技术领域
[0001] 本
发明涉及
机器人技术领域，特别涉及一种机器人轻量化多关节模组。
背景技术
[0002] 在现在的工业生产中，机器人有着广泛的应用，但是机器人的关节处通常要挂设很多设备，造成
机器人手臂尺寸过大难以适用于小型的加工产线上，所以需要使用关节模组对
机械臂进行连接，而现有的关节模组多为双关节，不够灵活，为此，我们提出一种机器人轻量化多关节模组。
发明内容
[0003] 本发明的主要目的在于提供一种机器人轻量化多关节模组，可以有效解决背景技术中的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0005] 一种机器人轻量化多关节模组，包括壳体、无框
力矩
电机和
基座，所述基座内底部通过
螺栓安装有过载保护器，且过载保护器一侧设置有抗
电磁干扰器，所述基座内顶部通过安装槽安装有振动报警器，所述基座顶部通过旋
转轴连接壳体，所述壳体内通过连接架安装有无框力矩电机，所述无框力矩电机一侧设置有抱闸
制动器，所述无框力矩电机另一侧通过安装架安装有谐波减速器，谐波减速器设置有柔轮，所述无框力矩电机内贯穿设置有
主轴，所述壳体一侧设置有轴套，所述壳体顶部设置有制冷盒，所述制冷盒内设置有过滤网，所述制冷盒顶部设置有制冷腔，所述制冷腔底部通过螺栓安装有
半导体制冷片，所述制冷盒一侧通过凹槽安装有
风机，所述制冷盒另一侧通过安装座安装有自动加油
泵，半导体制冷片可以对制冷盒内进行制冷，风机带动空气流动使制冷盒内冷气流入壳体，达到
散热效果。
[0006] 进一步地，所述基座顶部一端通过转轴连接电动伸缩杆，且电动伸缩杆顶部伸缩端通过转轴连接壳体，电动伸缩杆可带动壳体绕着
旋转轴旋转。
[0007] 进一步地，所述基座底部和主轴一端均设置有
法兰盘，所述自动加油泵的输出端口位于轴套和主轴之间，自动加油泵可自动将
润滑油输送到轴套和主轴之间。
[0008] 进一步地，所述主轴一端连接谐波减速器的
输出轴，且主轴贯穿抱闸制动器和轴套，所述壳体内和基座内设置有贯穿的穿线孔，穿线孔可方便穿过电源线和
信号线，避免将线体挂设在设备外侧。
[0009] 进一步地，所述半导体制冷片的制冷端位于制冷盒内，所述半导体制冷片的制热端连接
散热片，所述散热片外侧设置有防尘罩，防尘罩可避免灰尘堆积到散热片上。
[0010] 进一步地，所述谐波减速器一侧通过螺栓安装有
温度控制器，且风机和半导体制冷片的输入端与
温度控制器的输出端通过
导线构成电连接，所述风机的进风端通过管道连接壳体，且风机的出风端通过管道连接制冷盒，所述制冷盒一端通过管道连接壳体，温度控制器可实现对风机和半导体制冷片的控制。
[0011] 进一步地，所述过载保护器的输出端与无框力矩电机的输入端通过导线构成电连接，所述壳体内表面涂覆有防雾涂层，防雾涂层可避免壳体内壁产生凝露。
[0012] 进一步地，所述谐波减速器的柔轮采用
热处理加工，包括以下重量份材料：不锈
钢80-96重量份、
硅0.5-1重量份、镍0.2-0.3 重量份、钼1-2重量份、
钛0.5-0.6重量份、
脱氧剂
0.3-0.5重量份、
脱硫剂0.4-0.6重量份；具体加工方法如下：
[0013] 步骤一：将
不锈钢、硅、镍、钼送至高能
球磨机中进行3-5h
能量密度为0.4-0.6/L的初步
研磨处理，得到颗粒度为0.5mm-1mm 的混
合金属碎粒，并通过筛网对其进行筛出收集，对混合金属碎粒中添加脱氧剂，通过搅拌式珠磨机对混合金属碎粒进行细化搅拌，得到金属混合物；
[0014] 步骤二：将步骤一中的金属混合物送入中频炉进行高温熔融，加入脱硫剂，通过熔融合金化过程中通过氧枪进行吹氧处理，使其进出初步脱
碳处理，步骤一加入的脱氧剂也在熔融中发生脱氧反应，快速
脱碳同时避免合金中留氧产生晶间
腐蚀，中频炉进行高温熔融的温度为950℃-1050℃，且熔融时间为2-3h；
[0015] 步骤三：将步骤二处理后的
合金钢液通过电渣
