CN110076822A - 用于行进装置的一体式关节 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于行进装置的一体式关节。所述用于行进装置的一体式关节包括：外壳、端盖、转子支架、转子、定子、减速器组件、第一轴承和第二轴承；外壳上设有第一开口和第二开口，端盖连接在外壳上，且端盖覆盖外壳设置的第一开口，减速器组件位于外壳内，减速器组件包括的输入轴和输出轴分别通过第一开口和第二开口延伸出外壳；转子支架中部套装固定在输入轴上，转子支架外圈一侧套装在第一轴承的外圈上，第一轴承的内圈套装在端盖内壁上，第二轴承的外圈固定在外壳的第二开口上，第二轴承的内圈套装在输出轴上；定子固定在端盖内壁上，转子固定在转子支架上。本申请解决相关技术中用于行进装置的一体式关节的结构复杂且结构紧凑性差的技术问题。

Description

用于行进装置的一体式关节

技术领域

本申请涉及机械设备技术领域，具体而言，涉及一种用于行进装置的一体式关节。

背景技术

提高机器人关节的紧凑性是智能机器人领域当前的研究热点之一，一体化智能驱动关节是机器人系统的核心驱动控制单元，直接决定着整机的运动学、动力学与控制性能，是仿生机器人系统的研发重点。一体化关节机构可集无框电机、减速器、电机编码器、驱动器及力传感器等器件于一体，具有负载自重比大、体积小、集成度高、线缆在关节内部排布等特点，其在仿生机器人的适应性应用研究具有重要的意义。但是，相关技术中的一体化关节为将电机和减速器连接在一起，需要在壳体内部设置较多的轴承和连接轴，从而造成了相关技术中一体式关节的结构复杂且结构紧凑性差。

针对相关技术中一体式关节的结构复杂且结构紧凑性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种用于行进装置的一体式关节，以解决相关技术中用于行进装置的一体式关节的结构复杂且结构紧凑性差的问题。

为了实现上述目的，根据本申请实施例提供了一种用于行进装置的一体式关节。

根据本申请的用于行进装置的一体式关节包括：外壳、端盖、转子支架、转子、定子、减速器组件、第一轴承和第二轴承；

外壳上设有第一开口和第二开口，端盖连接在外壳上，且端盖覆盖外壳设置的第一开口，减速器组件位于外壳内，减速器组件包括的输入轴和输出轴分别通过第一开口和第二开口延伸出外壳；

转子支架中部套装固定在输入轴上，转子支架外圈一侧套装在第一轴承的外圈上，第一轴承的内圈套装在端盖内壁上，第二轴承的外圈固定在外壳的第二开口上，第二轴承的内圈套装在输出轴上；

定子固定在端盖内壁上，转子固定在转子支架上，且转子位于定子内。

可选地，减速器组件还包括第三轴承和减速齿轮组；

第三轴承安装在外壳的第一开口上，输入轴的第一端连接在转子支架上，输入轴的第二端通过第一开口与减速齿轮组的一端连接，且第三轴承套装在输入轴上，减速齿轮组的一端与输出轴连接。

可选地，减速齿轮组包括太阳轮、行星轮和内齿轮；

太阳轮套装固定在输入轴的第二端上，行星轮一端与太阳轮啮合，行星轮的另一端与内齿轮啮合，内齿轮固定在外壳内；

输出轴包括输出轴本体和固定在输出轴本体一侧的传动轴，输出轴本体的中轴线和传动轴的中轴线平行且不共线，行星轮套装在传动轴上，输出轴本体套接在第二轴承上。

可选地，减速齿轮组还包括第四轴承；

第四轴承的内圈套装在传动轴上，第四轴承的外圈套接在行星轮上。

可选地，该用于行进装置的一体式关节还包括磁编码器、编码器磁珠和托架，托架连接在转子支架上，编码器磁珠连接在托架上，磁编码器连接在端盖内部，编码器磁珠和磁编码器均位于输入轴的中轴线上。

