CN110802633A - 一种智能装备用驱控一体化关节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能装备用驱控一体化关节装置，摆线行星传动系统、驱动电机、制动器，摆线行星传动系统输入轴通过齿轮与驱动电机相连，驱动电机为外转子电机并且小齿轮与电机外壳结合为一体，驱动电机有三个，以输入轴为圆心通过螺钉安装在装置的第二节外壳的底座上，在电机所处的中外壳底座背面，安装有电磁盘式制动器；有益效果是设计原理新颖，结构独特，使用可靠性增加，结构紧凑，具有非常广阔的商业前景，既可以填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

Description

一种智能装备用驱控一体化关节装置
技术领域
本发明涉及精密机械传动领域，特别是涉及一种智能装备用驱控一体化关节装置。
背景技术
机械传动是机械工程学科最为经典的核心技术之一，机械传动系统在工业领域应用极为广泛，凡是有原动机的场合几乎均需要用到机械传动系统进行变速，实现工作机的速度匹配，完成增速降扭或者减速增扭。
摆线行星传动是新兴起的一种传动，它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的，不仅克服了一般针摆传动的缺点，而且因为具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点，日益受到国内外的广泛关注。
摆线行星传动系统是由摆线针轮和行星支架组成以其体积小，抗冲击力强，扭矩大，定位精度高，振动小，减速比大等诸多优点被广泛应用于工业机器人，机床，医疗检测设备，卫星接收系统等领域。它较机器人中常用的谐波传动具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命，而且回差精度稳定，不像谐波传动那样随着使用时间增长运动精度就会显著降低，故世界上许多国家高精度机器人传动多采用摆线行星传动系统。因此，摆线行星传动系统在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的发展趋势，但目前未见将驱动部分与摆线行星传动系统有机柔性集成且结构紧凑设计合理的一体化关节。
为了解决目前现有技术机器人关节体积庞大，模块化不强，安装调试时间长，互换性差等技术瓶颈，本发明提出了一种智能装备用驱控一体化关节装置，其成本较低，方案新颖，构型独特，结构紧凑，能满足机器人关节领域技术的实际需求，填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种智能装备用驱控一体化关节装置，该一体化系统原理独特，突破常规传动技术方案，构思新奇，三个外转子电机结构，结构紧凑，可靠性提升，使事故率大大降低，能够实现在电机尺寸相对较小情况实现高扭矩输出，且成本低，结构简单。
一种智能装备用驱控一体化关节装置，其特征在于包括：摆线行星传动系统、外转子电机、电磁盘式制动器，摆线行星传动系统输入轴通过齿轮与外转子电机相连，小齿轮与电机外壳结合为一体，外转子电机有三个，以输入轴为圆心通过螺钉安装在装置的第二节外壳的底座上，在外转子电机所处的中外壳底座背面，安装有电磁盘式制动器，中间轴与中外壳之间设置有轴承组件，中间轴末端通过螺钉与摩擦盘相连，另一边环形摩擦片以及衔铁通过导柱以及弹簧与制动器外壳相连，电磁盘式制动器内的线圈与制动器外壳固定，电路板安装在后端盖上；
更进一步，中间轴与外转子电机通过齿轮啮合连接，三个外转子电机固定在中外壳上；输入轴承组件和输出轴承组件为同心位置结构，输入轴承组件和输出轴承组件均包含轴承及轴承座；
更进一步，减速部分为摆线行星传动系统，动力驱动与控制系统与减速部分为串联设计；
更进一步，电磁盘式制动器在断电情况下，终处于制动状态；电磁盘式制动器可以固定在中外壳上，与外转子电机背靠背安装；电路系统和连接接头为模块化设计。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：设计原理新颖，结构独特，使用可靠性增加，结构紧凑，具有非常广阔的商业前景，既可以填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。
附图说明
图1是一种智能装备用驱控一体化关节二维剖视图。
图2是一种智能装备用驱控一体化关节三维剖视图。
