CN114291183A - 动力模组和动力设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种动力模组和动力设备，动力模组包括壳体、动力输出件、柔性轮、定子、转子、磁铁、波发生器和第一位置检测组件。壳体形成有开口和收容腔，动力输出件包括刚性轮，刚性轮设于开口处。波发生器包括柔性轴承和凸轮，凸轮可拆卸地安装在转子上或与转子为一体结构，柔性轴承套设在凸轮外侧。柔性轮罩设波发生器，柔性轮包括安装壁和柔性壁，安装壁与中心轴固定连接，柔性壁环绕安装壁设置在朝波发生器所在一侧延伸，柔性轴承设于柔性壁和凸轮之间。动力输出件能够相对壳体转动，动力输出件包括刚性轮，刚性轮设于开口处，刚性轮位于柔性壁的外侧且与柔性壁动力耦合，转子转动时通过波发生器带动柔性轮发生形变以驱动刚性轮转动。

Description

动力模组和动力设备

技术领域

本申请涉及动力传输技术领域，尤其涉及一种动力模组和动力设备。

背景技术

机器人动力模组是机器人的核心部件，尤其是在移动腿足式机器人中，要求在体积小重量轻的情况下，发挥出足够大的爆发力。在机器人中，通常通过电机和谐波减速机来实现关节的驱动。在相关技术中，通常是将电机和谐波减速机简单的堆叠设置以通过电机来驱动谐波减速机从而实现驱动，这样会增加冗余部件，不利于减轻重量和小型化。

发明内容

本申请提供一种动力模组和动力设备。

本申请实施方式的动力模组包括：

包括：

壳体，所述壳体形成有开口和收容腔；

中心轴，所述中心轴和所述壳体一体成型或者可拆卸的地安装在壳体上；

转子，所述转子至少部分安装在所述收容腔内且与所述中心轴可转动地连接，所述转子上安装有磁铁；

定子，所述定子至少部分地安装在所述收容腔内且与所述磁铁间隔相对设置，所述定子用于驱动所述转子绕所述中心轴的轴线转动；

波发生器，所述波发生器包括柔性轴承和凸轮，所述凸轮可拆卸地安装在所述转子上或与所述转子为一体结构，所述柔性轴承套设在所述凸轮外侧；

柔性轮，所述柔性轮套设在所述中心轴上且罩设所述波发生器，所述柔性轮包括安装壁和柔性壁，所述安装壁与所述中心轴固定连接，所述柔性壁环绕所述安装壁设置在朝所述波发生器所在一侧延伸，所述柔性轴承设于所述柔性壁和所述凸轮之间；

动力输出件，所述动力输出件能够相对所述壳体转动，所述动力输出件包括刚性轮，所述刚性轮设于所述开口处，所述刚性轮位于所述柔性壁的外侧且与所述柔性壁动力耦合，所述转子转动时通过所述波发生器带动所述柔性轮发生形变以驱动所述刚性轮转动本申请实施方式的动力设备包括上述实施方式所述的动力模组。

在本申请实施方式的动力模组和动力设备中，柔性轮至少部分地设置在收容腔内且与罩设在波发生器上，波发生器的柔性轴承设于柔性轮的柔性壁和凸轮之间，凸轮固定在转子上或与转子为一体结构。如此，波发生器的凸轮可直接与转子固定在一起或者与转子为一体结构，柔性轮和罩设在波发生器上，这样，将动力模组的减速机部分与转子和定子组成的电机部分可直接一体化安装在壳体上，减少了冗余部件的设计，有利于减轻动力模组的重量和小型化。此外，柔性轮的安装壁与壳体固定，通过柔性轮的柔性壁的形变来驱动刚性轮转动进行动力输出，转动惯量较小，能够有效地减少振动。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施方式的动力设备的立体结构示意图；

图2是本申请实施方式的动力模组的立体结构示意图；

图3是本申请实施方式的动力模组的分解结构示意图；

图4是本申请实施方式的动力模组的剖面示意图；

图5是本申请实施方式的动力模组的另一剖面示意图；

图6是图4中的动力模组在VI处的放大示意图；

图7是本申请实施方式的动力模组的壳体和中心轴的结构示意图；

图8是本申请实施方式的动力模组的柔性轮的结构示意图；

图9是本申请实施方式的动力模组的支撑件与刚性轮的连接结构示意图。

主要元件符号说明：

动力设备1000；

动力模组100、壳体10、开口101、收容腔102、底壁103、围壁104、中心轴105、走线槽1051、动力输出件11、刚性轮111、第一齿圈结构1111、法兰盘112、安装壁121、柔性轮12、柔性壁122、第二齿圈结构1221、安装腔123、定子13、转子14、磁铁15、波发生器16、柔性轴承161、凸轮162、第一位置检测组件17、第一磁性件171、第一感测件172、第二电路板1721、第一感测单元1722、第一电路板18、第二位置检测组件19、第二磁性件191、第二感测件192、第三电路板1921、第二感测单元1922、垫片193、支撑件20、滚动件21、第四电路板25、中空管26、力矩传感器27、驱动电路板30；

