CN107433584B - 一种使用直驱电机的机械臂r轴旋转结构及机械臂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构，包括壳体以及设置于所述壳体内部的直驱电机、用于控制该直驱电机的电机控制板；所述直驱电机包括定子固定座、固定设置于所述定子固定座上的定子以及转子；在所述定子固定座中分别设置有便于转子相对于定子旋转的转子旋转轴承，且该转子安装于转子旋转轴承的内圈上；所述定子固定座上还固定设置有编码器安装座，且在编码器安装座上安装有编码器；所述转子位于直驱电机的中间部位；在编码器外部还固定设置有用于对编码器进行保护的编码器保护盖，本设计有利于实现机械臂末端结构的简化，提高末端旋转的定位精度，具有结构轻巧，外形美观，能在狭小空间上得到广泛应用。

Description

一种使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构及机械臂
[技术领域]
本发明涉及机械臂组件技术领域，尤其涉及一种结构轻巧，外形美观，能在狭小空间上广泛应用的使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构及机械臂。
[背景技术]
水平关节四轴机器人目前已经被非常广泛应用，在搬运、加工、装配等环境中有非常重要的作用，它本身具有动作灵活、结构紧凑、空间要求小、重复定位精度高等特点，能够精确、快速达到空间的一点，水平关节四轴机器人相对于六轴工业机器人来说具有体积小，灵活，成本低等优势，在未来工业流水线中被大量使用将会是必然趋势，加大对水平关节四轴机器人的研究也非常必要，目前国内外水平关节四轴机器人的主要品牌包括爱普生、雅马哈、库卡等企业。
目前市场上现有的水平关节四轴机器人大多数结构采用谐波减速器或者RV减速器；上下Z轴和旋转R轴设在末端，前面两个大臂体组成两个机械臂，从而实现四轴机器人在空间上的不同动作，这种机械臂具有负载比较大，臂长可以很长，精度高等特点，但是价格比较高。
基于上述情况，怎样才能有效的减小末端体积，以至于可以灵活的在空间比较小的场合使用，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，从臂体内部结构入手进行改进和改善，并取得了较好的成绩。
[发明内容]
为克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种结构轻巧，外形美观，能在狭小空间上广泛应用的使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构及机械臂。
本发明解决技术问题的方案是提供一种使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构，包括壳体以及设置于所述壳体内部的直驱电机、用于控制该直驱电机的电机控制板；所述直驱电机包括定子固定座、固定设置于所述定子固定座上的定子以及转子；在所述定子固定座中分别设置有便于转子相对于定子旋转的转子旋转轴承，且该转子安装于转子旋转轴承的内圈上；所述定子固定座上还固定设置有编码器安装座，且在编码器安装座上安装有编码器；所述转子位于直驱电机的中间部位；在编码器外部还固定设置有用于对编码器进行保护的编码器保护盖。
优选地，所述转子旋转轴承包括并列设置于定子固定座内部的两个轴承。
优选地，所述定子固定座上部开设有用于嵌入设置该编码器安装座的安装槽体。
一种机械臂，所述机械臂本体、与机械臂本体相连接且可相对于机械臂本体上下移动的上下固定座、与上下固定座活动连接的第一臂体组件以及与该第一臂体组件一端活动连接的第二臂体组件，在所述第二臂体组件相对第一臂体组件的另一端设置有如上述任意一项权利要求所述的机械臂R轴旋转结构；所述第一臂体组件包括第二壳体以及设置于第二壳体内部的扁平外转子电机、设置于该第一臂体组件与第二臂体组件连接部位的减速器以及用于连接该扁平外转子电机与减速器的同步带；且第二壳体内部设置有用于固定所述扁平外转子电机的电机固定座。