重熔法进行熔融处理，在熔融过程中以压力值为0.5-0.6MPa的压力施加氮，得到超低碳合金钢液；
[0016] 步骤四：将步骤三得到的超低碳合金钢液以
模锻成形方式，注成半成品柔轮组，其晶粒度可达到8级，其强度与疲劳性能有效提高；
[0017] 步骤五：将步骤四半成品柔轮组以850℃-900℃进行正火加温处理，待柔轮组完全受热变色后，进行等温
退火处理，待高温退去后，进行500℃-650℃的低温回火处理，回火后对其进行1-2min 的静置后进行二次淬火，使
齿面的硬化层提高；
[0018] 步骤六：将步骤五处理后的柔轮组进行
喷砂处理，提高其表层的硬度和耐久性，将柔轮表面的毛刺去除，清理后，进行精车处理，再通过超细粉
镀铜法对其表面镀铜，增加柔轮表面的平整光滑性，得到柔轮成品。
[0019] 所述脱硫剂为
钒。所述脱氧剂为锰或钛。所述步骤五中的回火速度控制在以120℃/h进行递增加热，二次淬火冷却时，其介质油温控制在75℃-80℃。所述步骤六中柔轮表面镀铜为 1.5-2mm，所述步骤二中的中频炉进行高温熔融的温度为950℃ -1050℃，且熔融时间为2-3h。
[0020] 与
现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0021] 1.通过设置法兰盘，可以利用法兰盘分别连接机械臂，对该设备进行安装，通过设置无框力矩电机，可以驱动主轴进行旋转，通过设置电动伸缩杆，电动伸缩杆可带动壳体绕着旋转轴旋转，使得该模组可以进行多关节运动。
[0022] 2.通过设置自动加油泵，自动加油泵可自动将润滑油输送到轴套和主轴之间，为主轴进行润滑，通过设置抗电磁干扰器，在有电磁干扰时，抗电磁干扰器可以将电磁吸收，避免电磁影响设备正常运行，通过设置过载保护器，在出现负载过大时，过载保护器可以对无框力矩电机进行保护。
[0023] 3.通过设置振动报警器，在该设备与其他设备发生碰撞时，振动报警器可检测到振动并鸣笛警示，通过设置穿线孔，穿线孔可方便穿过电源线和信号线，避免将线体挂设在设备外侧而影响设备的运动，通过设置防雾涂层，可避免壳体内壁产生凝露。
[0024] 4.通过设置温度控制器，温度控制器可以对壳体内的温度进行检测，在温度超过设定值时，温度控制器会启动半导体制冷片和风机运行，半导体制冷片的制冷端对制冷盒内进行制冷，风机带动壳体和制冷盒内的空气进行循环流动，使壳体内温度降低，过滤网可对经过的空气进行过滤，将灰尘过滤下来，减少壳体内的灰尘，半导体制冷片的制热端产生的热量会传递到散热片然后扩散到空气中。
[0025] 5.通过对谐波减速器的柔轮采用热处理加工实现对材料进行高效的除碳处理，降低其塑性，增加其刚性，改善钢的热加工性能，在提高缸晶粒细化同时，提高淬透性和热强性，提高柔轮的性能，通过硅的使用，提高其使用的延展性，通
过热处理提高柔轮表面的硬度，模锻成形使柔轮的使用材料的强度与疲劳性能均得到提高，加工余量较小，能提高成形
精度，机加工量少。
[0026] 6.谐波减速器的柔轮采用热处理加工，使用延展性和恢复性能优异的原材料，实现对材料进行高效的除碳处理，降低其塑性，增加其刚性，改善钢的热加工性能，在提高缸晶粒细化同时，提高淬透性和热强性，提高柔轮的性能，通过硅的使用，提高其使用的延展性，通过热处理提高柔轮表面的硬度，模锻成形使柔轮的使用材料的强度与疲劳性能均得到提高，加工余量较小，能提高成形精度，机加工量少。
附图说明
[0027] 图1为本发明一种机器人轻量化多关节模组的整体结构示意图。
[0028] 图2为本发明一种机器人轻量化多关节模组的轴套示意图。
[0029] 图3为本发明一种机器人轻量化多关节模组的防雾涂层示意图。
[0030] 图4为本发明一种机器人轻量化多关节模组的
电路图。
[0031] 图中：1、法兰盘；2、过载保护器；3、抗电磁干扰器；4、基座；5、振动报警器；6、旋转轴；7、穿线孔；8、抱闸制动器； 9、轴套；10、主轴；11、自动加油泵；12、无框力矩电机；13、散热片；14、半导体制冷片；15、过滤网；16、制冷盒；17、风机；18、壳体；19、谐波减速器；20、温度控制器；21、电动伸缩杆；22、防雾涂层；23、防尘罩；24、制冷腔。