图3是一种智能装备用驱控一体化关节爆炸图(无外壳)。
图1中：
1、左外壳； 2、圆锥滚子轴承卡簧 3、输入大齿轮；
4、外转子轴承； 5、绕组； 6、外转子；
7、永磁体； 8、铁芯及电机底座； 9、右外壳；
10、后端盖； 11、制动轴承； 12、制动器外壳；
13、制动弹簧； 14、电磁垫圈； 15、导柱；
16、定位孔； 17、衔铁摩擦片； 18、摩擦盘；
19、电路板； 20、套筒； 21、中外壳；
22、输入大齿轮卡簧； 23、螺纹孔； 24、输入支撑；
25、输入支撑轴承； 26、针； 27、输出支撑轴承；
28、挡油环； 29、输出支撑； 30、摆线轮；
31、中间轴； 32、行星轮； 33、偏心轴；
34、行星轮卡簧； 35、摆线轮轴承； 36、圆锥滚子轴承。
图2中：
I、外转子电机。
图3中：
II、摆线行星传动系统部分； III、制动器部分。
具体实施方式
参考附图描述本发明的实施方式，下面结合图1对本发明进行具体说明。
一种智能装备用驱控一体化关节，包括左外壳1、圆锥滚子轴承卡簧2、输入大齿轮3、外转子轴承4、绕组5、外转子6、永磁体7、铁芯与电机底座8、右外壳9、后端盖10、制动轴承11、制动器外壳12、制动弹簧13、电磁线圈14、导柱15、定位孔16、衔铁摩擦片17、摩擦盘18、电路板19、套筒20、中外壳21、输入大齿轮卡簧22、螺纹孔23、输入支撑24、输入支撑轴承25、针26、输出支撑轴承27、挡油环28、输出支撑29、摆线轮30、中间轴31、行星轮32、偏心轴33、行星轮卡簧34、摆线轮轴承35、圆锥滚子轴承36。
中间轴31与行星轮32啮合，行星轮32通过花键与偏心轴33连接，行星轮32通过行星轮卡簧34进行轴向定位，偏心轴33与摆线轮30通过摆线轮轴承35连接，偏心轴33与输入支撑24通过圆锥滚子轴承36连接，圆锥滚子轴承36通过圆锥滚子轴承卡簧2进行轴向定位。
输入支撑24与左外壳1通过输入支撑轴承25连接，输入支撑24与输出支撑29通过螺纹孔23用螺钉连接，输出支撑29与左外壳1通过输出支撑轴承27连接，摆线轮30与针26啮合，中间轴31通过花键与输入大齿轮3连接，输入大齿轮3通过输入大齿轮卡簧22进行轴向定位，输入大齿轮3与外转子6啮合。
外转子6通过外转子轴承4与铁芯及电机底座8连接，永磁体7固接在外转子6上，绕组5固定在铁芯及电机底座8上，铁芯及电机底座8通过螺钉与中外壳21连接，中间轴31通过制动轴承11与中外壳21连接，中间轴31与摩擦盘18通过定位孔16用螺钉连接，套筒20位于制动轴承11与摩擦盘18之间，对制动轴承11进行定位。
衔铁摩擦片17通过制动弹簧13与导柱15与制动器外壳12连接，电磁线圈14与制动器外壳12固接，电路板19通过螺钉固定在后端盖10上，后端盖10通过螺钉固定在右外壳9上，右外壳9与中外壳21通过螺栓连接，中外壳21与左外壳1通过螺栓连接，挡油环28位于左外壳1与输出支撑29之间。
以上所述，仅是本发明的较佳实施方式，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明实质对以上实施方式所作的任何修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种智能装备用驱控一体化关节装置，其特征在于包括：摆线行星传动系统、驱动电机、制动器，摆线行星传动系统输入轴通过齿轮与驱动电机相连，驱动电机为外转子电机并且小齿轮与电机外壳结合为一体，驱动电机有三个，以输入轴为圆心通过螺钉安装在装置的第二节外壳的底座上，在电机所处的中外壳底座背面，安装有电磁盘式制动器，中间轴与中外壳之间设置有轴承组件，中间轴末端通过螺钉与摩擦盘相连，另一边环形摩擦片以及衔铁通过导柱以及弹簧与制动器外壳相连，电磁盘式制动器内的线圈与制动器外壳固定，电路板安装在后端盖上；
中间轴与外转子电机通过齿轮啮合连接，三个外转子电机固定在中外壳上；输入轴承组件和输出轴承组件为同心位置结构，输入轴承组件和输出轴承组件均包含轴承及轴承座；
减速部分为摆线行星传动系统，动力驱动与控制系统与减速部分为串联设计；
电磁盘式制动器在断电情况下，将始终处于制动状态；电磁盘式制动器可以固定在中外壳上，与外转子电机背靠背安装；电路系统和连接接头为模块化设计。
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