CN114765399A - 一种机器人一体化驱动模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种机器人一体化驱动模组，包括：定子组件，包括主壳体、设置在主壳体内的定子铁芯、设置在定子铁芯内的定子基座、设置在定子基座中的内齿轮、紧贴定子铁芯的驱动电路板、焊接在驱动电路板中的传感电路板以及同时与定子基座、驱动电路板和主壳体连接并对主壳体进行封装的定子端盖；转子组件，包括围设于定子铁芯外侧的磁铁环盖、连接设置在磁环铁盖中心的转盘、设置在转盘中心的中心转轴以及套设在中心转轴上的太阳齿轮；以及行星轮组件，包括设置在定子基座内的第一轴承、设置在第一轴承内的的输出板、设置在输出板中心的第二轴承、与输出板连接的行星轮固定架以及设置在行星轮固定架内并与输出板连接的三个行星齿轮。

Description

一种机器人一体化驱动模组
技术领域
本发明属于驱动电机技术领域，具体涉及一种机器人一体化驱动模组。
背景技术
传统的机器人动力系统是伺服电机、驱动器和减速器三个独立的模块组成，主要应用在工业机器人上。而服务机器人与工业机器人的主要区别在于，服务机器人需要融入人类社会，服务社会，因此对机器人的外形尺寸、重量、动力性能、可交互性、安全性等方面具有严格的要求。这些严格的性能要求，反映在机器人动力系统上可以概括为高功率密度、高动态响应性能。而传统的工业机器人动力系统，在结构设计上还有待优化，普遍存在重量大、体积大等缺点，致使设备自重较大；并且在扭矩、控制精度等方面有待改进。因此，需要将机器人动力系统的三大核心零部件集成一体化。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种机器人一体化驱动模组。
本发明提供了一种机器人一体化驱动模组，具有这样的特征，包括：定子组件，包括主壳体、设置在主壳体内的定子铁芯、设置在定子铁芯内的定子基座、设置在定子基座中的内齿轮、紧贴定子铁芯的驱动电路板、焊接在驱动电路板中的传感电路板以及同时与定子基座、驱动电路板和主壳体连接并对主壳体进行封装的定子端盖；转子组件，包括围设于定子铁芯外侧的磁铁环盖、连接设置在磁环铁盖中心的转盘、设置在转盘中心的中心转轴以及套设在中心转轴上的太阳齿轮；以及行星轮组件，包括设置在定子基座内的第一轴承、设置在第一轴承内的的输出板、设置在输出板中心的第二轴承、与输出板连接的行星轮固定架以及设置在行星轮固定架内并与输出板连接的三个行星齿轮，其中，主壳体的上端设有开口、内部设有圆柱形的空腔、底部中心设有主壳体轴孔，定子铁芯、定子基座、内齿轮、传感电路板、驱动电路板、转子组件以及行星轮组件均设置在空腔内并通过定子端盖覆盖开口进行封装，内齿轮的内壁设有齿圈，三个行星齿轮均设置在齿圈内并与齿圈啮合，太阳齿轮设置在三个行星齿轮之间并与三个行星齿轮啮合，同时中心转轴穿设于第二轴承中，太阳齿轮转动时带动三个行星齿轮沿着齿圈转动，并推动与三个行星齿轮连接的输出板旋转，定子基座内部具有第一轴孔与第二轴孔，第一轴孔贴合于内齿轮的外侧，第二轴孔贴合于第一轴承的外侧，定子铁芯包括呈圆环状的定子主体、均匀设置在定子主体外壁的多个T形线圈绕架以及套设在T形线圈绕架上的线圈，磁铁环盖的内壁均匀设有多个插槽，该插槽内通过过盈配合或胶水粘接固定有磁铁，驱动电路板还设有外部接口，该外部接口用于与外部电源和通讯线路连接。
在本发明提供的机器人一体化驱动模组中，还可以具有这样的特征：其中，定子铁芯的内壁设有卡槽固定件，内齿轮的外壁设有第一卡槽，定子基座设有第二卡槽，内齿轮设置在定子基座中时将卡槽固定件与第一卡槽和第二卡槽同步对准插入来进行限位，使得定子基座和内齿轮固定设置在定子铁芯内。