优选地，所述扁平外转子电机包括第二定子、用于固定安装所述第二定子的第二定子固定座、第二编码器固定座、固定安装于所述第二编码器固定座上的第二编码器以及设置于第二定子外部的第二转子；在所述第二定子固定座中分别设置有便于第二转子相对于第二定子旋转的第二转子旋转轴承以及与该扁平外转子电机的输出轴相配合的深沟球轴承；所述第二转子安装于第二转子旋转轴承的内圈上；还包括设置于第二壳体内部用于驱动和控制扁平外转子电机运行的电机驱动板。
优选地，所述扁平外转子电机位于第一臂体组件内部中间部位；且该电机驱动板位于扁平外转子电机与减速器中间。
优选地，所述第一臂体组件的第二壳体包括臂体上盖板以及与臂体上盖板活动连接的臂体下盖板。
优选地，所述机械臂本体下部固定设置有固定底座。
与现有技术相比，本发明一种使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构通过同时设置壳体以及设置于所述壳体内部的直驱电机、用于控制该直驱电机的电机控制板161，且在结构方面，直驱电机包括定子固定座1631、固定设置于所述定子固定座1631上的定子163以及转子164；在所述定子固定座1631中分别设置有便于转子164相对于定子163旋转的转子旋转轴承165，直驱电机可通过螺丝锁在第二臂体组件14上，第二臂体组件15内装有直驱电机的驱动板，实现对直驱电机的控制，有利于实现机械臂末端结构的简化，提高末端旋转的定位精度，具有结构轻巧，外形美观，能在狭小空间上得到广泛应用。
[附图说明]
图1是本发明一种使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构的截面状态结构示意图。
图2是本发明一种使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构中直驱电机的放大截面状态结构示意图。
图3是本发明一种机械臂的立体状态结构示意图。
图4是本发明一种机械臂的正视状态结构示意图。
[具体实施方式]
为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定此发明。
请参阅图1至图4，本发明一种使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构16包括壳体以及设置于所述壳体内部的直驱电机、用于控制该直驱电机的电机控制板161；所述直驱电机包括定子固定座1631、固定设置于所述定子固定座1631上的定子163以及转子164；在所述定子固定座1631中分别设置有便于转子164相对于定子163旋转的转子旋转轴承165，且该转子164安装于转子旋转轴承165的内圈上；所述定子固定座1631上还固定设置有编码器安装座1621，且在编码器安装座1621上安装有编码器162；所述转子164位于直驱电机的中间部位；在编码器162外部还固定设置有用于对编码器162进行保护的编码器保护盖166。
通过同时设置壳体以及设置于所述壳体内部的直驱电机、用于控制该直驱电机的电机控制板161，且在结构方面，直驱电机包括定子固定座1631、固定设置于所述定子固定座1631上的定子163以及转子164；在所述定子固定座1631中分别设置有便于转子164相对于定子163旋转的转子旋转轴承165，直驱电机可通过螺丝锁在第二臂体组件14上，第二臂体组件15内装有直驱电机的驱动板，实现对直驱电机的控制，有利于实现机械臂末端结构的简化，提高末端旋转的定位精度，具有结构轻巧，外形美观，能在狭小空间上得到广泛应用。
优选地，所述转子旋转轴承165包括并列设置于定子固定座1631内部的两个轴承(1651、1653)。整个直驱电机用螺丝可以把第二臂体组件14和定子固定座1631之间锁住，实现直驱电机的固定。
优选地，所述定子固定座1631上部开设有用于嵌入设置该编码器安装座1621的安装槽体。
一种机械臂1，所述机械臂本体12、与机械臂本体12相连接且可相对于机械臂本体12上下移动的上下固定座13、与上下固定座13活动连接的第一臂体组件14以及与该第一臂体组件14一端活动连接的第二臂体组件15，在所述第二臂体组件15相对第一臂体组件14的另一端设置有如上述任意一项权利要求所述的机械臂R轴旋转结构16；所述第一臂体组件14包括第二壳体以及设置于第二壳体内部的扁平外转子电机、设置于该第一臂体组件14与第二臂体组件15连接部位的减速器以及用于连接该扁平外转子电机与减速器的同步带；且第二壳体内部设置有用于固定所述扁平外转子电机的电机固定座。
