CN111654152A - 单驱动双轴电机及机械臂 - Google Patents

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陈龙冬
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Abstract

本发明提供了一种单驱动双轴电机及机械臂，涉及传动设备技术领域，主要目的是解决现有技术中存在的两驱电机占用空间过大的技术问题。该单驱动双轴电机包括第一输出系统、第二输出系统和驱动装置，其中所述第一输出系统包括传动连接的前电机和前输出轴，所述第二输出系统包括传动连接的后电机和后输出轴，所述驱动装置位于所述前电机和所述后电机之间并与所述前电机和所述后电机电连接；当所述驱动装置工作时，能驱动所述前输出轴和/或所述输出轴工作，所述前电机和所述后电机同轴设置且所述后输出轴穿设在所述前电机上并能相对于所述前输出轴伸出；机械臂包括上述单驱动双轴电机。本发明用于提供一种占用空间较小的双轴电机。

Description

单驱动双轴电机及机械臂
技术领域
本发明涉及传动设备技术领域，尤其是涉及一种单驱动双轴电机及机械臂。
背景技术
目前市面上的电机都是由一套驱动系统进行单轴单驱动，但是在实际使用过程中，经常遇到需要两驱甚至多驱的情况。目前在进行两驱或多驱时，往往是通过多个驱动系统与多个电机互相串联来实现。这一设计方式虽然能够解决多驱的问题，但是也会导致设备占用空间较大，且需要对多个不同的驱动系统进行联动，结构设计复杂，故障率较高。
为了解决传统的两驱占用空间过大的技术问题，亟需研发一种新型的双轴电机。
发明内容
本发明的目的在于提供单驱动双轴电机及机械臂，以解决现有技术中存在的两驱电机占用空间过大的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的单驱动双轴电机，包括第一输出系统、第二输出系统和驱动装置，其中所述第一输出系统包括传动连接的前电机和前输出轴，所述第二输出系统包括传动连接的后电机和后输出轴，所述驱动装置位于所述前电机和所述后电机之间并与所述前电机和所述后电机电连接；当所述驱动装置工作时，能驱动所述前输出轴和/或所述输出轴工作。
该单驱动双轴电机包括两个不同的输出系统，驱动装置位于两个输出系统之间并能与其中的任一个相连，第一输出系统和第二输出系统包括前输出轴和后输出轴，前电机和后电机可以在同一驱动装置的带动下分别驱动前输出轴和后输出轴工作。由于驱动装置缩减，因此该电机所占用的空间与传统的电机相比大大降低。
在上述技术方案中，优选的，所述前电机和所述后电机同轴设置且所述后输出轴穿设在所述前电机上并能相对于所述前输出轴伸出。
此时两个电机轴指向同一方向，也就意味着两个电机集成在一起，因此当两个电机同时启动时不仅可以在同一位点提供两种动力源，方便双动力源结构的紧凑设计，同时还能够提供高扭矩输出。
在上述技术方案中，优选的，该单驱动双轴电机还包括与所述驱动装置相连的谐波减速器组件，所述谐波减速器组件的数量为两个且两个所述谐波减速器组件分别与所述第一输出系统和所述第二输出系统相连。
在上述技术方案中，优选的，所述谐波减速器组件包括波发生器、钢轮、柔轮和柔性轴承，所述前电机和/或所述后电机带动所述波发生器转动并将产生的高扭矩力通过所述前输出轴和/或所述后输出轴输出。
在上述技术方案中，优选的，两个所述波发生器均通过柔性轴承与所述前电机和所述后电机相连。
在上述技术方案中，优选的，所述前电机和所述后电机同轴设置且通过连接件固定连接，所述前输出轴与所述后输出轴位于同一直线上并朝向相反方向设置。
