CN110000771A - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

一种机器人，其至少包括多个关节和多个臂，每个关节中设置有电机，其特征在于，对于旋转轴垂直于与其连接另一臂的轴线的转动臂采用第一电机驱动该转动臂关于该另一臂转动，第一电机为双输出轴电机，将第一电机设置于该转动臂一端内部，使第一电机的双输出轴直接驱动该转动臂转动或者经减速机构驱动该转动臂转动；对于旋转轴与其连接另一臂的轴线一致的旋转臂采用第二电机驱动该转动臂旋转，所述第二电机为单输出轴电机。本发明提供的机器人平衡性好，活动灵活。

Description

一种机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

现有技术中提供的机器人通常包括多个依次连接的基座、大臂、小臂和手臂，手臂可装设夹具、切削工具及探测器等末端执行器以执行各种动作。每个臂通过一个驱动组件实现绕某一旋转轴线的转动。驱动组件一般包括电机以及与电机相连接的减速机，减速机的输出端驱动机械臂运动。但是现有技术用于驱动大臂、小臂运动的电机为单输出轴电机，将电机及减速机置于大臂后端内，起配重及平衡作用，减速机包括小锥齿轮、大锥齿轮和一对大圆柱齿轮驱动大臂运动。驱动小臂的传动机构安装于大臂内，驱动小臂运动的电机也设置于大臂的后端内，电机经驱动轴、二个锥齿轮和二个圆柱齿轮驱动小臂运动。大臂设置于基座上的连接机构的一侧，小臂设置于大臂的一侧，如此结构的机器人平衡性差。

发明内容

为克服现有技术存在的缺点，本发明的发明目的是提供一种机器人，其平衡性好。

为实现所述发明目的，本发明提供一种机器人，其至少包括多个关节和多个臂，每个关节中设置有电机，其特征在于，对于旋转轴垂直于与其连接另一臂的轴线的转动臂采用第一电机驱动该转动臂关于该另一臂转动，第一电机为双输出轴电机，将第一电机设置于该转动臂一端内部，使第一电机的双输出轴直接驱动该转动臂转动或者经减速机构驱动该转动臂转动；对于旋转轴与其连接另一臂的轴线一致的旋转臂采用第二电机驱动该转动臂旋转，所述第二电机为单输出轴电机。

优选地，减速机构包括第一柱形齿轮和与第一柱形齿轮啮合的第二柱形齿轮，第一柱形齿轮设置某臂一端内测，第二柱形齿轮设置于双输出轴电机的一个输出轴上。

优选地，所述第一电机和第二电机均包括基座和与基座的周边相配合的外壳以在基座之外和外壳内形成第一空腔，第一空腔内设置有第一定子和设置在第一定子形成的空腔内的转子，所述第一定子包括第一绕组支架、多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一绕组支架具有沿外壳的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在多个第一极靴上；所述转子包括沿外壳周向等间隔布置的多个磁极，在基座内形成第二空腔，在第二空腔内设置有第二定子，所述第二定子包括第二绕组支架和多个第三电枢绕组，所述第二绕组支架具有沿外壳的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组缠绕在多个第二极靴上。

优选地，给第一电枢绕组施加第一交流电能，形成旋转磁场以驱动转子旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第二交流电能进行调理并施加于第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生磁生的磁动势的高次和/或低次磁动势成分。

优选地，所述转子包括交错设置的呈N极性和S极性的永磁体，每个永磁体具有基部和从基部延伸的部分，基部基本上垂直于转子轴的中心线轴线，从基部延伸的部分至少有部分平行于中心线轴线，从基部延伸的部分形成一个空腔以容纳第二定子的至少部分。

优选地，机器人，其特征在于，还包括供电电路，所述供电电路包括过压保护电路，其包括晶体管Q5、第一电阻器R4、第二电阻R5)、稳压二极管D3和电容C2，其中，稳压二极管D3的负极连接于供电电路的输出端，正极经电容C2接地，同时经第一电阻R4连接于晶体管Q5的基极，晶体管Q5的集电极连接于供电电路中升压电路的控制端，发射极接地之间，基极经电阻R5接地。