具体实施方式
[0032] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0034] 如图1-4所示，一种机器人轻量化多关节模组，包括壳体18、无框力矩电机12和基座4，所述基座4内底部通过螺栓安装有过载保护器2，且过载保护器2一侧设置有抗电磁干扰器3，所述基座4内顶部通过安装槽安装有振动报警器5，所述基座4顶部通过旋转轴6连接壳体18，所述壳体18内通过连接架安装有无框力矩电机12，所述无框力矩电机12一侧设置有抱闸制动器8，所述无框力矩电机12另一侧通过安装架安装有谐波减速器19，谐波减速器19设置有柔轮(图中未示出)，所述无框力矩电机12 内贯穿设置有主轴10，所述壳体18一侧设置有轴套9，所述壳体 18顶部设置有制冷盒16，所述制冷盒16内设置有过滤网15，所述制冷盒16顶部设置有制冷腔24，所述制冷腔24底部通过螺栓安装有半导体制冷片14，所述制冷盒16一侧通过凹槽安装有风机17，所述制冷盒16另一侧通过安装座安装有自动加油泵
11，半导体制冷片14可以对制冷盒16内进行制冷，风机17带动空气流动使制冷盒16内冷气流入壳体18，达到散热效果。
[0035] 其中，所述基座4顶部一端通过转轴连接电动伸缩杆21，且电动伸缩杆21顶部伸缩端通过转轴连接壳体18。
[0036] 本实施例中如图1所示，电动伸缩杆21可带动壳体18绕着旋转轴6旋转。
[0037] 其中，所述基座4底部和主轴10一端均设置有法兰盘1，所述自动加油泵11的输出端口位于轴套9和主轴10之间，。
[0038] 本实施例中如图1和图2所示，自动加油泵11可自动将润滑油输送到轴套9和主轴10之间。
[0039] 其中，所述主轴10一端连接谐波减速器19的输出轴，且主轴10贯穿抱闸制动器8和轴套9，所述壳体18内和基座4内设置有贯穿的穿线孔7。
[0040] 本实施例中如图1所示，穿线孔7可方便穿过电源线和信号线，避免将线体挂设在设备外侧。
[0041] 其中，所述半导体制冷片14的制冷端位于制冷盒16内，所述半导体制冷片14的制热端连接散热片13，所述散热片13外侧设置有防尘罩23。
[0042] 本实施例中如图1所示，防尘罩23可避免灰尘堆积到散热片 13上。
[0043] 其中，所述谐波减速器19一侧通过螺栓安装有温度控制器 20，且风机17和半导体制冷片14的输入端与温度控制器20的输出端通过导线构成电连接，所述风机17的进风端通过管道连接壳体18，且风机17的出风端通过管道连接制冷盒16，所述制冷盒 16一端通过管道连接壳体18。
[0044] 本实施例中如图1所示，温度控制器20可实现对风机17和半导体制冷片14的控制。
[0045] 其中，所述过载保护器2的输出端与无框力矩电机12的输入端通过导线构成电连接，所述壳体18内表面涂覆有防雾涂层22。
[0046] 本实施例中如图1和图3所示，防雾涂层22可避免壳体18 内壁产生凝露。
[0047] 其中，所述谐波减速器的柔轮采用热处理加工，包括以下重量份材料：不锈钢80-96重量份、硅0.5-1重量份、镍0.2-0.3重量份、钼1-2重量份、钛0.5-0.6重量份、脱氧剂0.3-
0.5重量份、脱硫剂0.4-0.6重量份；具体加工方法如下：
[0048] 步骤一：将不锈钢、硅、镍、钼送至高能球磨机中进行3-5h
能量密度为0.4-0.6/L的初步研磨处理，得到颗粒度为0.5mm-1mm 的混合金属碎粒，并通过筛网对其进行筛出收集，对混合金属碎粒中添加脱氧剂，通过搅拌式珠磨机对混合金属碎粒进行细化搅拌，得到金属混合物；
[0049] 步骤二：将步骤一中的金属混合物送入中频炉进行高温熔融，加入脱硫剂，通过熔融合金化过程中通过氧枪进行吹氧处理，使其进出初步脱碳处理，步骤一加入的脱氧剂也在熔融中发生脱氧反应，快速脱碳同时避免合金中留氧产生
