CN108566040B - 一种嵌入式外转电机减速一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种嵌入式外转电机减速一体机，直轴套接有定子铁芯，定子铁芯的外侧设置有转子铁芯，转子铁芯的两端固定在前端盖和后端盖上，前端盖和后端盖转动支撑在直轴上；偏心轴套与后端盖固定连接，偏心轴套转动支撑在直轴上，偏心轴套随后端盖一起转动；偏心轴套为双偏心轴套，两个偏心轴错位180°；2个摆线轮套接在摆线轴承的外圈，摆线轴承套接在偏心轴套的2个偏心轴上；2个摆线轮做摆线轨迹往复运动，自身不旋转，内齿型输出齿轮转动支撑在直轴上；保证2个摆线轮的外圈齿分时分别与内齿型输出齿轮的内圈齿啮合，2个摆线轮摆动一次，驱动内齿型输出齿轮的内圈齿转动一个齿，减速比高；结构对称、嵌套设置，结构布置合理，稳定性高。

Description

一种嵌入式外转电机减速一体机

技术领域

本发明涉及电机技术领域和机器人领域，尤其涉及一种机器人中空关节模组的嵌入式外转电机减速一体机。

背景技术

现有的减速电机为内转分体式，转子为实心轴，不利于多组串联控制布线，所占据的空间大，减速比及承载能力低。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种结构布置合理，占据空间小，减速比高的嵌入式电机减速一体机。

一种嵌入式外转电机减速一体机，包括直轴、定子铁芯、外转子铁芯、前端盖、后端盖、偏心轴套、摆线轮、摆线轴承和内齿型输出齿轮；

直轴的中部套接有定子铁芯，定子铁芯的外侧设置有转子铁芯，转子铁芯的两端固定在前端盖和后端盖上，前端盖和后端盖转动支撑在直轴上；

偏心轴套的前端固定连接后端盖的后端，偏心轴套转动支撑在直轴上，偏心轴套随后端盖一起转动；

偏心轴套7为双偏心轴套，两个偏心轴错位180°，2个偏心轴相对所述偏心轴套的轴线对称设置；

摆线轮有两个，2个摆线轮套接在摆线轴承的外圈，摆线轴承的内圈套接在偏心轴套的2个偏心轴上；

2个摆线轮做摆线轨迹往复运动，自身不旋转，2个摆线轮的外圈齿分时分别与内齿型输出齿轮的内圈齿啮合，内齿型输出齿轮转动支撑在直轴上。

优选的，还包括输出齿轮支架和输出齿轮轴承，输出齿轮轴承的数量为2个；

输出齿轮支架套接在直轴上，输出齿轮支架通过销键连接直轴；

一个输出齿轮轴承的内圈套接在输出齿轮支架的外侧，该输出齿轮轴承的外圈套接内齿型输出齿轮的内圈的后部；另一个输出齿轮轴承的内圈套接在偏心轴套的中心轴的外侧，该输出齿轮轴承的外圈套接在内齿型输出齿轮的内圈的前部。

嵌入式外转电机减速一体机包括摆线减速装置，摆线减速装置的原理为：摆线减速装置分为三个部分：输入部分(空心外转电机结构)、减速部分(摆线轮机构)、输出部分(内齿型输出齿轮)。在输入轴(直轴)上有一个轴线错位180°的双偏心轴套(偏心轴套)，在偏心轴套上装有两个滚珠轴承，形成H机构，滚珠轴承的外部套接摆线轮，两个摆线轮的中心孔即为偏心轴套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与内齿型输出齿轮上的齿廓相啮合，以组成少齿差内啮合减速机构，当输入轴带着偏心轴套转动一周时，由于摆线轮上齿廊曲线的特点及其受内齿型输出齿轮上齿廓限制之故，摆线轮的运动成为平面往复运动，当输入轴转动一周时，偏心轴套转动一周，摆线轮于相反方向上转过一个齿差从而得到减速，再借助输出机构，将摆线轮的低速运动通过齿廓传递给内齿型输出齿轮，从而获得较低的输出转速。

结构优点：

1、传动效率高：单级传动一般效率为可达90％以上。

2、体积小，重量轻：输入轴和输出轴在同一轴线上且与外转电动机直联，因而使用零件个数少、结构紧凑，体积小、重量轻、拆装方便、容易维修、润滑简单。优选的，还包括偏心轴套轴承，偏心轴套轴承的数量为2个，2个偏心轴套轴承的内圈分别套接在直轴的外侧，2个偏心轴套轴承的外圈分别套接偏心轴套的内圈。