躯干200、足部300。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识本识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本申请实施方式的动力设备1000可包括本申请实施方式的动力模组100，动力设备1000可为四足机器人，例如机器狗、机器马等等，当然，动力设备1000也可为其它类型的机器人，例如，两足机器人、六足机器人等等。此外，动力设备1000也不仅限于机器人，也可以是其它类型的设备，具体在此不作限制。

以机器人为例，本申请实施方式的动力模组100可安装在机器人的关节处，动力模组100可用于驱动关节转动。具体地，机器人可包括躯干200和足部300，足部300连接在躯干200上，动力模组100用于驱动足部300相对躯干200运动，例如，可动力模组100可用于驱动整个足部300相对躯干200运动，也可以是驱动足部300的关节运动。

请参阅图2-图5，本申请实施方式的动力模组100可包括壳体10、中心轴105、动力输出件11、柔性轮12、定子13、转子14、磁铁15和波发生器16。

壳体10形成有开口101和收容腔102，开口101连通收容腔102，中心轴105穿设壳体10的中心部位，中心轴105和壳体10可一体成型或者中心轴105可拆卸地安装在壳体10上。转子14至少部分地安装在收容腔102内且与中心轴105可转动地连接，转子14内侧安装有磁铁15。定子13至少部分地固定安装在收容腔102内且与磁铁15间隔相对设置，定子13用于驱动转子14绕中心轴105的轴线转动。

波发生器16可包括柔性轴承161和凸轮162，凸轮162可拆卸地安装在转子14上或与转子14为一体结构，柔性轴承161套设在凸轮162外侧。

柔性轮12套设在中心轴105上且罩设波发生器16，柔性轮12包括安装壁121和柔性壁122，安装壁121与中心轴105固定连接，柔性壁122环绕安装壁121设置在朝波发生器16所在一侧延伸，柔性轴承161设于柔性壁122和凸轮162之间。动力输出件11能够相对壳体10转动，动力输出件11包括刚性轮111，刚性轮111设于开口101处，刚性轮111位于柔性壁122的外侧且与柔性壁122动力耦合，转子14转动时通过波发生器16带动柔性轮12发生形变以驱动刚性轮111转动。

在本申请实施方式的动力模组100和动力设备1000中，柔性轮12至少部分地设置在收容腔102内且与罩设在波发生器16上，波发生器16的柔性轴承161设于柔性轮12的柔性壁122和凸轮162之间，凸轮162固定在转子14上或与转子14为一体结构。如此，波发生器16的凸轮162可直接与转子14固定在一起或者与转子14为一体结构，柔性轮12和罩设在波发生器16上，这样，将动力模组100的减速机部分与转子14和定子13组成的电机部分可直接一体化安装在壳体10上，减少了冗余部件的设计，有利于减轻动力模组100的重量和小型化。此外，柔性轮12的安装壁121与壳体10固定，通过柔性轮12的柔性壁122的形变来驱动刚性轮111转动进行动力输出，转动惯量较小，能够有效地减少振动。

具体地，在本申请的实施方式中，在定子13通电后，定子13会驱动转子14转动，转子14带动波发生器16的凸轮162同步转动转动从而带动柔性轮12的柔性壁122发生形变，柔性壁122在发生形变的过程中驱动刚性轮111转动进而实现动力输出。

壳体10作为整个动力模组100的承载部件，其可采用金属材料或者采用强度较高的非金属材料制成，以满足承载需求，动力模组100可以通过壳体10安装在动力设备1000的的主体上，例如，动力模组100可通过壳体10安装在机器人的躯干200上。

壳体10的顶部具有开口101，刚性轮111设于开口101处可以理解为刚性轮111设置在开口101附近，其可位于开口101的外侧，也即位于收容腔102外，也可以是位于开口101的内侧，其可完全收容在收容腔102内或者是部分收容在收容腔102内，具体在此不作限制，在图示的实施方式中，刚性轮111位于开口101的外侧且位于收容腔102外。