优选地，所述扁平外转子电机包括第二定子、用于固定安装所述第二定子的第二定子固定座、第二编码器固定座、固定安装于所述第二编码器固定座上的第二编码器以及设置于第二定子外部的第二转子；在所述第二定子固定座中分别设置有便于第二转子相对于第二定子旋转的第二转子旋转轴承以及与该扁平外转子电机的输出轴相配合的深沟球轴承；所述第二转子安装于第二转子旋转轴承的内圈上；还包括设置于第二壳体内部用于驱动和控制扁平外转子电机运行的电机驱动板。
优选地，所述扁平外转子电机位于第一臂体组件14内部中间部位；且该电机驱动板位于扁平外转子电机与减速器中间。
优选地，所述第一臂体组件14的第二壳体包括臂体上盖板以及与臂体上盖板活动连接的臂体下盖板。
优选地，所述机械臂本体下部固定设置有固定底座。
与现有技术相比，本发明一种使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构16通过同时设置壳体以及设置于所述壳体内部的直驱电机、用于控制该直驱电机的电机控制板161，且在结构方面，直驱电机包括定子固定座1631、固定设置于所述定子固定座1631上的定子163以及转子164；在所述定子固定座1631中分别设置有便于转子164相对于定子163旋转的转子旋转轴承165，直驱电机可通过螺丝锁在第二臂体组件14上，第二臂体组件15内装有直驱电机的驱动板，实现对直驱电机的控制，有利于实现机械臂末端结构的简化，提高末端旋转的定位精度，具有结构轻巧，外形美观，能在狭小空间上得到广泛应用。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种使用直驱电机的机械臂R轴旋转结构，其特征在于：包括壳体以及设置于所述壳体内部的直驱电机、用于控制该直驱电机的电机控制板；所述直驱电机包括定子固定座、固定设置于所述定子固定座上的定子以及转子；在所述定子固定座中分别设置有便于转子相对于定子旋转的转子旋转轴承，且该转子安装于转子旋转轴承的内圈上；所述定子固定座上还固定设置有编码器安装座，且在编码器安装座上安装有编码器；所述转子位于直驱电机的中间部位；在编码器外部还固定设置有用于对编码器进行保护的编码器保护盖；所述转子旋转轴承包括并列设置于定子固定座内部的两个轴承；所述定子固定座上部开设有用于嵌入设置该编码器安装座的安装槽体。
2.一种机械臂，其特征在于：所述机械臂本体、与机械臂本体相连接且可相对于机械臂本体上下移动的上下固定座、与上下固定座活动连接的第一臂体组件以及与该第一臂体组件一端活动连接的第二臂体组件，在所述第二臂体组件相对第一臂体组件的另一端设置有如上述任意一项权利要求所述的机械臂R轴旋转结构；所述第一臂体组件包括第二壳体以及设置于第二壳体内部的扁平外转子电机、设置于该第一臂体组件与第二臂体组件连接部位的减速器以及用于连接该扁平外转子电机与减速器的同步带；且第二壳体内部设置有用于固定所述扁平外转子电机的电机固定座；所述扁平外转子电机包括第二定子、用于固定安装所述第二定子的第二定子固定座、第二编码器固定座、固定安装于所述第二编码器固定座上的第二编码器以及设置于第二定子外部的第二转子；在所述第二定子固定座中分别设置有便于第二转子相对于第二定子旋转的第二转子旋转轴承以及与该扁平外转子电机的输出轴相配合的深沟球轴承；所述第二转子安装于第二转子旋转轴承的内圈上；还包括设置于第二壳体内部用于驱动和控制扁平外转子电机运行的电机驱动板。
3.如权利要求2所述的一种机械臂，其特征在于：所述扁平外转子电机位于第一臂体组件内部中间部位；且该电机驱动板位于扁平外转子电机与减速器中间。
4.如权利要求2所述的一种机械臂，其特征在于：所述第一臂体组件的第二壳体包括臂体上盖板以及与臂体上盖板活动连接的臂体下盖板。
5.如权利要求2所述的一种机械臂，其特征在于：所述机械臂本体下部固定设置有固定底座。
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