优选的，还包括前端盖轴承和后端盖轴承，前端盖通过前端盖轴承转动设置于直轴的外侧，后端盖通过后端盖轴承转动设置于直轴的外侧。

优选的，转子铁芯的内侧通过磁力粘合有调磁磁钢，定子铁芯的周侧绕制有定子线圈。

优选的，还包括安装法兰，安装法兰的内圈固定连接在直轴的外圈上，安装法兰的前端设置于与其它组件连接的法兰孔。

优选的，还包括断电制动器，断电制动器包括转动件和制动件，转动件连接在前端盖的内侧，制动件连接在直轴上；通电状态下，转动件和制动件分开，断电状态下，制动件阻止转动件转动，从而阻止前端盖转动。

优选的，前端盖向后伸出第一环形包绕部，后端盖向前伸出第二环形包绕部；

第一环形包绕部、转子铁芯、第二环形包绕部与直轴的外侧构成封闭的包绕空间；断电制动器位于包绕空间内。

优选的，还包括电机编码器，电机编码器连接在前端盖的内侧。

优选的，还包括减速机编码器和输出齿轮后盖，输出齿轮后盖套接在内齿型输出齿轮的后端，输出齿轮支架上设置有磁性转子，内齿型输出齿轮的后端设置有磁阻式传感器，磁性转子和磁阻式传感器构成减速机编码器。

本发明具有如下有益效果：一种嵌入式外转电机减速一体机，包括直轴、定子铁芯、外转子铁芯、前端盖、后端盖、偏心轴套、摆线轮、摆线轴承和内齿型输出齿轮；直轴的中部套接有定子铁芯，定子铁芯的外侧设置有转子铁芯，转子铁芯的两端固定在前端盖和后端盖上，前端盖和后端盖转动支撑在直轴上；偏心轴套的前端固定连接后端盖的后端，偏心轴套转动支撑在直轴上，偏心轴套随后端盖一起转动；摆线轮有两个，2个摆线轮套接在摆线轴承的外圈，摆线轴承的内圈套接在偏心轴套的2个偏心轴上；2个摆线轮做摆线轨迹往复运动，自身不旋转，内齿型输出齿轮转动支撑在直轴上；偏心轴套的2个偏心轴对称偏心设置，保证2个摆线轮的外圈齿分时分别与内齿型输出齿轮的内圈齿啮合，2个摆线轮摆动一次，驱动一个内齿型输出齿轮的内圈齿转动一个齿，减速比高；各结构对称、嵌套设置，固定直轴为中空型，便于多组串联控制布线，结构布置合理，占据空间小，稳定性高。

附图说明

下面结合附图对本发明一种低功耗植入式生物信息监测装置的外壳结构作进一步说明。

图1为本发明一种嵌入式外转电机减速一体机的一个视角的结构示意图。

图2为本发明一种嵌入式外转电机减速一体机的另一个视角的结构示意图。

图3为本发明一种嵌入式外转电机减速一体机的偏心轴套的结构示意图。

图4为本发明一种嵌入式外转电机减速一体机的内齿型输出齿轮的一个视角的结构示意图。

图5为本发明一种嵌入式外转电机减速一体机的实施例一的剖面结构示意图。

图6为本发明一种嵌入式外转电机减速一体机的爆炸图。

图7为本发明一种嵌入式外转电机减速一体机的实施例二的剖面结构示意图。

图中：

1-直轴；2-定子铁芯；3-转子铁芯；4-调磁磁钢；5-前端盖；51-第一环形包绕部；6-后端盖；61-第二环形包绕部；7-偏心轴套；8-摆线轮；9-摆线轴承；10-内齿型输出齿轮；11-输出齿轮支架；12-输出齿轮轴承；13-偏心轴套轴承；14-前端盖轴承；15-后端盖轴承；201-定子线圈；16-安装法兰；17-断电制动器；18-电机编码器；19-减速机编码器；191-磁性转子；192-磁阻式传感器；20-输出齿轮后盖；66-后端盖偏心轴套。