此时该装置能够提供两个不同方向的动力源，当前电机和后电机受驱动装置的驱动同时工作时，还能够通过分别调节电机的工作状态来实现等速或者差速功能。
在上述技术方案中，优选的，该单驱动双轴电机还包括壳体，所述壳体包括密封筒、前端盖和后端盖，其中所述密封筒为中空柱状结构，所述前端盖和所述后端盖分别盖合在所述密封筒的两端使得所述前电机和所述后电机均位于所述壳体内部，所述前输出轴和所述后输出轴能朝向所述壳体外的至少一端伸出。
在上述技术方案中，优选的，所述壳体内侧固定设置有轴承，所述前电机和所述后电机均通过所述轴承与所述壳体固定连接。
在上述技术方案中，优选的，所述前端盖与所述密封筒之间通过O型圈密封；和/或，所述后端盖与所述密封筒之间通过O型圈密封。
在上述技术方案中，优选的，所述前输出轴与所述前端盖之间通过旋转密封结构密封连接。
在上述技术方案中，优选的，所述第一输出系统和/或所述第二输出系统还包括滚珠丝杆，所述滚珠丝杆与所述前输出轴和/或所述后输出轴相连。
在滚珠丝杆的作用下，该装置的至少一端可以将转动运动转换为直线运动。
本发明还提供了一种机械臂，包括上述任一项所述的单驱动双轴电机。
相比于现有技术，本发明提供了一种单驱动双轴电机及机械臂，其中单驱动双轴电机由驱动装置、第一输出系统和第二输出系统其中，其中驱动装置与两个输出系统相连并能驱动两个不同的输出系统分别或同时工作，由于缩减了驱动装置的数量，因此该设备整体占用的空间大大降低；两个输出系统的动力输出轴可以相对设置，也可以位于同一位点上，从而能够方便的向外界输出不同的动力；输出轴处设置有滚珠丝杆，因此该电机可以将转动运动变为直线运动。通过将该单驱动双轴电机装配到机械臂上，可以赋予该机械臂更大的扭矩、同一位置的双旋转或者双向运动等不同的功能，从而提高该机械臂的实用性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明单驱动双轴电机第一种实施方式的结构示意图；
图2是本发明单驱动双轴电机第二种实施方式的结构示意图；
图3是本发明单驱动双轴电机第三种实施方式的机构示意图。
图中：1、前输出轴；2、后输出轴；3、前端盖；4、密封筒；5、后端盖；6、定子；7、转子；8、驱动装置；9、柔轮；10、波发生器；11、钢轮；12、柔性轴承；13、连接件；14、轴承；15、滚珠丝杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
附图1是本发明单驱动双轴电机第一种实施方式的结构示意图；通过观察该图可以清楚的看到，该单驱动双轴电机包括驱动装置以及分别对称设置在驱动装置前后两侧的两个电机组件，驱动装置以及电机外侧为由密封筒、前端盖和后端盖盖合形成的壳体结构，其中位于驱动装置前侧的电机的中空柱状前输出轴穿过前端盖固定设置，位于驱动装置后侧的电机的后输出轴贯穿设置在前输出轴上，前输出轴和后输出轴同轴设置从而使该单驱动双轴电机能够在同一位点输出两种不同的动力，方便需要双动力源的结构的紧凑设计，例如可以在同一位置设置双旋转台或者在同一位置设置双向运动等。
附图2是本发明单驱动双轴电机第二种实施方式的结构示意图；可以看到，电机和驱动装置的结构布局基本不变，其中前输出轴和后输出轴均为圆柱形结构且两者朝向相反的方向相向设置，两个电机之间通过圆柱形的连接件相连，连接件上设置有环形卡簧，通过该环形卡簧能够将两个电机牢固的固定在一起。当第一输出系统和第二输出系统开始工作时，两者分别通过前输出轴和后输出轴朝向两个相反的方向输出机械能。
附图3是本发明单驱动双轴电机第三种实施方式的机构示意图；与前两幅图相比，实施例3中增加了滚珠丝杆结构，从图中可以看出，该滚珠丝杆可以将后输出轴的转动运动转换为直线运动。
