)螺栓固定有轉(zhuǎn)接母板15，二級(jí)諧波減速器9的輸入端通過(guò)螺栓固定有轉(zhuǎn)接公板16，轉(zhuǎn)接母板15與轉(zhuǎn)接公板16通過(guò)螺栓連接在一起，二級(jí)諧波減速器9通過(guò)螺栓固定在驅(qū)動(dòng)盒蓋3上;驅(qū)動(dòng)盒蓋3套裝有轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件12，其中轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件12包括二級(jí)諧波減速器輸出法蘭18與彎軸19，二級(jí)諧波減速器輸出法蘭18與二級(jí)諧波減速器9的輸出端通過(guò)螺栓連接，彎軸19嵌套在波紋管5內(nèi)部，且彎軸19通過(guò)螺栓與上轉(zhuǎn)動(dòng)部件I固定，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)上下轉(zhuǎn)動(dòng)部件的旋轉(zhuǎn)。
[0030]如圖1、圖2、圖5所示，驅(qū)動(dòng)盒底座4與驅(qū)動(dòng)盒蓋3兩接觸面之間安裝有氟橡膠密封圈一 13，波紋管左端法蘭與驅(qū)動(dòng)盒蓋3之間設(shè)有氟橡膠密封圈二 23，波紋管右端法蘭與彎軸端面之間設(shè)有氟橡膠密封圈三22，氟橡膠密封圈13、22、23的安裝保證了驅(qū)動(dòng)盒底座4與驅(qū)動(dòng)盒蓋3內(nèi)部空腔的密封。
[0031]如圖2、圖3所示，一級(jí)減速器與二級(jí)減速器之間的連接通過(guò)轉(zhuǎn)接母板15和轉(zhuǎn)接公板完成，轉(zhuǎn)接母板15通過(guò)螺栓與一級(jí)減速器的輸出端相連，轉(zhuǎn)接公板16通過(guò)螺栓與二級(jí)減速器9的輸入端相連，轉(zhuǎn)接母板15與轉(zhuǎn)接公板16通過(guò)卡槽及螺栓相固定，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳輸。
[0032]如圖2、圖4、圖5所示，轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的動(dòng)密封功能的實(shí)現(xiàn)主要由轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件12、波紋管5以及密封圈22、23完成。轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件由減速器輸出法蘭18以及彎軸19組成，彎軸19為便于安裝由彎軸前段21和彎軸后段20兩段組成，波紋管5套在彎軸19外表面，波紋管5—端與驅(qū)動(dòng)盒蓋3通過(guò)螺紋固定并通過(guò)密封圈22密封接觸面，波紋管5另一端通過(guò)螺栓與彎軸前段21以及上轉(zhuǎn)動(dòng)部件I固定并通過(guò)密封圈23密封波紋管5與彎軸前段21的接觸面，在關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中波紋管不斷伸縮，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)關(guān)節(jié)腔內(nèi)的密封。
[0033]如圖2、圖4、圖6所示，電氣部分包括嵌入式電路板24、貼片式溫度傳感器25和真空密封接頭26。磁性旋轉(zhuǎn)編碼器組件包含一個(gè)增量式編碼器27和一個(gè)絕對(duì)式編碼器28，增量式編碼器27包含霍爾芯片27a和只有一對(duì)磁極的磁鐵27b，絕對(duì)式編碼器28包含霍爾芯片28a和有64對(duì)磁極的磁環(huán)28b?；魻栃酒?7a和28a焊接在嵌入式電路板24上，磁鐵27b和28b安裝在二級(jí)諧波減速器輸出法蘭18上，貼片式溫度傳感器25貼設(shè)在盤式電機(jī)8表面，真空密封插頭26固定在驅(qū)動(dòng)盒底座4上，所述貼片式溫度傳感器25信號(hào)接入嵌入式電路板24，嵌入式電路板24固定在驅(qū)動(dòng)盒蓋3內(nèi)部，其上所有元器件均耐150°C高溫，負(fù)責(zé)采集關(guān)節(jié)的位置信息及運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)表面的溫度信息，通過(guò)總線將處理過(guò)的信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制卡上。所述嵌入式電路板24的線纜以及電機(jī)供電線纜分別與真空密封接頭26連接。
[0034]如圖7所示為本發(fā)明用于模塊化組合成的多自由度機(jī)械臂，該機(jī)械臂能實(shí)現(xiàn)較大范圍的靈活運(yùn)動(dòng)，各模塊之間通過(guò)帶連接孔的圓筒以及內(nèi)部連桿實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)互連，另外可根據(jù)負(fù)載力矩大小可選擇合適的電機(jī)及減速器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:包括內(nèi)有空腔的驅(qū)動(dòng)盒底座，以 及蓋合安裝在驅(qū)動(dòng)盒底座上的驅(qū)動(dòng)盒蓋，所述驅(qū)動(dòng)盒底座與驅(qū)動(dòng)盒蓋連接成整體，驅(qū)動(dòng)盒 蓋內(nèi)設(shè)有波紋管，驅(qū)動(dòng)盒蓋頂部通過(guò)滾針軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上端伸出驅(qū)動(dòng)盒蓋，且 