请参阅图4图5以及图7，壳体10可包括围壁104连接围壁104的底壁103，围壁104和底壁103共同围成收容腔102，可以理解，在一些实施方式中，为了提高散热效率，围壁104可为镂空结构，例如，可在围壁104上开设多个散热孔(图未示出)以便于设置在壳体10内的定子13等发热元件的散热。当然，为了在保证散热的同时避免外界灰尘和杂质进入到动力模组100内壁，在围壁104的镂空区域上可设置防尘结构，例如，防尘网等，这样可以在提高散热效率的同时避免灰尘和杂质掉落至动力模组100内。

在本申请中，定子13、转子14和磁铁15的组合可相当于驱动电机，磁铁15的数量为多个，多个磁铁15可以通过粘接的方式沿转子14的周向间隔设置，在一些实施方式中，磁铁15可直接通过胶水直接粘接在转子14上，在其它实施方式中，为了提高磁铁15安装的稳定性，也可以是在转子14上开设安装槽，将磁铁15安装在安装槽内后再通过胶水进行固定，具体在此不作限制，在定子13通电时，定子13产生磁场驱动磁铁15和转子14绕中心轴105转动从而带动凸轮162转动以实现动力输出。

此外，在图示的实施方式中，定子13设置在转子14内侧，其可视为外转子电机，可以理解的是，在其它实施方式中，也可以是将转子14设置在定子13的内侧，其可视为内转子电子，在这样的情况下，磁铁15可安装在转子14的外侧，在此不对定子13和转子14的具体设置进行限制，只需要定子13能够顺利地驱动转子14绕中心轴105转动即可。

进一步地，在本申请的实施方式中，凸轮162在转子14转动的轴向方向上的正投影的外轮廓呈椭圆形。椭圆形的凸轮162和柔性轴承161可组成波发生器16，在转子14转动时，凸轮162跟随能够转动以周期性地带动柔性轮12发生形变，从而使得柔性轮12驱动刚性轮111进行转动。

具体地，凸轮162可以是通过螺钉或者螺栓等紧固元件可拆卸地安装在转子14上或者是直接与转子14做成一体结构，凸轮162的轮廓呈椭圆形，凸轮162的转动轴线与转子14的转动轴线重合，转子14在转动时可带动凸轮162转动，凸轮162转动时通过柔性轴承161带动柔性轮12发生形变从而驱动刚性轮111相对壳体10转动以实现动力输出。

请结合图4、图5以及图8，柔性轮12大致呈杯状，柔性轮12的安装壁121沿径向方向延伸，柔性壁122沿转子14转动的轴向方向延伸，也即沿转子14的转动轴线延伸。柔性轮12罩设在波发生器16上，柔性壁122连接在安装壁121的底部，中心轴105穿设安装壁121，柔性壁122相对安装壁121沿轴向方向弯折延伸。

具体地，请参阅图7和图8，为了实现中心轴105与安装壁121的固定连接以及便于柔性轮12的安装和拆卸，在安装壁121的中部开设有固定孔，固定孔的内壁设有第一齿形结构1212，在中心轴105的外周壁上形成有第二齿形结构1052，安装壁121上的第一齿形结构1212与中心轴105上的第二齿形结构1052配合以实现径向方向上的固定，在中心轴105上形成有限位槽，限位槽内安装限位件，例如卡簧，限位件抵持安装壁的上表面，这样，通过限位件限制柔性轮12上径向方向上的移动从而实现安装壁121与中心轴105的固定连接。当然，可以理解的是，在其它实施方式中，安装壁121也可通过过盈配合的方式固定安装在中心轴105上，具体在此不作限制。

进一步地，为了保证柔性壁122的形变，柔性壁122的厚度可设置为较薄，安装壁121可设置为较厚的。当然，可以理解的是，在一些实施方式中，安装壁121也可以是与柔性壁122成一条直线，也即是说，安装壁121和柔性壁122均是沿径向方向延伸以形成柔性轮12，在这样的情况下，安装壁121可以是通过其它的零部件来与中心轴105固定连接，例如安装壁121可通过绕设在中心轴105上的环形固定部来与中心轴105固定连接，具体在此不作限制。

请参阅图5和图8，作为一种实施方式，刚性轮111的内周面上形成有第一齿圈结构1111。柔性壁122与刚性轮111的第一齿圈结构1111位置相对的外周面上形成有第二齿圈结构1221，第一齿圈结构1111与第二齿圈结构1221局部啮合以使柔性轮12与刚性轮111动力耦合，第二齿圈结构1221的齿数小于第一齿圈结构1111的齿数。