优选地，驱动电路至少包括频率识别单元和相角调整单元，频率识别单元根据电动机的位置检测单元提供的电机位置信号识别磁动势的频率成分，以给相角调整单元提供一个控制信号，使相角调整单元给设置在第一定子上的第二电枢绕组提供第二驱动电流，抵消提供给第一电枢绕组由于施加了驱动电流产生的低次谐波。

优选地，驱动电路还包括常数识别单元，其根据输入速度信号和转矩指令，并根据速度信号所述转矩指令计算出电动机的转子惯量和安装在电动机上的刚体负载的惯量的和值J以及粘滞摩擦系数D。

优选地，驱动电路还包括控制信号生成单元，其根据常数别单元和位置指令值生成校正信号Ff。

优选地，校正信号通过下式得到：

Ff＝AJP″_ref+BDP′_ref

式中，A和B为常数，P″_ref为位置指令值的2阶微分；P′_ref为位置指令值的1阶微分。

与现有技术相比，本发明提供的机器人可达到如下优点：(1)平衡性好；(2)重量轻；(3)活动灵活。

附图说明

图1是本发明提供的机器人结构示意图；

图2是本发明提供的转动臂的驱动机构示意图；

图3是本发明提供的用于机器人的第一伺服电机的组成示意图；

图4是沿图3中AB线垂直于伺服电机轴向的截面示意图；

图5是本发明提供的用于机器人的第二伺服电机的组成示意图；

图6是本发明提供的伺服电机供电电路；

图7是本发明提供的伺服电机的驱动装置组成框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明提供的机器人示意结构图，如图1所示，本发明提供的机器人至少包括多个关节和多个臂，每个关节中设置有电机。第一臂与底座相连，第一臂可沿图1中的第1轴进行360度旋转；第二臂可沿图1中的第2轴沿顺时针方向和逆时针方向转动90度；第三臂可沿图1中的第3轴沿顺时针方向和逆时针方向转动360度；第四臂可沿图1中的第4轴沿进行360度旋转；第五臂可沿图1中的第5轴顺时针方向和逆时针方向转动90度；第六臂可沿图1中的第6轴进行360度旋转。第二臂相对于与其连接的第一臂转动，第二臂的转动轴垂直于相第一臂的轴线，采用第一电机驱动该第二臂转动；第三臂相对于与其连接的第二臂转动，第三臂的转动轴垂直于相第二臂的轴线，采用第一电机驱动该第三臂转动；第五臂相对于与其连接的第四臂转动，第五臂的转动轴垂直于相第四臂的轴线，采用第一电机驱动该第五臂转动；第一臂相对于与其基座的旋转，第一臂的旋转轴与基座的轴线一致，采用第二电机驱动该第一臂旋转；第四臂相对于与其连接的第三臂的旋转，第四臂的旋转轴与第三臂的轴线一致，采用第一电机驱动该第四臂旋转；第六臂相对于与其连接的第五臂的旋转，第六臂的旋转轴与第五臂的轴线一致，采用第一电机驱动该第六臂旋转，即对于旋转轴垂直于与其连接另一臂的轴线的转动臂采用第一电机驱动该转动臂关于该另一臂转动，第一电机为双输出轴电机，将第一电机设置于该转动臂一端内部，使第一电机的双输出轴直接驱动该转动臂转动或者经减速机构驱动该转动臂转动；对于旋转轴与其连接另一臂的轴线一致的旋转臂采用第二电机驱动该转动臂旋转，所述第二电机为单输出轴电机。

本发明中，可利用第一电机直接驱动转动臂进行转动，也可以利用第一电机带动减速机构驱动转动臂进行转动。利用第一电机直接驱动转动臂进行转动时，将第一电机设置在转动臂的一端内，使第一电机的两输出轴固定于转动臂上，当电机M工作时，其输出轴旋转可带动转动臂转动。利用第一电机带动减速机构驱动转动臂进行转动可采用图2所示的结构。