具体实施方式

下面结合附图1～7对本发明作进一步的说明。

实施例一

一种嵌入式外转电机减速一体机，包括直轴1、定子铁芯2、外转子铁芯3、前端盖5、后端盖6、偏心轴套7、摆线轮8、摆线轴承9和内齿型输出齿轮10；

直轴1的中部套接有定子铁芯2，定子铁芯2的外侧设置有转子铁芯3，转子铁芯3的两端固定在前端盖5和后端盖6上，前端盖5和后端盖6转动支撑在直轴1上；

偏心轴套7的前端固定连接后端盖6的后端，偏心轴套7转动支撑在直轴1上，偏心轴套7随后端盖6一起转动；

偏心轴套7为双偏心轴套，两个偏心轴错位180°；

摆线轮8有两个，2个摆线轮8套接在摆线轴承9的外圈，摆线轴承9的内圈套接在偏心轴套7的2个偏心轴上；

2个摆线轮8做摆线轨迹往复运动，自身不旋转，2个摆线轮8的外圈齿分时分别与内齿型输出齿轮10的内圈齿啮合，内齿型输出齿轮10转动支撑在直轴1上。

本实施例中，还包括输出齿轮支架11和输出齿轮轴承12，输出齿轮轴承12的数量为2个；输出齿轮支架11套接在直轴1上，输出齿轮支架11通过销键连接直轴1；

一个输出齿轮轴承12的内圈套接在输出齿轮支架11的外侧，该输出齿轮轴承12的外圈套接内齿型输出齿轮10的内圈的后部；另一个输出齿轮轴承12的内圈套接在偏心轴套7的中心轴的外侧，该输出齿轮轴承12的外圈套接在内齿型输出齿轮10的内圈的前部。

嵌入式外转电机减速一体机的包括摆线减速装置，摆线减速装置分为三个部分：输入部分(空心外转电机结构，包括：直轴1、电子铁芯2、外转子铁芯3、后端盖6等)、减速部分(包括摆线轮8、摆线轴承9和偏心轴套7)、输出部分(内齿型输出齿轮10)。在输入轴(直轴)上有一个轴线错位180°的双偏心轴套(偏心轴套7)，在偏心轴套上装有两个滚珠轴承，形成H机构，滚珠轴承的外部套接摆线轮，两个摆线轮的中心孔即为偏心轴套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与内齿型输出齿轮上的齿廓相啮合，以组成少齿差内啮合减速机构，当输入轴带着偏心轴套转动一周时，由于摆线轮上齿廊曲线的特点及其受内齿型输出齿轮上齿廓限制之故，摆线轮的运动成为平面往复运动，当输入轴转动一周时，偏心轴套转动一周，摆线轮于相反方向上转过一个齿差从而得到减速，再借助输出机构，将摆线轮的低速运动通过齿廓传递给内齿型输出齿轮，从而获得较低的输出转速。

结构优点：

1、传动效率高：单级传动一般效率为可达90％以上。

2、体积小，重量轻：输入轴和输出轴在同一轴线上且与外转电动机直联，因而使用零件个数少、结构紧凑，体积小、重量轻、拆装方便、容易维修、润滑简单。

本实施例中，还包括偏心轴套轴承13，偏心轴套轴承13的数量为2个，2个偏心轴套轴承13的内圈分别套接在直轴1的外侧，2个偏心轴套轴承13的外圈分别套接偏心轴套7的内圈。

本实施例中，还包括前端盖轴承14和后端盖轴承15，前端盖5通过前端盖轴承14转动设置于直轴1的外侧，后端盖6通过后端盖轴承15转动设置于直轴1的外侧。

本实施例中，转子铁芯3的内侧通过磁力粘合有调磁磁钢4，定子铁芯2的周侧绕制有定子线圈201。

本实施例中，还包括安装法兰16，安装法兰16的内圈固定连接在直轴1的外圈上，安装法兰16的前端设置于与其它组件连接的法兰孔。

本实施例中，还包括断电制动器17，断电制动器17包括转动件和制动件，转动件连接在前端盖5的内侧，制动件连接在直轴1上；通电状态下，转动件和制动件分开，断电状态下，制动件阻止转动件转动，从而阻止前端盖5转动。