如此，通过第一齿圈结构1111和第二齿圈结构1221的局部啮合可以使得柔性轮12的柔性壁122在发生形变时驱动刚性轮111转动以进行动力输出。

请参阅图3-图5，在某些实施方式中，动力模组100包括第一位置检测组件17，第一位置检测组件17设置在柔性轮12背离波发生器16的一侧，第一位置检测组件17用于检测动力输出件11的转动位置信息。

如此，可通过第一位置检测组件17来精准地获取动力输出件11的位置以及转动速度，以便更加精准地控制。

作为一种实施方式，第一位置检测组件17可包括第一磁性件171和第一感测件172，第一磁性件171与动力输出件11固定连接，第一感测件172固定安装在安装壁121背离波发生器16的一侧或者第一感测件172与中心轴105固定连接，第一感测件172与第一磁性件171间隔相对设置，第一感测件172用于检测第一磁性件171的转动位置。

如此，将第一感测件172固定安装在安装壁121或者中心轴105上，将第一磁性件171固定安装在动力输出件11上即可通过第一感测件172来检测第一磁性件171的位置从而实现对动力输出件11的位置以及转动速度和转动圈数等参数进行检测，以便更加精准地控制。

在本申请中，第一磁性件171可以为磁环或者磁铁15，第一感测件172可以为霍尔检测元件，在动力输出件11转动时，第一磁性件171会跟随动力输出件11转动，而霍尔检测元件则可以检测到第一磁性件171的位置进而检测到动力输出件11的转动位置，从而根据转动位置计算得到动力输出件11的转速。

请参阅图5和图7，作为一种实施方式，中心轴105上设有走线槽1051，第一感测件172通过穿设走线槽1051的连接线33与第一电路板18电性连接。

如此，中心轴105可以对第一感测件172进行支撑和安装，同时，在中心轴105上开设走线槽1051使得第一感测件172可通过穿设走线槽1051的连接线33与第一电路板18电性连接从而实现对第一感测件172的供电，无需设置复杂的走线结构，节约了走线空间，使得动力模组100的结构更加紧凑，减少体积。

具体地，第一电路板18可为定子13的驱动电路板30，第一电路板18可设置在壳体10的底壁103的底部，例如，如图4和图5所示，壳体10在底壁103下方可形成有一容置空间，第一电路板18可安装在该容置空间内以对第一电路板18以及第一电路板18上的电子元件进行保护。此外，壳体10的底壁103的底部还可设置有驱动电路板30，驱动电路板30可与第一电路板18通过插接的方式电性连接，驱动电路板30可用于与动力设备1000的处理器电性连接，驱动电路板30可接受处理器发送的控制指令来控制定子13的通电情况从而控制转子14的转速。

第一感测件172可套设固定安装在中心轴105上，为了实现第一感测件172供电，连接第一感测件172的连接线33可通过走线槽1051后穿设中心轴105进而与安装在壳体10底部的第一电路板18电连接，第一感测件172可以将感测信号传输给第一电路板18和驱动电路板30进而使得处理器能够实时地获取到动力输出件11的实时转动位置以及实时转速。

在某些实施方式中，安装壁121上形成有安装凹台1211，第一感测件172安装在安装凹台1211上，安装凹台1211的内壁上形成有过线孔1212，连接线33穿设过线孔1212。

如此，通过在安装壁121上形成用于安装第一感测件172的安装凹台1211可以有效的减少动力模组100在轴向方向上的堆叠空间，减少高度，而在安装凹台1211的内壁上形成过线孔1212则可使得连接线33可依次穿过走线孔和走线槽1051后与第一电路板18电连接。

请参阅图4和图5，作为一种实施方式，第一感测件172包括第二电路板1721和第一感测单元1722，第二电路板1721和第一感测单元1722电性连接，第一感测单元1722和第一磁性件171间隔相对设置，第二电路板1721固定在安装壁121或者中心轴105上上，第二电路板1721通过穿设走线槽1051的连接线33与第一电路板18电性连接。

如此，第二电路板1721可固定安装在安装壁121或者中心轴105上，第一感测单元1722可设置在第二电路板1721上，第一感测单元1722可与第一磁性件171配合来检测动力输出件11的转动位置，第二电路板1721则可通过连接线33穿设走线槽1051与壳体10下方的第一电路板18电性连接以实现对第一感测单元1722的供电。