在本发明提供的机器人一体化驱动模组中，还可以具有这样的特征：其中，主壳体的侧壁还设有一段条形空隙，该条形空隙对应设置在外部接口的位置，用于外部接口与外部进行连接。
在本发明提供的机器人一体化驱动模组中，还可以具有这样的特征：其中，输出板中设有第一销孔，行星轮固定架中设有第二销孔，三个行星齿轮的中心通孔内均设有第三轴承，该第三轴承的中心穿设有星轮轴，且星轮轴的两端分别固定于第一销孔和第二销孔。
在本发明提供的机器人一体化驱动模组中，还可以具有这样的特征：其中，传感电路板中还设有电磁传感器，该电磁传感器围设于磁铁的外侧，并与磁铁间隔设置，传感电路板上设有连接焊点，并通过该连接焊点焊接固定于驱动电路板中。
在本发明提供的机器人一体化驱动模组中，还可以具有这样的特征：其中，定子基座与驱动电路板均通过螺栓与定子端盖固定连接。
在本发明提供的机器人一体化驱动模组中，还可以具有这样的特征：其中，转盘边沿与磁铁环盖通过螺栓固定连接。
在本发明提供的机器人一体化驱动模组中，还可以具有这样的特征：其中，转盘的底部与主壳体轴孔匹配连接。
在本发明提供的机器人一体化驱动模组中，还可以具有这样的特征：其中，行星轮固定架中还设有三个限位块，该限位块与第一轴承和第二轴承的侧端贴合，用于对第一轴承和第二轴承进行位置固定。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种机器人一体化驱动模组，具有体积小、重量轻、扭矩大、控制精度高的特点，本发明的机器人一体化驱动模组通过紧凑合理的设计结构，使得体积大幅缩小，并且行星轮组件降低了转速，增加了扭矩，更便于对旋转驱动的精准控制。
附图说明
图1是本发明的实施例中一种机器人一体化驱动模组的总体结构示意图；
图2是本发明的实施例中一种机器人一体化驱动模组的总体结构分解图；
图3是本发明的实施例中定子组件的结构示意图；
图4是本发明的实施例中驱动电路板与传感器板的连接关系示意图；
图5是本发明的实施例中定子铁芯的结构示意图；
图6是本发明的实施例中转子组件的结构示意图；
图7是本发明的实施例中磁环铁盖的结构示意图；
图8是本发明的实施例中行星轮组件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
<实施例>
图1是本发明的实施例中一种机器人一体化驱动模组的总体结构示意图；图2是本发明的实施例中一种机器人一体化驱动模组的总体结构分解图。
如图1和图2所示，本实施例的一种机器人一体化驱动模组100，具有定子组件10、转子组件20以及行星轮组件30。
图3是本发明的实施例中定子组件的结构示意图。
如图3所示，定子组件10包括主壳体11、设置在主壳体11内的定子铁芯12、设置在定子铁芯12内的定子基座13、设置在定子基座13中的内齿轮14、紧贴定子铁芯12的驱动电路板15、焊接在驱动电路板15中的传感电路板16以及同时与定子基座13、驱动电路板15和主壳体11连接并对主壳体11进行封装的定子端盖17。
主壳体11的上端设有开口、内部设有圆柱形的空腔111、底部中心设有主壳体轴孔112，定子铁芯12、定子基座13、内齿轮14、传感电路板16、驱动电路板15、转子组件20以及行星轮组件30均设置在空腔111内并通过定子端盖17覆盖开口进行封装。
定子铁芯12的内壁设有卡槽固定件124，内齿轮14的外壁设有第一卡槽142，定子基座13设有第二卡槽133，内齿轮14设置在定子基座13中时将卡槽固定件124与第一卡槽142和第二卡槽133同步对准插入来进行限位，使得定子基座13和内齿轮14固定设置在定子铁芯12内。
定子基座13与驱动电路板15均通过螺栓与定子端盖17固定连接。
图4是本发明的实施例中驱动电路板与传感器板的连接关系示意图。