本发明提供了一种单驱动双轴电机，该电机整体为一封闭腔室结构，腔室内部包括一个驱动装置8以及两个分别与该驱动装置8相连的第一输出系统和第二输出系统，两个输出系统均包括电机和输出轴，分别为前电机、前输出轴1、后电机和后输出轴2，当驱动装置8工作时，驱动装置8能够分别或同时带动前电机和后电机工作，从而带动前输出轴1和后输出轴2分别输出相同或不同的运动。
该单驱动双轴电机包括两个不同的输出系统，驱动装置8位于两个输出系统之间并能与其中的任一个相连，第一输出系统和第二输出系统包括前输出轴1和后输出轴2，前电机和后电机可以在同一驱动装置8的带动下分别驱动前输出轴1和后输出轴2工作。由于驱动装置8缩减，因此该电机所占用的空间与传统的电机相比大大降低。
需要注意的是，前输出轴1与后输出轴2的动力输出位置可以相同，也可以不同。
具体的，驱动装置8包括控制电路和位置传感器，该驱动装置8位于前电机和后电机之间。
由于驱动装置8需要控制两个电机工作，因此，作为可选地实施方式，该单驱动双轴电机还包括与驱动装置8相连的谐波减速器组件，谐波减速器组件的数量为两个且两个谐波减速器组件分别与第一输出系统中的前电机和第二输出系统中的后电机相连。
具体的，谐波减速器组件包括波发生器10、钢轮11、柔轮9和柔性轴承12，其中两个波发生器10均通过柔性轴承12与前电机和后电机相连。在驱动装置8的作用下，前电机和/或后电机带动波发生器10转动并将产生的高扭矩力通过前输出轴1和/或后输出轴2输出。
需要注意的是，驱动装置8可以单独或同时驱动前电机和后电机工作，因此驱动装置8可以分别控制前输出轴1和后输出轴2进行动力输出。
为了便于使用，作为可选地实施方式，设置前电机和后电机同轴设置。前电机和后电机均为无框电机，分别包括转子7和定子6。
该单驱动双轴电机由壳体围合成一封闭腔室，该壳体包括密封筒4、前端盖3和后端盖5，其中密封筒4为中空柱状结构，前端盖3和后端盖5分别盖合在密封筒4的两端使得前电机和后电机均位于壳体内部，前输出轴1和后输出轴2能朝向壳体外的至少一端伸出。
具体的，为了保证前端盖3、密封筒4和后端盖5之间能够紧密盖合，设置前端盖3与密封筒4之间通过O型圈密封；和/或，后端盖5与密封筒4之间通过O型圈密封。
为了方便固定前电机和后电机，作为可选地实施方式，壳体内侧固定设置有轴承14，前电机和后电机均通过轴承14与壳体固定连接。
在实际使用时，由于前输出轴1和/或后输出轴2需要穿过前端盖3或后端盖5伸出，因此，设置其接触位置上设置有旋转密封结构。
具体的，该旋转密封结构为格兰圈。
该单驱动双轴电机也可以用于水下作业。
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
实施例1：
如图1所示，本发明提供了一种单驱动双轴电机，包括第一输出系统、驱动装置8和第二输出系统，其中第一输出系统中的前输出轴1穿设在前端盖3上，需要注意前输出轴1为中空柱状结构，第二输出系统的后输出轴2穿过前输出轴1并相对于前输出轴1向外伸出。此时，前电机和后电机同轴设置且后输出轴2穿设在前电机上并能相对于前输出轴1伸出。因此，该单驱动双轴电机可以在同一位置提供双动力源，例如同一位置双旋转台、同一位置双向运动等。
通过设置前电机和后电机以及与两者分别连接的谐波减速器组件公用同一驱动装置8、同一壳体等构件，可以有效保证该装置整体的高集成性；另外，可以有效保证电机转子7和定子6的同心结构。
具体的，前输出轴1与前端盖3之间通过格兰圈进行密封；前输出轴1与后输出轴2之间也通过格兰圈进行密封处理。