具体地，在这样的实施方式中，第一感测单元1722可为霍尔磁感应芯片，第二电路板1721则可为芯片电路板，第一感测单元1722的数量可以为单个也可以是多个，第一磁性件171可为环形磁片或者是磁铁15。例如，在第一磁性件171为环形磁片时，磁感应芯片的数量可以为一个，在第一磁性件171跟随动力输出件11转动时，磁感应芯片可以读取到环形磁片的转动位置。又如，在第一磁性件171为磁铁15时，第一感测单元1722的数量为多个，多个第一感测单元1722可以成环形间隔设置在第二电路板1721上，在动力输出件11带动第一磁性件171转动时，多个第一感测单元1722可以配合检测到第一磁性件171的转动位置从而实现对动力输出件11的位置的检测。

当然，在一些实施方式中，第一感测件172也可仅仅只包括第一感测单元1722而省略第二电路板1721，这样，第一感测件172可以直接固定安装在壳体10的中心轴105上，然后通过连接线33穿设走线槽1051后直接与设置在壳体10底部的第一电路板18电性连接，进而实现第一感测单元1722的供电和检测信号的传输。

请参阅图4-图5，作为一种实施方式，动力模组100还包括第二位置检测组件19，第二位置检测组件19安装在安装壁121和柔性壁122所围成的安装腔123内，第二位置检测组件19用于检测凸轮162和转子14的转动位置信息。

如此，可通过第二位置检测组件19来精准地获取转子14的位置以及转动速度，以便更加精准地控制，也即实现了输入检测。此外，将第二位置检测组件19设置在柔性轮12所形成的安装腔123内可有效的减少动力模组100在轴向方向上的堆叠厚度，从而使得动力模组100的体积可以做得更小。

进一步地，在这样的实施方式中，第二位置检测组件19包括第二磁性件191和第二感测件192，第二磁性件191与凸轮162固定连接以跟随凸轮162和转子14同步转动，第二感测件192与安装壁121固定连接或者与中心轴105固定连接，且与第二磁性件191间隔相对设置，第二感测元件用于检测第二磁性件191的转动位置。

如此，可通过第一感测件172来感测第二磁性件191的位置即可实现对凸轮162和转子14的转动位置信号的检测。

具体地，如图4和图5所示，在一个优选的实施方式中，为了实现对第一感测件172和第二感测件192的安装稳定性，第一感测件172可安装在安装壁121背离安装腔123的一侧，第二感测件192可安装在安装壁121朝向安装腔123的一侧，也即是说，第一感测件172和第二感测件192可分别安装在安装壁121的相背两侧，第一感测件172位于安装腔123内，第二感测件192位于安装腔123内。当然，可以理解的是，在其它实施方式中，也可以是第一感测件172安装在中心轴105上，第二感测件192安装在安装壁121上，或者是第一感测件172安装在安装壁121上，第二感测件192安装在中心轴105上，或者是两者均安装在中心轴105部上，具体在此不作限制。

可以理解，在这样的实施方式中，第二感测件192也可设置在中心轴105上，第二感测件192也可通过穿设走线槽1051的连接线33与第一电路板18电性连接。

另外，在本申请中，第二磁性件191可以是直接通过粘接等方式粘接在凸轮162上，也可以是通过垫片193或者安装结构来安装在凸轮162上。如图所示，优选地，在图示的实施方式中，为了降低加工难度，凸轮162与转子14为可拆卸连接，凸轮162可直接套设在转子14的一端，在凸轮162的顶部和转子14的一端上均可开设有固定孔，可通过螺钉等紧固件将凸轮162固定安装在转子14上，而为了拆装方便，可通过垫片193将第二磁性件191安装在凸轮162上，垫片193和第二磁性件191覆盖安装孔，这样，在需要对凸轮162进行拆卸时，只需要将垫片193拆卸下来即可，可以避免直接对第二磁性件191进行拆装从而导致第二磁性件191损坏。

此外，请参阅图6，在图示的实施方式中，由于垫片193与凸轮162接触且垫片193部分遮盖柔性轴承161，为了避免凸轮162和垫片193在转动时与柔性轴承161之间发生干涉而影响转动的稳定性，在垫片193上可形成有避让缺口1931，避让缺口1931避让柔性轴承161以避免在转动时与柔性轴承161发生干涉。

再有，由上述可知，第一位置检测组件17和第二位置检测组件19均位于波发生器16与远离定子13的一侧，这样可以将第一位置检测组件17和第二位置检测组件19与定子13通过凸轮162和转子14隔开，一方面，可以避免热源集中而导致局部过热，另一方面，将两者隔开可以避免定子13在工作时产生的磁场影响第一位置检测组件17和第二位置检测组件19的检测准确性。