图2是本发明提供的转动臂的驱动机构示意图，如图2所示，转动机械臂驱动包括驱动电机M和两个减速机构，电机M的两输出轴分别通过对称设置的减速机构连接于转动臂一端内的两侧。每一减速机构包括第一柱形齿轮43和与第一柱形齿轮43啮合的第二柱形齿轮44，第一柱形齿轮43通过轴42固定于转动臂41一端内测，第二柱形齿轮44设置于双输出轴电机M的第一输出轴上。工作时，电机M的输出轴带动第一柱形齿轮旋转，进一步驱动第二柱形齿轮旋转，从而驱动转动臂顺时针或者逆时针转动。

本发明的第一电机可以采用现有技术中的双输出轴电机，优选采用3所示的双输出轴电机。第二电机可以采用现有技术中的单输出轴电机，优选采用图5所示的单输出轴电机。

图3是本发明提供的用于机器人的双输出轴伺服电机的纵向剖视图。图4是沿图3中AB线垂直于伺服电机轴向的截面示意图，如图3-4所示，本发明提供的双输出轴伺服电机包括基座5和与基座5的周边相配合的外壳6以在基座和外壳6内形成第一空腔7，第一空腔7内设置有第一定子9和设置在第一定子形成的空腔内的转子8，所述第一定子包括第一绕组支架13和多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一绕组支架具有沿外壳的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在多个第一极靴上；所述转子8固定于设置于转子中心的轴4上，所述轴4从外壳6的两端伸出。第一定子9设置于转子8的外周。所述外壳6内表面具有多个凹口，所述第一绕组支架与外壳6内表面的至少一部分连接。

所述基座5沿轴向设置有用于安装转子轴4的通孔，通孔内至少设置有两个轴承1A和1B，转子轴4通过轴承1A和1B安装到基座5上，转子8安装到转子轴4上。也就是说，轴承1A和1B设置在基座5设置的通孔的径向内部，在基座5内形成第二空腔2，在第二空腔2内设置有第二定子，所述第二定子包括第二绕组支架11和多个第三电枢绕组10，所述第二绕组支架11具有沿外壳的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组10缠绕在第二极靴上。

转子8包括多个交错设置的呈N极性和S极性的永磁体，每个永磁体呈“L”形状，其具有基部和从基部延伸的部分。基部基本上垂直于转子轴4的中心线轴线，从基部延伸的部分基本平行于中心线轴线。基座5的端部安装在轴4的后端附近。

第一定子9相对于轴4的中心轴线安装在转子8的径向外侧。因此，第一定子9设置在转子8和外壳6之间。更具体一点，第一电枢绕组和第二电枢绕组设置在转子外8附近，而第一绕组支架邻接外壳6的内部；第三电枢绕组设置在转子内8附近，而第二绕组支架固定于基座5内的空腔中。第一定子9的绕组支架接合并延伸以包围电机的其他内部部件。第一电枢绕组和第二电枢绕组设置在第一绕组支架上，第三电枢绕组设置在第二绕组支架上可由括铜线或其他导电细丝制得。

在伺服电机工作期间，转子8与轴4一起旋转。特别地，转子8构造成相对于第一定子9和第二定子绕中心线轴线旋转，使得在转子8分别与第一定子19和第二定子之间保持间隙以形成磁通路径的一部分。激励电流施加于第一电枢绕组以使每一定子9产生旋转磁场从而使转子8旋转推动转子8以产生工作转矩输出；转子8旋转以在第二定子的第三电枢绕组感应出电能，即给第一电枢绕组施加第一交流电能，以形成旋转磁场以驱动转子8旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第二交流电能进行调理并施加于第一定子上的第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生的磁动势的低次磁动势成分。

本发明中，外壳内表面具有多个凹口(图3-4未示)，凹口2沿外壳6的内表面在邻近第一绕组支架的外壳中形成。第一铁芯具有与外壳6的内表面交界的不间断的外表面。凹口在外壳6和第一绕组支架之间提供气隙。在所示的实施例中，凹口的形状像扇贝，平行过渡到最大深度并且具有基本上相等的半径的圆角。凹口沿着外壳6的长度方向(平行于转子轴的轴向)延伸。使用已知的制造技术在外壳6中加工或以其他方式形成凹口。在所示的实施例中，外壳6具有大致均匀的横截面积。因此，凹口围绕内表面对称地周向间隔开。在其他实施例中，例如外壳6具有不均匀的横截面积，凹口将沿内表面位于非对称的圆周位置，并且可具有不同的形状，包括变化的最大深度或变化的半径。可以利用有限元方法对可用的软件进行应力分析，以确定外壳内的凹口23的位置，形状和尺寸。