如图4所示，驱动电路板15还设有外部接口151，该外部接口151用于与外部电源和通讯线路连接，
驱动电路板15还设有定位孔152，并通过该定位孔152与通过螺栓与定子端盖17固定连接。
主壳体11的侧壁还设有一段条形空隙113，该条形空隙113对应设置在外部接口的位置，用于外部接口与外部进行连接。
传感电路板16中还设有电磁传感器161，该电磁传感器161围设于磁铁212的外侧，并与磁铁212间隔设置，
传感电路板16上设有连接焊点162，并通过该连接焊点162焊接固定于驱动电路板15中。
图5是本发明的实施例中定子铁芯的结构示意图。
如图5所示，定子铁芯12包括呈圆环状的定子主体121、均匀设置在定子主体121外壁的多个T形线圈绕架122以及套设在T形线圈绕架122上的线圈123。
图6是本发明的实施例中转子组件的结构示意图。
如图6所示，转子组件20包括围设于定子铁芯12外侧的磁铁环盖21、连接设置在磁环铁盖21中心的转盘22、设置在转盘22中心的中心转轴23以及套设在中心转轴23上的太阳齿轮24。
图7是本发明的实施例中磁环铁盖的结构示意图。
如图7所示，磁铁环盖21的内壁均匀设有多个插槽211，该插槽211内通过过盈配合或胶水粘接固定有磁铁212。
磁铁环盖21底部还设有转盘连接件213，转盘22边沿与转盘连接件213通过螺栓固定连接。
图8是本发明的实施例中行星轮组件的结构示意图。
如图8所示，行星轮组件30包括设置在定子基座13内的第一轴承31、设置在第一轴承31内的的输出板32、设置在输出板32中心的第二轴承33、与输出板32连接的行星轮固定架34以及设置在行星轮固定架34内并与输出板32连接的三个行星齿轮35。
输出板32中设有第一销孔321，行星轮固定架34中设有第二销孔341，三个行星齿轮35的中心通孔内均设有第三轴承351，该第三轴承351的中心穿设有星轮轴352，且星轮轴352的两端分别固定于第一销孔321和第二销孔341。
行星轮固定架34上还设有连接孔342，输出板32上还设有螺纹孔322，行星轮固定架34经螺栓通过连接孔342固设于输出板32的螺纹孔322。
行星轮固定架34中还设有三个限位块343，该限位块343与第一轴承31和第二轴承33的侧端贴合，用于对第一轴承31和第二轴承33进行位置固定。
转盘22的底部与主壳体轴孔112匹配连接。
定子基座13内部具有第一轴孔131与第二轴孔132，第一轴孔131贴合于内齿轮14的外侧，第二轴孔132贴合于第一轴承32的外侧。
内齿轮14的内壁设有齿圈141，齿圈141设有环形凸齿，三个行星齿轮35均设置在齿圈141内并与齿圈141啮合，太阳齿轮24设置在三个行星齿轮35之间并与三个行星齿轮35啮合，同时中心转轴23穿设于第二轴承33中，太阳齿轮24转动时带动三个行星齿轮35沿着齿圈141转动，并推动与三个行星齿轮35连接的输出板32旋转。
本实施例的一种机器人一体化驱动模组的工作过程如下：首先通过驱动电路板15的外部接口与外部电源进行连接，使得定子铁芯12上的线圈123通电后，镶嵌磁铁212的磁铁环盖21带动转盘22转动，并通过中心转轴23带动太阳齿轮24旋转，太阳齿轮24驱动三个行星齿轮35旋转，行星齿轮35沿齿圈141的环形凸齿旋转，进而推动与行星齿轮35连接的输出板32旋转。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的一种机器人一体化驱动模组，具有体积小、重量轻、扭矩大、控制精度高的特点，本实施例的机器人一体化驱动模组通过紧凑合理的设计结构，使得体积大幅缩小，并且行星轮组件降低了转速，增加了扭矩，更便于对旋转驱动的精准控制。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种机器人一体化驱动模组，其特征在于，包括：