进一步地，在这样的实施方式中，第二感测件192包括第三电路板1921和第二感测单元1922，第三电路板1921和第二感测单元1922电性连接，第二感测单元1922和第二磁性件191间隔相对设置，第三电路板1921与安装壁121固定连接或者第三电路板1921与中心轴105固定连接。

具体地，在本实施方式中，同第二电路板1721一样，第三电路板1921也可套设安装在安装壁121上或者安装在中心轴105上，第三电路板1921与第二电路板1721可分别设置在安装壁121的相背两侧，第三电路板1921也可通过穿设走线槽1051的连接线33与第一电路板18电性连接。

此外，同第一磁性件171一样，第二磁性件191也可以是环形磁片或者是磁铁15，其具体结构与第一磁性件171相同，在此不作重复阐述。同时，同第一感测单元1722一样，第二感测单元1922也可以为霍尔磁感应芯片，第二感测单元1922的数量也可以为单个或者多个多个。单个或者多个第二感测单元1922可以成环形间隔设置在第三电路板1921上，在转动带动第二磁性件191转动时，多个第二感测单元1922可以配合检测到第二磁性件191的转动位置从而实现对转子14的位置的检测。

请参阅图4、图5以及图9，作为一种实施方式，动力模组100还包括支撑件20，支撑件20设置于开口101处，刚性轮111至少部分地设置在支撑件20的内侧，刚性轮111和支撑件20之间设有滚动件21，刚性轮111能够相对支撑件20转动，支撑件20与壳体10可拆卸地连接。

如此，支撑件20可对刚性轮111的转动进行支撑并向刚性轮111提供反作用力，可以有效地抵消外接负载从各个方向对刚性轮111的作用力进而提高转动的稳定性。

具体地，请结合图9，在这样的实施方式中，支撑件20、刚性轮111以及滚动件21可相当于一个轴承，支撑件20可相当于轴承的外圈，刚性轮111则可相当于轴承的内圈，滚动件21则可相当于轴承的滚珠或者滚子，只需要在刚性轮111的内侧形成第二齿圈结构1221即可实现与柔性轮12的动力耦合。同时，只需要设置支撑件20和滚动件21即可对刚性轮111对转动进行支撑，而无需额外的设置支撑轴承来对刚性轮111的转动进行支撑，在节约了零部件的同时也减少了动力模组100的径向尺寸，可使其体积更小。

在图示的实施方式中，支撑件20与壳体10可拆卸地连接，这样，可便于支撑件20、滚动件21以及刚性轮111作为一个整体可拆卸。当然，可以理解的是，在其它实施方式中，支撑件20也可与壳体10为一体结构，具体在此不作限制。

此外，支撑件20设置于壳体10的开口101处可以理解为支撑件20设置在壳体10的开口101处的内侧且位于壳体10的收容腔102内，也可以是位于开口101的外侧且位于壳体10外部。在图示的实施方式中，支撑件20设置在壳体10的开口101顶部且位于收容腔102外，可以理解的是，在其他实施方式中，支撑件20也可以是被壳体10收容包裹，具体在此不作限制。

在图示的实施方式中，支撑件20是设置在刚性轮111的外侧且完全包裹覆盖刚性轮111。可以理解的是，在其它实施方式中，为了减少整个动力模组100的重量，也可以是将刚性轮111的顶部设置成凸出于支撑件20的边缘，而刚性轮111的底部则设置成低于支撑件20且收容在支撑件20内，这样，通过分别对支撑件20的顶部进行部分地去除以及对刚性轮111的底部进行部分地去除，可以在保证支撑件20能够对刚性轮111的旋转进行支撑的情况下有效地减少整个动力模组100的重量。

此外，在一些实施方式中，支撑件20也可以不是设置在刚性轮111的外侧，也可以是设置刚性轮111和壳体10之间，支撑件20的一端可固定在壳体10上，另一端可相对转动地固定在刚性轮111上，例如，在一些实施方式中，支撑件20可呈环状，其固定安装在壳体10上，支撑件20可形成有环形滑槽，而在刚性轮111的底部则形成有与环形滑槽配合的环形凸起，两者配合以实现对刚性轮111转动的支撑，又如，在一些实施方式中，支撑件20可为轴承，可将支撑件20直接设置在壳体10的开口101处，然后将其外圈与壳体10通过焊接等方式与壳体10固定在一起，将其内圈通过焊接等方式与刚性轮111固定在一起。