由于第一绕组支架和外壳6的热膨胀系数之间的差异，凹口减小了铁芯和外壳6之间的接触应力。因此，绕组支架内的环向应力(由绕组支架和外壳之间的接触应力引起)减小了。这允许电机的尺寸保持比可实现的尺寸更小的尺寸。

如图4所示，第一定子1设置在转子8外周，第二定子设置在转子8内。转子8具有安装在轴4上的永磁体支架和固定在永磁体支架上的永久磁铁。N极永久磁铁和S极永久磁铁各有5对，总计有10个磁极。另外，在图2中，由一个永久磁铁构成一个磁极，但与永久磁铁的具体结构方式无关。另外，在永磁体支架上配置永久磁铁，也可以构成为埋入到永磁体支架的内部。

第一定子1的绕组支架具有沿外壳的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，图2中，沿着圆周方向以30度的间隔在第一绕组支架上形成了12个极靴，在一个极靴上缠绕2个绕组，即第一电枢绕组和第二电枢绕组。所述第二绕组支架具有沿外壳的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的6个第二极靴，6个第三电枢绕组缠绕在第二极靴上。给第一电枢绕组施加第一交流电能，以形成旋转磁场以驱动转子8旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第三交流电能进行调理并施加于第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生磁生的磁动势的低次磁动势成分，从而没有低次磁通的变动，不发生涡电流。由于能够减少在永磁体支架中流过的涡电流，因此能够降低涡电流损失。这样，由于能够根本性地降低涡电流，因此不需要以往那样的叠层励磁磁极铁轭或者划分块形铁轭，从而能够降低由设备投引起的成本或者由部件数量增加引起的成本。

本发明提供的电机的绕组支架和永磁体支架可以用非晶合金或纳米结晶材料制备，如此可进一步减小双输出轴电机的体积和重量。

图5是本发明提供的用于机器人的单出轴伺服电机的纵向剖视图。图5所示的伺服电机的结构基本与图3-4所示的伺服电机的结构相同，相同的部分不再重述，所不同的主要是，输出轴从外壳的一端伸出。

图6是本明提供的伺服电机的供电电路，如图6所示，本发明提供的供电电路包括交流电源21、整流滤波电路22、直流转换电路和开关电路，整流滤波电路22采用现有的二极管整流滤波电路，其用于将交流电压转换为直流电压并提供给直流转换电路；所述直流转换电路用于给电机M的驱动回路23提供整流滤波电路直接所提供的直流电压或经过升压的直流电压。直流转换电路包括场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q4、电感L1、二极管D1、二极管D2和电容C1，其中，场效应管Q1的漏极连接于整流滤波电路22的第一输出端，源极连接于电感L1的第一端，栅极连接于电源控制器25，由电源控制器25给其提供脉冲宽度调制信号或者导通信号。电感L1的第二端连接于二极管D2的第一端，二极管D2的第二端连接于电容C1的第一端，并向驱动回路23提供直流电能。电容C1的第二端连接于公共地。场效应管Q2的漏极连接于电感L1的第二端，源极连接于公共地，栅极连接于电源控制器25,由电源控制器25给其提供一个脉冲宽度调制信号。场效应管Q4的漏极连接于场效应管Q1的源极，漏极连接于二极管D2的第二端，栅极连接于电源控制器25，由电源控制器25给其提供一个通断的控制信号。本发明中，在整流滤波电路22的输出端设置采样电路，所述采样电路由电阻R1和电阻2构成，它们相串连而后连接于整波滤波电路22的输出端，电阻R1和电阻2相串连的中间节点取出采样整流滤波电路22的采样电压。当整流滤波电路22的输出电压能够达到驱动电机的驱动电压时，电源控制器25给场效应管Q4提供控制信号，使其导通，给场效应管Q1提供控制信号，也使其导通，如此，整流滤波电路22输出的直流电压直接提供给电机M驱动回路23。当整流滤波电路22的输出电压达不到驱动电机M的驱动电电压时，电源控制器25给场效应管Q4提供控制信号，使其断开，给场效应管Q1和Q2提供脉宽调制信号，整流滤波电路22输出的直流电压经升压后提供给驱动回路23。