定子组件，包括主壳体、设置在所述主壳体内的定子铁芯、设置在所述定子铁芯内的定子基座、设置在所述定子基座中的内齿轮、紧贴所述定子铁芯的驱动电路板、焊接在所述驱动电路板中的传感电路板以及同时与所述定子基座、所述驱动电路板和所述主壳体连接并对所述主壳体进行封装的定子端盖；
转子组件，包括围设于所述定子铁芯外侧的磁铁环盖、连接设置在所述磁环铁盖中心的转盘、设置在所述转盘中心的中心转轴以及套设在所述中心转轴上的太阳齿轮；以及
行星轮组件，包括设置在所述定子基座内的第一轴承、设置在所述第一轴承内的的输出板、设置在所述输出板中心的第二轴承、与所述输出板连接的行星轮固定架以及设置在所述行星轮固定架内并与所述输出板连接的三个行星齿轮，
其中，所述主壳体的上端设有开口、内部设有圆柱形的空腔、底部中心设有主壳体轴孔，所述定子铁芯、所述定子基座、所述内齿轮、所述传感电路板、所述驱动电路板、所述转子组件以及所述行星轮组件均设置在所述空腔内并通过所述定子端盖覆盖所述开口进行封装，
所述内齿轮的内壁设有齿圈，所述三个行星轮均设置在所述齿圈内并与所述齿圈啮合，所述太阳齿轮设置在所述三个行星轮之间并与所述三个行星齿轮啮合，同时所述中心转轴穿设于所述第二轴承中，所述太阳齿轮转动时带动三个所述行星齿轮轮沿着所述齿圈转动，并推动与三个所述行星齿轮连接的输出板旋转，
所述定子基座内部具有第一轴孔与第二轴孔，所述第一轴孔贴合于所述内齿轮的外侧，所述第二轴孔贴合于所述第一轴承的外侧，
所述定子铁芯包括呈圆环状的定子主体、均匀设置在所述定子主体外壁的多个T形线圈绕架以及套设在所述T形线圈绕架上的线圈，
所述磁铁环盖的内壁均匀设有多个插槽，该插槽内通过过盈配合或胶水粘接固定有磁铁，
所述驱动电路板还设有外部接口，该外部接口用于与外部电源和通讯线路连接。
2.根据权利要求1所述的机器人一体化驱动模组，其特征在于：
其中，所述定子铁芯的内壁设有卡槽固定件，所述内齿轮的外壁设有第一卡槽，所述定子基座设有第二卡槽，所述内齿轮设置在所述定子基座中时将所述卡槽固定件与所述第一卡槽和所述第二卡槽同步对准插入来进行限位，使得所述定子基座和所述内齿轮固定设置在所述定子铁芯内。
3.根据权利要求1所述的机器人一体化驱动模组，其特征在于：
其中，所述主壳体的侧壁还设有一段条形空隙，该条形空隙对应设置在所述外部接口的位置，用于所述外部接口与外部进行连接。
4.根据权利要求1所述的机器人一体化驱动模组，其特征在于：
其中，所述输出板中设有第一销孔，所述行星轮固定架中设有第二销孔，
三个所述行星齿轮的中心通孔内均设有第三轴承，该第三轴承的中心穿设有星轮轴，且所述星轮轴的两端分别固定于所述第一销孔和所述第二销孔。
5.根据权利要求1所述的机器人一体化驱动模组，其特征在于：
其中，所述传感电路板中还设有电磁传感器，该电磁传感器围设于所述磁铁的外侧，并与所述磁铁间隔设置，
所述传感电路板上设有连接焊点，并通过该连接焊点焊接固定于所述驱动电路板中。
6.根据权利要求1所述的机器人一体化驱动模组，其特征在于：
其中，所述定子基座与所述驱动电路板均通过螺栓与所述定子端盖固定连接。
7.根据权利要求1所述的机器人一体化驱动模组，其特征在于：
其中，所述转盘边沿与所述磁铁环盖通过螺栓固定连接。
8.根据权利要求1所述的机器人一体化驱动模组，其特征在于：
其中，所述转盘的底部与所述主壳体轴孔匹配连接。
9.根据权利要求1所述的机器人一体化驱动模组，其特征在于：
其中，所述行星轮固定架中还设有三个限位块，该限位块与所述第一轴承和所述第二轴承的侧端贴合，用于对所述第一轴承和所述第二轴承进行位置固定。
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