请参阅图3-图5，作为一种实施方式，动力输出件11还包括与刚性轮111固定连接的法兰盘112，法兰盘112安装在开口101处，法兰盘112罩设刚性轮111、柔性轮12。

如此，一方面，通过增加法兰盘112的方式可以有效地增加动力输出件11与覆盖在接触面积或者增加连接点以提高连接强度，保证动力传输的稳定性，另一方面，法兰盘112盖设在刚性轮111和柔性轮12上可以有效地对刚性轮111和柔性轮12性保护进而有效地避免外界杂质或者灰尘进入至动力模组100内部而影响传动的可靠性。

在图所示的实施方式中，法兰盘112与刚性轮111的轴向一侧固定连接，两者的连接方式为轴向连接，其可通过在刚性轮111以及法兰盘112上分别沿轴向方向开设固定孔并且通过螺栓和螺钉等紧固件来将两者固定连接在一起，其依靠轴向穿设的紧固件来进行动力输出。在这样的情况下，与法兰盘112连接的外部负载可以直接沿轴向方向延伸以在轴向方向上与法兰盘112固定连接。

当然，在其它实施方式中，法兰盘112也可与刚性轮111的径向一侧固定连接。在这样的实施方式中，可在刚性轮111径向方向上开设固定孔，然后通过穿设该固定孔的紧固件来将刚性轮111与法兰盘112固定连接在一起。这样，刚性轮111是沿径向方向上给法兰盘112输出动力以带动法兰盘112转动，其动力输出方向与刚性轮111的转动轴线垂直，可以有效地保证动力输出的稳定性和可靠性。在这样的实施方式中，与法兰盘112连接的外部负载可以沿法兰盘112以及刚性轮111的径向方向与法兰盘112或者刚性轮111固定连接。在图示的实施方式中，第一磁性件171可则固定安装在法兰盘112上

在本申请的实施方式中，第一电路板18可为整个动力模组100的供电电路板，第一电路板18可与驱动电路板30插接在一起，第一电路板18可用于给动力模组100内的各个元件供电以及传输控制和检测信号，第一电路板18可设置在壳体10的底壁103下方的容置空间内，其位于收容腔102外。

第二电路板1721为第一位置检测组件17的承载电路板，第三电路板1921则为第二位置检测组件19的承载电路板，第二电路板1721和第三电路板1921均可通过穿设中心轴105上的走线槽1051的连接线33来与第一电路板18电性连接。

请参阅图3-图5，作为一种实施方式，动力模组100还包括中空管26，中空管26穿设壳体10且与壳体10固定连接。

如此，中空管26穿设壳体10可以使得线路可以通过中空管26穿设整个动力模组100来与其它的电子元件连接，而无需在其它地方布置走线，节约了布线空间。

具体地，在机器人中，通常设置有多个动力模组100来实现足部300的运动，例如，可通过一个动力模组100来实现整个足部300相对躯干200的运动，而可通过另外一个动力模组100来实现足部300上的关节的运动，在这样的情况下，两个动力模组100都需要进行供电，此时，可连接线33穿设动力模组100的中空管26来实现与另一个动力模组100的电芯连接，例如，可通过穿设中空管26的连接线33与两个动力模组100的驱动电路板30，而无需在外部布置线路。

请参阅图5，在图示的实施方式中，中空管26可位于壳体10的中心轴105内，中空管26的一端可与壳体10的底壁103固定连接，中空管26与中心轴105之间可具有与走线通道34，走线通道34连通中心轴105上的走线槽1051，连接第一电路板18和第二电路板1721的连接线33穿设走线槽1051并穿过走线通道34。

请参阅图4，作为一种实施方式，动力模组100还包括力矩传感器27，力矩传感器27可安装在收容腔102的内壁上。

如此，力矩传感器27直接安装在壳体10的收容腔102的内壁上上，刚性轮111所受力矩经过柔性轮12作用与壳体10后直接作用在力矩传感器27上，力矩传感器27的检测力矩就是刚性轮111的所受力矩，检测较为准确、可靠。

具体地，力矩传感器27可安装在壳体10的围壁104上，在图示的实施方式中，刚性轮111所受到的力矩作用在柔性轮12的柔性壁122上，然后通过安装壁121作用在中心上，进而传递给安装在壳体10围壁104上的力矩传感器27以实现力矩检测。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种动力模组，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体形成有开口和收容腔；