本发明提供的供电电路还包括急停电路，其包括场效管Q3和电阻R3,其中，场效应管Q3的漏极经电阻R3连接于电容C1的第一端，即直流转换电路的输出端，用于给场效应管Q3提供的电能，源极连接于公共地，栅极连接于电源控制器25，由电源控制器25给场应管提供控制信号，当需要急停时，使其导通，从而使提供给驱动回路23的电压为零。

本发明提供的供电电路还包括电流检测单元27和电机位置检测单元28,电流检测单元27用于检测流入到电机M的第一电枢绕组的电流并将电流信号提供给总控器26,总控器根据该电流信号计算出施加于驱动回路的电压信号，并将该电压信号提供给电源控制器25，电源控制控制器将该电压信号与采样电路提供的整流滤波电路22提供的电压信号进行比较，根据比较结果控制场效应管Q1、Q2和Q3的工作状态。

本发明提供的供电电路还包括过电保护电路，其包括晶体管Q5、电阻器R4、电阻器R5、稳压二极管D3和电容，其中，稳压二极管D3的负极连接于供电电路的输出端，正极经电容C3接地，同时经电阻R4连接于晶体管Q5的基极，晶体管Q5的集电极连接于场效应管Q3的栅极，发射极接地之间，基极经电阻R5接地。当直流转换电路输出电压等于或大于稳压二极管D3的击穿电压时，稳压二极管D3导通。晶体管Q5导通。经过稳压二极管D3的电流还流向电容C2，并对电容C2进行充电。当晶体管Q5导通时，场效应管Q2的栅极通过晶体管Q5接地。因此，从电源控制器25输出的脉宽调制信号PWM被引到地，而不是施加到场效应管Q2的栅极。结果，场效应管Q2停止接通/断开开关操作并过渡到截止状态。当场效应管Q2截止时，直流转换电路停止升压操作，其输出电压逐渐下降，当输出电压小于稳压二极管D3的击穿电压，以使稳压二极管D3截止。电容器C2上的电荷被放电，并且电流从电容器C2通过电阻器R4流向晶体管Q5的基极。因此，晶体管Q5继续保持其导通状态。因此，场效应管Q2的栅极保持通过晶体管Q5接地，并且没有PWM信号被施加到场效应管Q2的栅极。结果，该场效应管Q2不执行开关操作。因此，直流转换电路的升压停止状态。当电容器C2两端的电压下降到预定值(晶体管Q5的导通阈值)，晶体管Q5截止。电机可以被可靠地保护免于过压。

图7是本发明提供的伺服电机的驱动电路组成框图，如图7所示，本发明提供的驱动电路包括位置控制单元31、速度控制单元32、转矩控制单元33、位置检测单元28、差分器35和控制常数识别单元36，其中，位置控制单元31输入位置指令Pref和电动机M的位置信号Pfb，并向速度控制单元32输出速度指令Vref。速度控制单元32输入所述速度指令Vref和电动机M的速度信号Vfb，向转矩控制单元33和控制常数识别单元36输出转矩指令Tref。转矩控制单元33输入所述转矩指令Tref，向电动机M输出驱动电流Im1。电动机M被所述驱动电流Im1驱动，产生转矩，以驱动刚体负载(载荷)。另外，电动机M中安装有位置检测器28，以向位置控制装单元31和差分器35输出电机位置信号Pfb。差分器35输入所述位置信号Pfb，向速度控制单元32和控制常数识别单元36输出所述速度信号Vfb。控制常数识别单元36输入所述速度信号Vfb和所述转矩指令Tref，并根据速度信号Vfb和所述转矩指令Tref计算出电动机M的转子惯量和安装在电动机M上的刚体负载的惯量的和值J以及粘滞摩擦系数D。位置控制单元31进行位置控制运算以使所述位置信号Pfb与所述位置指令Pref一致。速度控制单元32进行速度控制运算以使所述速度信号Vfb与所述速度指令Vref一致。转矩控制单元33进行转矩控制运算以使电动机M产生的转矩与所述转矩指令Tref一致。位置检测单元28检测电动机M的位置。差分器35获取所述位置信号Pfb的每隔一定时间的差分，求出所述速度信号Vfb。