可选地，该用于行进装置的一体式关节还包括盖板；

端盖上设有第三开口，盖板封装在第三开口上，磁编码器连接在第三开口内，且磁编码器位于编码器磁珠和盖板之间。

可选地，外壳外壁上设有固定法兰。

可选地，该用于行进装置的一体式关节还包括转子压盖，转子压盖连接在转子支架上，且转子的一端固定在转子压盖和转子支架之间。

第二方面，本申请还提供了一种行进装置，包括上述的用于行进装置的一体式关节。

第三方面，本申请还提供了一种机器人，包括上述的行进装置。

在本申请实施例中，提供一种用于行进装置的一体式关节，通过设置：外壳、端盖、转子支架、转子、定子、减速器组件、第一轴承和第二轴承；外壳上设有第一开口和第二开口，端盖连接在外壳上，且端盖覆盖外壳设置的第一开口，减速器组件位于外壳内，减速器组件包括的输入轴和输出轴分别通过第一开口和第二开口延伸出外壳；转子支架中部套装固定在输入轴上，转子支架外圈一侧套装在第一轴承的外圈上，第一轴承的内圈套装在端盖内壁上，第二轴承的外圈固定在外壳的第二开口上，第二轴承的内圈套装在输出轴上；定子固定在端盖内壁上，转子固定在转子支架上，且转子位于定子内。其中，转子支架、转子和定子可以是构成无框电机的一部分，这样，将减速器组件包括的输入轴作为转子的旋转轴，利用第二轴承的支撑作用，在无框电机侧只用单轴承支撑，而定子直接装入端盖和外壳之间，更加容易保证定子和减速器的输入轴的同心度，从而提高电机转子和电机定子的装配精度，提高电机及一体化关节的性能，且结构简单，结构上也更加紧凑。从而解决相关技术中用于行进装置的一体式关节的结构复杂且结构紧凑性差的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的一种用于行进装置的一体式关节的局部剖面示意图；

图2是根据本申请实施例提供的一种外壳的结构示意图；

图3是根据本申请实施例提供的一种用于行进装置的一体式关节的结构示意图；

图4是根据本申请实施例提供的一种用于行进装置的一体式关节的立体示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“固定”、“卡接”、“套装”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1至图4所示，本申请涉及一种用于行进装置的一体式关节，该用于行进装置的一体式关节包括：外壳13、端盖4、转子支架6、转子3、定子2、减速器组件1、第一轴承7和第二轴承20；

外壳13上设有第一开口和第二开口，端盖4连接在外壳13上，且端盖4覆盖外壳13设置的第一开口，减速器组件1位于外壳13内，减速器组件1包括的输入轴15和输出轴14分别通过第一开口和第二开口延伸出外壳13；

转子支架6中部套装固定在输入轴15上，转子支架6外圈一侧套装在第一轴承7的外圈上，第一轴承7的内圈套装在端盖4内壁上，第二轴承20的外圈固定在外壳13的第二开口上，第二轴承20的内圈套装在输出轴14上；

定子2固定在端盖4内壁上，转子3固定在转子支架6上，且转子3位于定子2内。

在本实施例中，转子支架6、转子3和定子2可以是构成无框电机的一部分，这样，将减速器组件1包括的输入轴15作为转子3的旋转轴，利用第二轴承20的支撑作用，在无框电机侧只用单轴承支撑，而定子2直接装入端盖4和外壳13之间，更加容易保证定子2和减速器的输入轴15的同心度，从而提高电机转子3和电机定子2的装配精度，提高电机及一体化关节的性能，且结构简单，结构上也更加紧凑。其中，转子支架6通过销钉12固定在输入轴15上。可选地，定子2可以采用粘接的方式进行固定。

可选地，减速器组件1还包括第三轴承21和减速齿轮组；

第三轴承21安装在外壳13的第一开口上，输入轴15的第一端连接在转子支架6上，输入轴15的第二端通过第一开口与减速齿轮组的一端连接，且第三轴承21套装在输入轴15上，减速齿轮组的一端与输出轴14连接。

在本实施例中，通过第一轴承7和第三轴承21可以对转子3、转子支架6和输入轴15进行支撑，而减速器组件1可以由第二轴承20和第三轴承21进行支撑，这样，通过三个轴承即完成了本用于行进装置的一体式关节内部部件的支撑，极大地简化了结构。

可选地，减速齿轮组包括太阳轮17、行星轮19和内齿轮18；

太阳轮17套装固定在输入轴15的第二端上，行星轮19一端与太阳轮17啮合，行星轮19的另一端与内齿轮18啮合，内齿轮18固定在外壳13内；

输出轴14包括输出轴14本体和固定在输出轴14本体一侧的传动轴141，输出轴14本体的中轴线和传动轴141的中轴线平行且不共线，行星轮19套装在传动轴141上，输出轴14本体套接在第二轴承20上。

在本实施例中，减速齿轮组可以采用太阳轮17和行星轮19结构，这样，减速齿轮组的结构可以更加紧凑，装配精度也高，以达到较好的减速器性能。

可选地，减速齿轮组还包括第四轴承22；

第四轴承22的内圈套装在传动轴141上，第四轴承22的外圈套接在行星轮19上。

可选地，该用于行进装置的一体式关节还包括磁编码器8、编码器磁珠9和托架10，托架10连接在转子支架6上，编码器磁珠9连接在托架10上，磁编码器8连接在端盖4内部，编码器磁珠9和磁编码器8均位于输入轴15的中轴线上。

在本实施例中，采用上述结构，编码器磁珠9通过托架10连接在转子支架6，编码器磁珠9可以随着转子支架6旋转，磁编码器8可以通过检测编码器磁珠9的旋转，获取霍尔值等电机参数。

可选地，该用于行进装置的一体式关节还包括盖板11；

端盖4上设有第三开口，盖板11封装在第三开口上，磁编码器8连接在第三开口内，且磁编码器8位于编码器磁珠9和盖板11之间。

在本实施例中，第一轴承7套装在第三开口的外壁上，而磁编码器8设置在第三开口中，而盖板11可以起到对第三开口进行密封的作用。

可选地，外壳13外壁上设有固定法兰16。

在本实施例中，该用于行进装置的一体式关节可以通过固定法兰16与其他装置连接。

可选地，该用于行进装置的一体式关节还包括转子压盖5，转子压盖5连接在转子支架6上，且转子3的一端固定在转子压盖5和转子支架6之间。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种行进装置，包括上述的用于行进装置的一体式关节。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种机器人，包括上述的行进装置。