晶间腐蚀，中频炉进行高温熔融的温度为950℃-1050℃，且熔融时间为2-3h；
[0050] 步骤三：将步骤二处理后的合金钢液通过
电渣重熔法进行熔融处理，在熔融过程中以压力值为0.5-0.6MPa的压力施加氮，得到超低碳合金钢液；
[0051] 步骤四：将步骤三得到的超低碳合金钢液以模锻成形方式，注成半成品柔轮组，其晶粒度可达到8级，其强度与疲劳性能有效提高；
[0052] 步骤五：将步骤四半成品柔轮组以850℃-900℃进行正火加温处理，待柔轮组完全受热变色后，进行等温退火处理，待高温退去后，进行500℃-650℃的低温回火处理，回火后对其进行1-2min 的静置后进行二次淬火，使齿面的硬化层提高；
[0053] 步骤六：将步骤五处理后的柔轮组进行喷砂处理，提高其表层的硬度和耐久性，将柔轮表面的毛刺去除，清理后，进行精车处理，再通过超细粉镀铜法对其表面镀铜，增加柔轮表面的平整光滑性，得到柔轮成品。
[0054] 实施例2
[0055] 如图1-4所示，一种机器人轻量化多关节模组，包括壳体18、无框力矩电机12和基座4，所述基座4内底部通过螺栓安装有过载保护器2，且过载保护器2一侧设置有抗电磁干扰器3，所述基座4内顶部通过安装槽安装有振动报警器5，所述基座4顶部通过旋转轴6连接壳体18，所述壳体18内通过连接架安装有无框力矩电机12，所述无框力矩电机12一侧设置有抱闸制动器8，所述无框力矩电机12另一侧通过安装架安装有谐波减速器19，谐波减速器19设置有柔轮(图中未示出)，所述无框力矩电机12 内贯穿设置有主轴10，所述壳体18一侧设置有轴套9，所述壳体 18顶部设置有制冷盒16，所述制冷盒16内设置有过滤网15，所述制冷盒16顶部设置有制冷腔24，所述制冷腔24底部通过螺栓安装有半导体制冷片14，所述制冷盒16一侧通过凹槽安装有风机17，所述制冷盒16另一侧通过安装座安装有自动加油泵
11，半导体制冷片14可以对制冷盒16内进行制冷，风机17带动空气流动使制冷盒16内冷气流入壳体18，达到散热效果。
[0056] 其中，所述基座4顶部一端通过转轴连接电动伸缩杆21，且电动伸缩杆21顶部伸缩端通过转轴连接壳体18。
[0057] 本实施例中如图1所示，电动伸缩杆21可带动壳体18绕着旋转轴6旋转。
[0058] 其中，所述基座4底部设置有法兰盘1，且主轴10一端连接机械夹爪，所述自动加油泵11的输出端口位于轴套9和主轴10 之间，。
[0059] 本实施例中如图1和图2所示，自动加油泵11可自动将润滑油输送到轴套9和主轴10之间，利用机械夹爪可直接夹持产品。
[0060] 其中，所述主轴10一端连接谐波减速器19的输出轴，且主轴10贯穿抱闸制动器8和轴套9，所述壳体18内和基座4内设置有贯穿的穿线孔7。
[0061] 本实施例中如图1所示，穿线孔7可方便穿过电源线和信号线，避免将线体挂设在设备外侧。
[0062] 其中，所述半导体制冷片14的制冷端位于制冷盒16内，所述半导体制冷片14的制热端通过导热硅脂连接散热片13，所述散热片13外侧设置有防尘罩23。
[0063] 本实施例中如图1所示，防尘罩23可避免灰尘堆积到散热片 13上，导热硅脂可
加速散热片13上热量传导。
[0064] 其中，所述谐波减速器19一侧通过螺栓安装有温度控制器 20，且风机17和半导体制冷片14的输入端与温度控制器20的输出端通过导线构成电连接，所述风机17的进风端通过管道连接壳体18，且风机17的出风端通过管道连接制冷盒16，所述制冷盒 16一端通过管道连接壳体18。
[0065] 本实施例中如图1所示，温度控制器20可实现对风机17和半导体制冷片14的控制。
[0066] 其中，所述过载保护器2的输出端与无框力矩电机12的输入端通过导线构成电连接，所述壳体18内表面涂覆有防雾涂层22，且壳体18外表面设置有
橡胶防撞层。