本发明提供的电机驱动电路还包括信号生成器37，其输入位置控制单元的位置指令Pref，生成校正信号Ff后输出。速度控制单元32的输出信号和该校正信号Ff之和为转矩指令Tref。本发明的前校正信号Ff通过下式得到：

Ff＝AJP″_ref+BDP′_ref

式中，A和B为常数，P″_ref为位置指令Pref的2阶微分；P′_ref为位置指令Pref的1阶微分。控制常数识别单元36计算出惯量的合计值J以及粘滞摩擦系数D以控制上式中的J和D，以进一步控制电机M。

本发明中，

本发明提供的驱动电路还包括频率识别单元38，其根据位置检测单元28提供的电机位置信号识别磁动势的频率成分，以给相角调整单元24提供一个控制信号，相角调整单元对由第三定子电枢绕组产生的感应电压进行整流、滤波和逆变，而后给设置在第一定子上的第二电枢绕组提供第二驱动电流Im2，使相角调整单元给设置在第一定子上的第二电枢绕组提供第二驱动电流Im2，以抵消提供给第一电枢绕组由于施加了驱动电流Im1产生的低次谐波。

根据本发明，总控器至少包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储存储器(RAM)、主机总线、接口、输入单元、输出单元、存储单元、驱动器、连接端口和通信单元。CPU充当运算处理单元和控制单元，即处理器。CPU根据存储在ROM、RAM、存储单元或可移动记录介质中的各种程序来完全或部分地控制伺服电机的工作状态。ROM存储CPU所使用的程序和运算参数。RAM临时存储用于CPU的程序和根据程序的执行而变化的参数。CPU、ROM、RAM和接口经由主机总线相互连接，主机总线包括诸如CPU总线的内部总线。

输入单元示例性地包括鼠标、键盘、触摸面板、按钮等，但并不限于这样。另外，输入单元可以是利用红外光或无线电波的远程控制件。可选地，输入单元可以是外部连接装置或客户端装置，它们可以执行伺服电机的操作。输入单元包括输入控制电路，该电路基于用户通过上述操作部件输入的信息生成输入信号并将所生成的输入信号输出至CPU。通过操作输入单元，伺服电机的用户可以将各种数据输入至总控器的存储单元中并指示伺服电机执行各种操作。

输出单元示例性地包括显示单元，显示单元例如包括液晶显示(LCD)单元、电致发光(EL)显示单元等，输出单元还包括打印机等。存储单元可以是磁性存储装置(诸如硬盘驱动器(HDD))、半导体存储装置、光学存储装置、或磁光存储装置。存储单元存储CPU执行的程序、各种数据等。

驱动器充当存储介质的读取器/写入器。驱动器被结合到伺服电机中或外部连接至伺服电机。驱动器读出可移动记录介质(诸如磁盘、光盘、磁性光盘、或半导体存储器)上的数据，并将所读出的数据输出至RAM。另外，驱动器可以将数据写可移动记录介质上。可移动记录介质的实例包括DVD介质、CD介质和保密数字(SD)存储卡。可选地，可移动记录介质可以是集成电路(IC)卡或包括无接触IC芯片的电子装置。

连接端口是使外部连接装置直接连接至伺服电机的端口。连接端口的实例包括通用串行总线(USB)接口、小型计算机系统接口(SCSI)端口、RS-232C端口和光学音频终端等。当外部连接装置连接至连接端口时，伺服电机可以从外部连接装置中直接获取数据，或将数据提供给外部连接装置。