实施例2：
本实施例2与实施例1的不同点在于：本发明提供了一种单驱动双轴电机，其中第一输出系统和第二输出系统中的前输出轴1和后输出轴2相对设置。
具体的，如图2所示，前电机和后电机同轴设置且通过连接件13固定连接，前输出轴1与后输出轴2位于同一直线上并朝向相反方向设置。
此时该装置能够提供两个不同方向的动力源，当前电机和后电机受驱动装置8的驱动同时工作时，还能够通过分别调节电机的工作状态来实现等速或者差速功能。
通过连接件13、轴承14以及壳体结构有助于保证电机的定子6和转子7同心。
实施例3：
本实施例3与实施例1的不同点在于：此时该单驱动双轴电机上还设置有滚珠丝杆15。
作为可选地实施方式，该滚珠丝杆15结构与第一输出系统和/或第二输出系统中的前输出轴1和/或后输出轴2相连。
如图3，以滚珠丝杆15与后输出轴2相连为例进行说明，此时该装置的一端可以在滚珠丝杆15的作用下将转动运动转换为直线运动。
当前输出轴1和后输出轴2两端同时设置有滚珠丝杆15时，该装置的两端能够同时输出直线运动。
本发明还提供了一种机械臂，包括上述任一项所述的单驱动双轴电机。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.单驱动双轴电机，其特征在于，包括第一输出系统、第二输出系统和驱动装置，其中所述第一输出系统包括传动连接的前电机和前输出轴，所述第二输出系统包括传动连接的后电机和后输出轴，所述驱动装置位于所述前电机和所述后电机之间并与所述前电机和所述后电机电连接；当所述驱动装置工作时，能驱动所述前输出轴和/或所述输出轴工作。
2.根据权利要求1所述的单驱动双轴电机，其特征在于，所述前电机和所述后电机同轴设置且所述后输出轴穿设在所述前电机上并能相对于所述前输出轴伸出。
3.根据权利要求1所述的单驱动双轴电机，其特征在于，该单驱动双轴电机还包括与所述驱动装置相连的谐波减速器组件，所述谐波减速器组件的数量为两个且两个所述谐波减速器组件分别与所述第一输出系统和所述第二输出系统相连。
4.根据权利要求1所述的单驱动双轴电机，其特征在于，所述前电机和所述后电机同轴设置且通过连接件固定连接，所述前输出轴与所述后输出轴位于同一直线上并朝向相反方向设置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的单驱动双轴电机，其特征在于，该单驱动双轴电机还包括壳体，所述壳体包括密封筒、前端盖和后端盖，其中所述密封筒为中空柱状结构，所述前端盖和所述后端盖分别盖合在所述密封筒的两端使得所述前电机和所述后电机均位于所述壳体内部，所述前输出轴和所述后输出轴能朝向所述壳体外的至少一端伸出。
6.根据权利要求5所述的单驱动双轴电机，其特征在于，所述壳体内侧固定设置有轴承，所述前电机和所述后电机均通过所述轴承与所述壳体固定连接。
7.根据权利要求5所述的单驱动双轴电机，其特征在于，所述前端盖与所述密封筒之间通过O型圈密封；和/或，所述后端盖与所述密封筒之间通过O型圈密封。
8.根据权利要求5所述的单驱动双轴电机，其特征在于，所述前输出轴与所述前端盖之间通过旋转密封结构密封连接。
9.根据权利要求1所述的单驱动双轴电机，其特征在于，所述第一输出系统和/或所述第二输出系统还包括滚珠丝杆，所述滚珠丝杆与所述前输出轴和/或所述后输出轴相连。
10.一种机械臂，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的单驱动双轴电机。
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