本实施例中，前端盖5向后伸出第一环形包绕部51，后端盖6向前伸出第二环形包绕部61；

第一环形包绕部51、转子铁芯3、第二环形包绕部61与直轴1的外侧构成封闭的包绕空间；断电制动器17位于包绕空间内。

本实施例中，还包括电机编码器18，电机编码器18连接在前端盖5的内侧。

本实施例中，还包括减速机编码器19和输出齿轮后盖20，输出齿轮后盖20套接在内齿型输出齿轮10的后端，输出齿轮支架11上设置有磁性转子191，内齿型输出齿轮10的后端设置有磁阻式传感器192，磁性转子191和磁阻式传感器192构成减速机编码器19。

本实施例中，内齿型输出齿轮10的两端设置有卡簧，以保证输出齿轮轴承12相对于内齿型输出齿轮10两端面的轴向位置固定。

实施例二

一种嵌入式外转电机减速一体机，包括直轴1、定子铁芯2、外转子铁芯3、前端盖5、后端盖偏心轴套66、摆线轮8、摆线轴承9和内齿型输出齿轮10；

直轴1的中部套接有定子铁芯2，定子铁芯2的外侧设置有转子铁芯3，转子铁芯3的两端固定在前端盖5和后端盖偏心轴套66上，前端盖5和后端盖偏心轴套66转动支撑在直轴1上；

后端盖偏心轴套66由偏心轴套7和后端盖6一体化设置组成；后端盖偏心轴套66转动支撑在直轴1上；

摆线轮8有两个，2个摆线轮8套接在摆线轴承9的外圈，摆线轴承9的内圈套接在后端盖偏心轴套66的2个偏心轴上；2个摆线轮8做摆线轨迹往复运动，自身不旋转，2个摆线轮8的外圈齿分时分别与内齿型输出齿轮10的内圈齿啮合，内齿型输出齿轮10转动支撑在直轴1上。

本实施例中，还包括输出齿轮支架11和输出齿轮轴承12，输出齿轮轴承12的数量为2个；

输出齿轮支架11套接在直轴1上，输出齿轮支架11通过销键连接直轴1；

一个输出齿轮轴承12的内圈套接在输出齿轮支架11的外侧，该输出齿轮轴承12的外圈套接内齿型输出齿轮10的内圈的后部；另一个输出齿轮轴承12的内圈套接在后端盖偏心轴套66的中心轴的外侧，该输出齿轮轴承12的外圈套接在内齿型输出齿轮10的内圈的前部。

本实施例中，还包括偏心轴套轴承13，偏心轴套轴承13的数量为2个，2个偏心轴套轴承13的内圈分别套接在直轴1的外侧，2个偏心轴套轴承13的外圈分别套接后端盖偏心轴套66的内圈。

本实施例中，还包括前端盖轴承14，前端盖5通过前端盖轴承14转动设置于直轴1的外侧。

本实施例中，转子铁芯3的内侧通过磁力粘合有调磁磁钢4，定子铁芯2的周侧绕制有定子线圈201。

本实施例中，还包括安装法兰16，安装法兰16的内圈固定连接在直轴1的外圈上，安装法兰16的前端设置于与其它组件连接的法兰孔。

本实施例中，还包括断电制动器17，断电制动器17包括转动件和制动件，转动件连接在前端盖5的内侧，制动件连接在直轴1上；通电状态下，转动件和制动件分开，断电状态下，制动件阻止转动件转动，从而阻止前端盖5转动。

本实施例中，前端盖5向后伸出第一环形包绕部51，后端盖偏心轴套66向前伸出第二环形包绕部61；

第一环形包绕部51、转子铁芯3、第二环形包绕部61与直轴1的外侧构成封闭的包绕空间；断电制动器17位于包绕空间内。

本实施例中，还包括电机编码器18，电机编码器18连接在前端盖5的内侧。

本实施例中，还包括减速机编码器19和输出齿轮后盖20，输出齿轮后盖20套接在直轴1的外侧的后端，输出齿轮后盖20上设置有磁性转子191，内齿型输出齿轮10的后端设置有磁阻式传感器192，磁性转子191和磁阻式传感器192构成减速机编码器19。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种嵌入式外转电机减速一体机，包括直轴(1)，其特征在于，还包括定子铁芯(2)、转子铁芯(3)、前端盖(5)、后端盖(6)、偏心轴套(7)、摆线轮(8)、摆线轴承(9)和内齿型输出齿轮(10)；