通信单元为无线通信单元，其用于使伺服电机与服务器和或者客户终端进行通信。

以上结合附图详细说明了本发明，但是说明书仅是用于解释权利要求书的。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机器人，其至少包括多个关节和多个臂，每个关节中设置有电机，其特征在于，对于旋转轴垂直于与其连接另一臂的轴线的转动臂采用第一电机驱动该转动臂关于该另一臂转动，第一电机为双输出轴电机，将第一电机设置于该转动臂一端内部，使第一电机的双输出轴直接驱动该转动臂转动或者经减速机构驱动该转动臂转动；对于旋转轴与其连接另一臂的轴线一致的旋转臂采用第二电机驱动该转动臂旋转，所述第二电机为单输出轴电机。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，减速机构包括第一柱形齿轮和与第一柱形齿轮啮合的第二柱形齿轮，第一柱形齿轮设置某臂一端内测，第二柱形齿轮设置于双输出轴电机的一个输出轴上。

3.根据权利要求1-2任一所述的机器人，其特征在于，所述第一电机和第二电机均包括基座和与基座的周边相配合的外壳以在基座之外和外壳内形成第一空腔，第一空腔内设置有第一定子和设置在第一定子形成的空腔内的转子，所述第一定子包括第一绕组支架、多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组，所述第一绕组支架具有沿外壳的径向向内突出并沿着周向等间隔布置的多个第一极靴，多个第一电枢绕组和多个第二电枢绕组缠绕在多个第一极靴上；所述转子包括沿外壳周向等间隔布置的多个磁极，在基座内形成第二空腔，在第二空腔内设置有第二定子，所述第二定子包括第二绕组支架和多个第三电枢绕组，所述第二绕组支架具有沿外壳的径向向外突出并沿着周向等间隔布置的多个第二极靴，多个第三电枢绕组缠绕在多个第二极靴上。

4.根据权利要求3所述的机器人，其特征在于，给第一电枢绕组施加第一交流电能，形成旋转磁场以驱动转子旋转；从第三绕组中感应第二交流电能，对该第二交流电能进行调理并施加于第二电枢绕组，利用第二电枢绕组产生的磁动势消弱第一电枢绕组产生磁生的磁动势的高次和/或低次磁动势成分。

5.根据权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述转子包括交错设置的呈N极性和S极性的永磁体，每个永磁体具有基部和从基部延伸的部分，基部基本上垂直于转子轴的中心线轴线，从基部延伸的部分至少有部分平行于中心线轴线，从基部延伸的部分形成一个空腔以容纳第二定子的至少部分。

6.根据权利要求1-5任一所述的机器人，其特征在于，还包括供电电路，所述供电电路包括过压保护电路，其包括晶体管(Q5)、第一电阻器(R4)、第二电阻器(R5)、稳压二极管(D3)和电容(C2)，其中，稳压二极管(D3)的负极连接于供电电路的输出端，正极经电容(C2)接地，同时经第一电阻(R4)连接于晶体管(Q5)的基极，晶体管(Q5)的集电极连接于供电电路中升压电路的控制端，发射极接地之间，基极经电阻(R5)接地。

7.根据权利要求6所述的机器人，其特征在于，驱动电路至少包括频率识别单元和相角调整单元，频率识别单元根据电动机的位置检测单元提供的电机位置信号识别磁动势的频率成分，以给相角调整单元提供一个控制信号，使相角调整单元给设置在第一定子上的第二电枢绕组提供第二驱动电流，抵消提供给第一电枢绕组由于施加了驱动电流产生的低次谐波。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，驱动电路还包括常数识别单元，其根据输入速度信号和转矩指令，并根据速度信号所述转矩指令计算出电动机的转子惯量和安装在电动机上的刚体负载的惯量的和值J以及粘滞摩擦系数D。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，驱动电路还包括控制信号生成单元，其根据常数别单元和位置指令值生成校正信号Ff。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，校正信号通过下式得到：

Ff＝AJP″_ref+BDP′_ref

式中，A和B为常数，P″_ref为位置指令值的2阶微分；P′_ref为位置指令值的1阶微分。