轉(zhuǎn)軸上端固定連接有上轉(zhuǎn)動(dòng)部件，所述驅(qū)動(dòng)盒底座底部成型有凸出部分，且驅(qū)動(dòng)盒底座底 部凸出部分通過(guò)滾針軸承轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有下轉(zhuǎn)動(dòng)部件，下轉(zhuǎn)動(dòng)部件與驅(qū)動(dòng)盒底座底部之間裝配 有推力軸承，所述上、下轉(zhuǎn)動(dòng)部件分別向相同方向一側(cè)延伸，且上、下轉(zhuǎn)動(dòng)部件延伸部通過(guò) 螺栓連接；所述驅(qū)動(dòng)盒底座空腔內(nèi)設(shè)有水平的諧波減速器固定板，諧波減速器固定板頂部安裝有 一級(jí)諧波減速器，諧波減速器固定板底部安裝有盤式直流電機(jī)，所述盤式直流電機(jī)的電機(jī) 軸通過(guò)轉(zhuǎn)接頭與一級(jí)諧波減速器的輸入端傳動(dòng)連接，一級(jí)諧波減速器的輸出端固定連接有 轉(zhuǎn)接母板，所述驅(qū)動(dòng)盒蓋內(nèi)固定有二級(jí)諧波減速器，二級(jí)諧波減速器的輸入端固定連接有 轉(zhuǎn)接公板，且轉(zhuǎn)接公板與驅(qū)動(dòng)盒底座內(nèi)的轉(zhuǎn)接母板固定連接為一體，二級(jí)諧波減速器的輸 出端固定有二級(jí)諧波減速器輸出法蘭，所述驅(qū)動(dòng)盒蓋內(nèi)的波紋管中嵌入有形狀匹配的彎 軸，彎軸一端與二級(jí)諧波減速器輸出法蘭固定連接，彎軸另一端與上轉(zhuǎn)動(dòng)部件固定連接，由 彎軸與二級(jí)諧波減速器輸出法蘭構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件；還包括嵌入式電路板、磁性旋轉(zhuǎn)編碼器組件、貼片式溫度傳感器、真空密封接頭，所述 嵌入式電路板安裝在驅(qū)動(dòng)盒蓋內(nèi)，磁性旋轉(zhuǎn)編碼器組件包含一個(gè)增量式編碼器和一個(gè)絕對(duì) 式編碼器，每個(gè)編碼器均包含磁鐵及霍爾芯片，兩者分離，每個(gè)編碼器中的霍爾芯片焊接在 嵌入式電路板上，每個(gè)編碼器中的磁鐵安裝在二級(jí)諧波減速器輸出法蘭上，貼片式溫度傳 感器貼設(shè)在盤式直流電機(jī)表面，真空密封插頭固定在驅(qū)動(dòng)盒底座上，所述貼片式溫度傳感 器信號(hào)輸出端接入嵌入式電路板，所述嵌入式電路板的線纜以及盤式直流電機(jī)的供電線纜 分別與真空密封接頭連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng) 盒底座與驅(qū)動(dòng)盒蓋之間設(shè)有氟橡膠密封圈一。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述波紋 管左端法蘭與驅(qū)動(dòng)盒蓋之間設(shè)有氟橡膠密封圈二。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述波紋 管右端法蘭與彎軸端面之間設(shè)有氟橡膠密封圈三。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述彎軸 由彎軸前段和彎軸后段構(gòu)成，兩段之間通過(guò)螺栓連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng) 盒底座、驅(qū)動(dòng)盒蓋、上轉(zhuǎn)動(dòng)部件和下轉(zhuǎn)動(dòng)部件上還分別設(shè)有孔，通過(guò)孔可與其它轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)連 接，實(shí)現(xiàn)多自由度機(jī)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述絕對(duì) 式磁性編碼器的磁鐵為只有一對(duì)磁極的紐扣磁鐵，增量式磁性編碼器的磁鐵對(duì)應(yīng)的為具有 64對(duì)磁極的磁環(huán)，絕對(duì)式磁性編碼器提供關(guān)節(jié)的絕對(duì)位置，增量式磁性編碼器提供較高的 關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)分辨率。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于真空高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，其特征在于:所述嵌入 式電路板負(fù)責(zé)采集關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)位置信息及運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)表面的溫度信息，并通過(guò)總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)疥P(guān)節(jié)外部。
【文檔編號(hào)】B25J17/00GK106003134SQ201610374451
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】潘洪濤, 宋云濤, 楊松竹, 張宇, 郝志偉, 李陽(yáng), 趙文龍
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所