所述直轴(1)的中部套接有定子铁芯(2)，所述定子铁芯(2)的外侧设置有转子铁芯(3)，所述转子铁芯(3)的两端固定在前端盖(5)和后端盖(6)上，所述前端盖(5)和后端盖(6)转动支撑在所述直轴(1)上；

所述偏心轴套(7)的前端固定连接所述后端盖(6)的后端，所述偏心轴套(7)转动支撑在所述直轴(1)上，所述偏心轴套(7)随所述后端盖(6)一起转动；

偏心轴套(7)为双偏心轴套，两个偏心轴错位180°，2个偏心轴相对所述偏心轴套的轴线对称设置；

所述摆线轮(8)有两个，2个所述摆线轮(8)套接在摆线轴承(9)的外圈，摆线轴承(9)的内圈套接在所述偏心轴套(7)的2个偏心轴上；

2个摆线轮(8)做摆线轨迹往复运动，自身不旋转，2个摆线轮(8)的外圈齿分时分别与所述内齿型输出齿轮(10)的内圈齿啮合，所述内齿型输出齿轮(10)转动支撑在所述直轴(1)上；还包括输出齿轮支架(11)和输出齿轮轴承(12)，所述输出齿轮轴承(12)的数量为2个；

所述输出齿轮支架(11)套接在所述直轴(1)上，所述输出齿轮支架(11)通过销键连接所述直轴(1)；

一个所述输出齿轮轴承(12)的内圈套接在所述输出齿轮支架(11)的外侧，该输出齿轮轴承(12)的外圈套接所述内齿型输出齿轮(10)的内圈的后部；另一个所述输出齿轮轴承(12)的内圈套接在所述偏心轴套(7)的中心轴的外侧，该输出齿轮轴承(12)的外圈套接在所述内齿型输出齿轮(10)的内圈的前部；还包括偏心轴套轴承(13)，所述偏心轴套轴承(13)的数量为2个，2个所述偏心轴套轴承(13)的内圈分别套接在所述直轴(1)的外侧，2个所述偏心轴套轴承(13)的外圈分别套接所述偏心轴套(7)的内圈。

2.如权利要求1所述嵌入式外转电机减速一体机，其特征在于，还包括前端盖轴承(14)和后端盖轴承(15)，所述前端盖(5)通过所述前端盖轴承(14)转动设置于所述直轴(1)的外侧，所述后端盖(6)通过所述后端盖轴承(15)转动设置于所述直轴(1)的外侧。

3.如权利要求1所述嵌入式外转电机减速一体机，其特征在于，所述转子铁芯(3)的内侧通过磁力粘合有调磁磁钢(4)，所述定子铁芯(2)的周侧绕制有定子线圈(201)。

4.如权利要求1所述嵌入式外转电机减速一体机，其特征在于，还包括安装法兰(16)，所述安装法兰(16)的内圈固定连接在所述直轴(1)的外圈上，所述安装法兰(16)的前端设置于与其它组件连接的法兰孔。

5.如权利要求1所述嵌入式外转电机减速一体机，其特征在于，还包括断电制动器(17)，所述断电制动器(17)包括转动件和制动件，所述转动件连接在所述前端盖(5)的内侧，所述制动件连接在所述直轴(1)上；通电状态下，转动件和制动件分开，断电状态下，制动件阻止转动件转动，从而阻止前端盖(5)转动。

6.如权利要求5所述嵌入式外转电机减速一体机，其特征在于，还包括电机编码器(18)，所述电机编码器(18)连接在所述前端盖(5)的内侧；

所述前端盖(5)向后伸出第一环形包绕部(51)，所述后端盖(6)向前伸出第二环形包绕部(61)；

所述第一环形包绕部(51)、转子铁芯(3)、第二环形包绕部(61)与所述直轴(1)的外侧构成封闭的包绕空间；所述断电制动器(17)位于所述包绕空间内。

7.如权利要求6所述嵌入式外转电机减速一体机，其特征在于，还包括减速机编码器(19)和输出齿轮后盖(20)，所述输出齿轮后盖(20)套接在所述内齿型输出齿轮(10)的后端，所述输出齿轮支架(11)上设置有磁性转子(191)，所述内齿型输出齿轮(10)的后端设置有磁阻式传感器(192)，所述磁性转子(191)和磁阻式传感器(192)构成减速机编码器(19)。

8.如权利要求1所述嵌入式外转电机减速一体机，其特征在于，所述后端盖(6)和偏心轴套(7)一体化设置。