在本申请实施例提供的用于行进装置的一体式关节中，通过设置：外壳13、端盖4、转子支架6、转子3、定子2、减速器组件1、第一轴承7和第二轴承20；外壳13上设有第一开口和第二开口，端盖4连接在外壳13上，且端盖4覆盖外壳13设置的第一开口，减速器组件1位于外壳13内，减速器组件1包括的输入轴15和输出轴14分别通过第一开口和第二开口延伸出外壳13；转子支架6中部套装固定在输入轴15上，转子支架6外圈一侧套装在第一轴承7的外圈上，第一轴承7的内圈套装在端盖4内壁上，第二轴承20的外圈固定在外壳13的第二开口上，第二轴承20的内圈套装在输出轴14上；定子2固定在端盖4内壁上，转子3固定在转子支架6上，且转子3位于定子2内。其中，转子支架6、转子3和定子2可以是构成无框电机的一部分，这样，将减速器组件1包括的输入轴15作为转子3的旋转轴，利用第二轴承20的支撑作用，在无框电机侧只用单轴承支撑，而定子2直接装入端盖4和外壳13之间，更加容易保证定子2和减速器的输入轴15的同心度，从而提高电机转子3和电机定子2的装配精度，提高电机及一体化关节的性能，且结构简单，结构上也更加紧凑。从而解决相关技术中用于行进装置的一体式关节的结构复杂且结构紧凑性差的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于行进装置的一体式关节，其特征在于，包括：外壳、端盖、转子支架、转子、定子、减速器组件、第一轴承和第二轴承；

所述外壳上设有第一开口和第二开口，所述端盖连接在所述外壳上，且所述端盖覆盖所述外壳设置的所述第一开口，所述减速器组件位于所述外壳内，所述减速器组件包括的输入轴和输出轴分别通过所述第一开口和所述第二开口延伸出所述外壳；

所述转子支架中部套装固定在所述输入轴上，所述转子支架外圈一侧套装在所述第一轴承的外圈上，所述第一轴承的内圈套装在所述端盖内壁上，所述第二轴承的外圈固定在所述外壳的第二开口上，所述第二轴承的内圈套装在所述输出轴上；

所述定子固定在所述端盖内壁上，所述转子固定在所述转子支架上，且所述转子位于所述定子内。

2.根据权利要求1所述的用于行进装置的一体式关节，其特征在于，所述减速器组件还包括第三轴承和减速齿轮组；

所述第三轴承安装在所述外壳的第一开口上，所述输入轴的第一端连接在所述转子支架上，所述输入轴的第二端通过所述第一开口与所述减速齿轮组的一端连接，且所述第三轴承套装在所述输入轴上，所述减速齿轮组的一端与所述输出轴连接。

3.根据权利要求2所述的用于行进装置的一体式关节，其特征在于，所述减速齿轮组包括太阳轮、行星轮和内齿轮；

所述太阳轮套装固定在所述输入轴的第二端上，所述行星轮一端与所述太阳轮啮合，所述行星轮的另一端与所述内齿轮啮合，所述内齿轮固定在外壳内；

所述输出轴包括输出轴本体和固定在所述输出轴本体一侧的传动轴，所述输出轴本体的中轴线和所述传动轴的中轴线平行且不共线，所述行星轮套装在所述传动轴上，所述输出轴本体套接在第二轴承上。

4.根据权利要求3所述的用于行进装置的一体式关节，其特征在于，所述减速齿轮组还包括第四轴承；

所述第四轴承的内圈套装在所述传动轴上，所述第四轴承的外圈套接在所述行星轮上。

5.根据权利要求1所述的用于行进装置的一体式关节，其特征在于，还包括磁编码器、编码器磁珠和托架，所述托架连接在所述转子支架上，所述编码器磁珠连接在所述托架上，所述磁编码器连接在所述端盖内部，所述编码器磁珠和所述磁编码器均位于所述输入轴的中轴线上。

6.根据权利要求5所述的用于行进装置的一体式关节，其特征在于，还包括盖板；

所述端盖上设有第三开口，所述盖板封装在所述第三开口上，所述磁编码器连接在所述第三开口内，且所述磁编码器位于所述编码器磁珠和所述盖板之间。

7.根据权利要求1所述的用于行进装置的一体式关节，其特征在于，所述外壳外壁上设有固定法兰。

8.根据权利要求1所述的用于行进装置的一体式关节，其特征在于，还包括转子压盖，所述转子压盖连接在所述转子支架上，且所述转子的一端固定在所述转子压盖和所述转子支架之间。

9.一种行进装置，其特征在于，所述行进装置包括如权利要求1-8任一项所述的用于行进装置的一体式关节。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器包括如权利要求9所述的行进装置。