[0067] 本实施例中如图1和图3所示，防雾涂层22可避免壳体18 内壁产生凝露，橡胶防撞层避免在磕碰中对壳体18造成损坏。
[0068] 其中，所述谐波减速器的柔轮采用热处理加工，包括以下重量份材料：不锈钢80-96重量份、硅0.5-1重量份、镍0.2-0.3重量份、钼1-2重量份、钛0.5-0.6重量份、脱氧剂0.3-
0.5重量份、脱硫剂0.4-0.6重量份；具体加工方法如下：
[0069] 步骤一：将不锈钢、硅、镍、钼送至高能球磨机中进行3-5h 能量密度为0.4-0.6/L的初步研磨处理，得到颗粒度为0.5mm-1mm 的混合金属碎粒，并通过筛网对其进行筛出收集，对混合金属碎粒中添加脱氧剂，通过搅拌式珠磨机对混合金属碎粒进行细化搅拌，得到金属混合物；
[0070] 步骤二：将步骤一中的金属混合物送入中频炉进行高温熔融，加入脱硫剂，通过熔融合金化过程中通过氧枪进行吹氧处理，使其进出初步脱碳处理，步骤一加入的脱氧剂也在熔融中发生脱氧反应，快速脱碳同时避免合金中留氧产生晶间腐蚀，中频炉进行高温熔融的温度为950℃-1050℃，且熔融时间为2-3h；
[0071] 步骤三：将步骤二处理后的合金钢液通过电渣重熔法进行熔融处理，在熔融过程中以压力值为0.5-0.6MPa的压力施加氮，得到超低碳合金钢液；
[0072] 步骤四：将步骤三得到的超低碳合金钢液以模锻成形方式，注成半成品柔轮组，其晶粒度可达到8级，其强度与疲劳性能有效提高；
[0073] 步骤五：将步骤四半成品柔轮组以850℃-900℃进行正火加温处理，待柔轮组完全受热变色后，进行等温退火处理，待高温退去后，进行500℃-650℃的低温回火处理，回火后对其进行1-2min 的静置后进行二次淬火，使齿面的硬化层提高；
[0074] 步骤六：将步骤五处理后的柔轮组进行喷砂处理，提高其表层的硬度和耐久性，将柔轮表面的毛刺去除，清理后，进行精车处理，再通过超细粉镀铜法对其表面镀铜，增加柔轮表面的平整光滑性，得到柔轮成品。
[0075] 需要说明的是，本发明为一种机器人轻量化多关节模组，工作时，利用法兰盘1可将该设备分别连接机械臂，对该设备进行安装，启动无框力矩电机12可以驱动主轴10进行旋转，启动电动伸缩杆21可带动壳体18绕着旋转轴6旋转，使得该模组可以进行多关节运动，自动加油泵11(石家庄金泰福特机电有限公司生产)可自动将润滑油输送到轴套9和主轴10之间，为主轴10 进行润滑，在有电磁干扰时，抗电磁干扰器3(厦
门超力
电子有限公司生产)可以将电磁吸收，避免电磁影响设备正常运行，在出现负载过大时，过载保护器2(东莞市楷亿电子科技有限公司生产)可以对无框力矩电机12进行保护，在该设备与其他设备发生碰撞时，振动报警器5可检测到振动并鸣笛警示，而穿线孔7 可方便穿过电源线和信号线，避免将线体挂设在设备外侧而影响设备的运动，防雾涂层22(广州拓尔惠化工科技有限公司生产) 可避免壳体18内壁产生凝露，温度控制器20可以对壳体18内的温度进行检测，在温度超过设定值时，温度控制器20会启动半导体制冷片14和风机17运行，半导体制冷片14的制冷端对制冷盒 16内进行制冷，风机17带动壳体18和制冷盒16内的空气进行循环流动，使壳体18内温度降低，过滤网15可对经过的空气进行过滤，将灰尘过滤下来，减少壳体
18内的灰尘，半导体制冷片 14的制热端产生的热量会传递到散热片13然后扩散到空气中，对谐波减速器的柔轮采用热处理加工中使用延展性和恢复性能优异的原材料，实现对材料进行高效的除碳处理，降低其塑性，增加其刚性，改善钢的热加工性能，在提高缸晶粒细化同时，提高淬透性和热强性，提高柔轮的性能，通过硅的使用，提高其使用的延展性，通过热处理提高柔轮表面的硬度，模锻成形使柔轮的使用材料的强度与疲劳性能均得到提高，加工余量较小，能提高成形精度，机加工量少。
[0076] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的
权利要求书及其等效物界定。