中心轴，所述中心轴和所述壳体一体成型或者可拆卸的地安装在壳体上；

转子，所述转子至少部分安装在所述收容腔内且与所述中心轴可转动地连接，所述转子上安装有磁铁；

定子，所述定子至少部分地安装在所述收容腔内且与所述磁铁间隔相对设置，所述定子用于驱动所述转子绕所述中心轴的轴线转动；

波发生器，所述波发生器包括柔性轴承和凸轮，所述凸轮可拆卸地安装在所述转子上或与所述转子为一体结构，所述柔性轴承套设在所述凸轮外侧；

柔性轮，所述柔性轮套设在所述中心轴上且罩设所述波发生器，所述柔性轮包括安装壁和柔性壁，所述安装壁与所述中心轴固定连接，所述柔性壁环绕所述安装壁设置在朝所述波发生器所在一侧延伸，所述柔性轴承设于所述柔性壁和所述凸轮之间；

动力输出件，所述动力输出件能够相对所述壳体转动，所述动力输出件包括刚性轮，所述刚性轮设于所述开口处，所述刚性轮位于所述柔性壁的外侧且与所述柔性壁动力耦合，所述转子转动时通过所述波发生器带动所述柔性轮发生形变以驱动所述刚性轮转动。

2.根据权利要求1所述的动力模组，其特征在于，所述动力模组包括第一位置检测组件，所述第一位置检测组件设置在所述柔性轮背离所述波发生器的一侧，所述第一位置检测组件用于检测所述动力输出件的转动位置信息。

3.根据权利要求2所述的动力模组，其特征在于，所述第一位置检测组件包括第一磁性件和第一感测件，所述第一磁性件与所述动力输出件固定连接，所述第一感测件固定安装在所述安装壁背离所述波发生器的一侧或者所述第一感测件与所述中心轴固定连接，所述第一感测件与所述第一磁性件间隔相对设置，所述第一感测件用于检测所述第一磁性件的转动位置。

4.根据权利要求3所述的动力模组，其特征在于，所述中心轴上设有走线槽，所述第一感测件通过穿设所述走线槽的连接线与所述动力模组的第一电路板电性连接。

5.根据权利要求4所述的动力模组，其特征在于，所述安装壁上形成有安装凹台，所述第一感测件安装在所述安装凹台上，所述安装凹台的内壁上形成有过线孔，所述连接线穿设所述过线孔。

6.根据权利要求4所述的动力模组，其特征在于，所述第一感测件包括第二电路板和第一感测单元，所述第二电路板和所述第一感测单元电性连接，所述第一感测单元和所述第一磁性件间隔相对设置，所述第二电路板固定在所述安装壁或者所述中心轴上上，所述第二电路板通过穿设所述走线槽的所述连接线与所述第一电路板电性连接。

7.根据权利要求1所述的动力模组，其特征在于，所述动力模组还包括第二位置检测组件，所述第二位置检测组件安装在所述安装壁和所述柔性壁所围成的安装腔内，所述第二位置检测组件用于检测所述凸轮和所述转子的转动位置信息。

8.根据权利要求7所述的动力模组，其特征在于，所述第二位置检测组件包括第二磁性件和第二感测件，所述第二磁性件与所述凸轮固定连接以跟随所述凸轮和所述转子同步转动，所述第二感测件与所述安装壁固定连接或者与所述中心轴固定连接，且与所述第二磁性件间隔相对设置，所述第二感测元件用于检测所述第二磁性件的转动位置。

9.根据权利要求8所述的动力模组，其特征在于，所述第二感测件包括第三电路板和第二感测单元，所述第三电路板和所述第二感测单元电性连接，所述第二感测单元和所述第二磁性件间隔相对设置，所述第三电路板与所述安装壁固定连接或者所述第三电路板与所述中心轴固定连接。

10.根据权利要求1所述的动力模组，其特征在于，所述动力模组还包括支撑件，所述支撑件固定设置于所述开口处，所述刚性轮至少部分地设置在所述支撑件的内侧，所述刚性轮和所述支撑件之间设有滚动件，所述刚性轮能够相对所述支撑件转动；

所述支撑件与所述壳体可拆卸地连接；或者

所述支撑件与所述壳体为一体结构。

11.根据权利要求1所述的动力模组，其特征在于，所述动力输出件还包括与所述刚性轮固定连接的法兰盘，所述法兰盘罩设所述刚性轮和所述柔性轮；和/或

所述动力模组还包括中空管，所述中空管穿设所述中心轴且与所述壳体固定连接。

12.根据权利要求1所述的动力模组，其特征在于，所述动力模组还包括力矩传感器，所述力矩传感器安装在所述收容腔的内壁上。

13.一种动力设备，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的动力模组。

Images