CN117532595A - 一种谐波减速关节模组及机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械传动技术领域,具体公开一种谐波减速关节模组及机器人,所述谐波减速关节模组包括关节壳体、谐波减速器、动力组件、力矩传感器以及电驱组件,通过将谐波减速器、动力组件力矩传感器以及电驱组件都集成于关节壳体上,能够有效缩小该谐波减速关节模组的尺寸并降低其重量,当谐波减速器受到外力影响时,柔轮的力矩发生改变,力矩传感器能够实时反馈该谐波减速关节模组的力矩信息,工作人员可以根据力矩传感器的检测结果,控制该谐波减速关节模组对不同力矩做出反应;设置电驱组件能够保证该谐波减速关节模组及时对不同力矩信息做出反应,保证该谐波减速关节模组的正常使用,使得机器人能够及时对自身的行为作出自适应性的调整。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域,特别是涉及一种谐波减速关节模组及机器人。
背景技术
目前,足式机器人关节常采用行星减速器的方案,该方案的减速比小,回差大,导致控制精度低,且关节重量大;而现有的谐波减速器关节,减速器和电机集成度低,尺寸和重量大,力矩估算精度低,主要表现为在工作时,难以实时反馈谐波减速器关节的力矩信息,从而导致谐波减速器关节无法及时对不同力矩信息做出反应,影响谐波减速器的使用,使得机器人无法及时对自身的行为作出自适应性的调整。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:如何解决现有技术存在的集成度低、尺寸与重量大、且力矩信息反馈不及时的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种谐波减速关节模组,包括:
关节壳体;
谐波减速器,设于所述关节壳体的一端,所述谐波减速器包括波发生器、柔轮、钢轮以及交叉滚子轴承组件,所述交叉滚子轴承组件与所述关节壳体连接,所述柔轮能发生柔性变形,所述波发生器的外周面与所述柔轮的内壁抵接,所述钢轮与所述交叉滚子轴承组件连接,所述柔轮的外周面与所述钢轮的内壁差齿啮合连接;
动力组件,设于所述关节壳体内,所述动力组件与所述波发生器连接,且所述动力组件用于驱动所述波发生器转动;
力矩传感器,设于所述关节壳体内且与所述关节壳体连接,所述柔轮的端部与所述力矩传感器连接,所述力矩传感器用于检测并获取所述柔轮的力矩;以及
电驱组件,设于所述关节壳体内,用于根据所述力矩传感器获取的所述柔轮的力矩来控制所述动力组件。
进一步优选地,所述关节壳体包括关节中部外壳和关节下部外壳,所述关节中部外壳设有第一空腔和第二空腔,所述力矩传感器固定设于所述第一空腔内,所述谐波减速器设于所述第一空腔的正上方,所述动力组件设于所述关节壳体的内侧,所述关节下部外壳设有第三空腔,所述电驱组件设于所述第三空腔内。
进一步优选地,所述交叉滚子轴承组件包括交叉滚子轴承外圈、交叉滚子轴承内圈以及设于所述交叉滚子轴承外圈和交叉滚子轴承内圈之间的交叉滚子轴承滚子,所述柔轮与所述交叉滚子轴承内圈固定连接,所述交叉滚子轴承外圈与所述关节中部外壳的端部固定连接。
进一步优选地,所述动力组件包括:
电机定子,所述电机定子设于所述第二空腔内且与所述关节中部外壳的内壁固定连接,所述电机定子的内壁设有永磁铁;
电机转子,所述电机转子设于所述电机定子的内侧且受控于所述永磁铁;以及
输入轴,所述输入轴与所述电机转子连接,所述输入轴的一端延伸至所述第一空腔内,所述波发生器与所述输入轴固定连接。
进一步优选地,所述动力组件还包括输出端盖和输出轴,所述输出端盖与所述交叉滚子轴承内圈固定连接,所述输出轴设于所述输入轴的内侧,所述输出轴的一端与所述输出端盖固定连接,另一端与所述输入轴的内壁转动连接。
进一步优选地,所述电驱组件包括设于所述第三空腔内的磁珠、磁环、驱动板和编码器,所述磁珠与所述输出轴的端部连接,所述磁环与所述输入轴的端部连接;所述编码器为双编码器,所述双编码器用于分别获取所述磁珠和磁环的转速与绝对位置,并将获取的数据传输至所述驱动板。
进一步优选地,所述力矩传感器包括凸台部分和中心区域部分,所述凸台部分与所述关节中部外壳固定连接,所述中心区域部分设有柔轮板,所述柔轮板用于配合所述力矩传感器以固定所述柔轮,所述力矩传感器的内部设有应变片。
进一步优选地,所述谐波减速器还包括柔性轴承,所述柔性轴承设于所述波发生器和柔轮之间。
进一步优选地,所述钢轮与所述交叉滚子轴承内圈为一体成型结构。
为了解决上述技术问题,本发明还提供了一种机器人,所述机器人包括机器人本体和上述所述的谐波减速关节模组,所述谐波减速关节模组安装于所述机器人本体上。
本发明提供的一种谐波减速关节模组及机器人与现有技术相比,其有益效果在于:
本发明通过将谐波减速器、动力组件力矩传感器以及电驱组件都集成于关节壳体上,能够有效缩小该谐波减速关节模组的尺寸并降低其重量,由于柔轮能发生柔性变形,因此当谐波减速器受到外力影响时,柔轮的力矩发生改变,力矩传感器能够实时反馈该谐波减速关节模组的力矩信息,并将力矩变化信息传递至电驱组件,一方面,工作人员可以根据力矩传感器对柔轮的力矩的检测结果,控制该谐波减速关节模组对不同力矩做出反应,方便使用,另一方面,设置电驱组件能够保证该谐波减速关节模组及时对不同力矩信息做出反应,保证该谐波减速关节模组的正常使用,使得机器人能够及时对自身的行为作出自适应性的调整。
附图说明
图1是实施例一所述谐波减速关节模组的爆炸示意图。
图2是实施例一所述谐波减速关节模组的主视图。
图3是图2中A-A截面的剖视图。
图4是实施例一所述谐波减速器的结构示意图。
图5是实施例一所述动力组件的结构示意图。
图6是实施例一所述力矩传感器的结构示意图。
图7是实施例一所述电驱组件的结构示意图。
图8是实施例二所述谐波减速关节模组的主视图。
图9是图8中B-B截面的剖视图。
图中:
1、输出端盖;2、波发生器;3、输出轴;4、第一金属密封环;5、柔性轴承;6、柔轮;7、钢轮;8、输出端动密封;9、交叉滚子轴承滚子;10、交叉滚子轴承外圈;11、柔轮板;12、交叉滚子轴承内圈;13、力矩传感器;131、凸台部分;132、中心区域部分;14、第二金属密封环;15、第三金属密封环;16、第一深沟球轴承;17、电机定子;18、电机转子;19、关节下部外壳;20、驱动板;21、编码器;22、第二深沟球轴承;23、关节下部端盖;24、磁珠;25、磁环;26、第三深沟球轴承;27、永磁铁;28、关节中部外壳;29、输入轴;12′、交叉滚子轴承内圈(带钢轮)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,应当理解的是,本发明中采用术语“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”、“轴向”、“径向”、“周向”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,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发明的限制。
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至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
此外,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;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
实施例1
如图1-图7所示,本实施例1提供一种谐波减速关节模组,包括关节壳体、谐波减速器、动力组件、力矩传感器13以及电驱组件,其中,谐波减速器、动力组件、力矩传感器13以及电驱组件均集成于关节壳体上,能够有效缩小该谐波减速关节模组的尺寸并降低其重量。
在一些实施方式中,关节壳体包括关节中部外壳28和关节下部外壳19,关节中部外壳28设有开口朝上的第一空腔和开口朝下的第二空腔,且第一空腔和第二空腔相连通,力矩传感器13固定设于第一空腔内,谐波减速器设于第一空腔的正上方,动力组件设于第二空腔内,动力组件的至少部分延伸至第一空腔并与谐波减速器连接,关节下部外壳19设有第三空腔,电驱组件设于第三空腔内,具体地,关节壳体还包括关节下部端盖23,关节下部端盖23设于关节下部外壳19的底部,以使得第三空腔形成一密闭空间,从而能够避免电驱组件受外界干扰,本实施方式通过在关节中部外壳28和关节下部外壳19上开设空腔能够将谐波减速器、动力组件、力矩传感器13以及电驱组件均集成在关节壳体上,能够有效缩小该谐波减速关节模组的尺寸并降低其重量。
在一些实施方式中,谐波减速器设于关节壳体的一端,具体设置在第一空腔的正上方,谐波减速器包括波发生器2、柔轮6、钢轮7以及交叉滚子轴承组件,柔轮6能发生柔性变形;其中,交叉滚子轴承组件与关节壳体连接,波发生器2的外周面与柔轮6的内壁抵接,钢轮7与交叉滚子轴承组件连接,柔轮6的外周面与钢轮7的内壁差齿啮合连接;力矩传感器13固定设于第一空腔内,柔轮6的端部与力矩传感器13连接,力矩传感器13用于检测并获取柔轮6的力矩,以此,当谐波减速器受到外力影响时,柔轮6因形变而导致其力矩发生改变,力矩传感器13能够实时反馈该谐波减速关节模组的力矩信息,并将力矩变化信息传递至电驱组件,工作人员可以根据力矩传感器13对柔轮6的力矩的检测结果,控制该谐波减速关节模组对不同力矩做出反应,方便使用,电驱组件能够保证该谐波减速关节模组及时对不同力矩信息做出反应,保证该谐波减速关节模组的正常使用,使得机器人能够及时对自身的行为作出自适应性的调整。
在其他实施方式中,柔轮6为可变形的金属材质。
在上述实施方式中,波发生器2的截面可以设计成椭圆形,且波发生器2的外周面与柔轮6的内侧壁之间通过柔性轴承5抵接,具体地,为实现柔轮6的外周面与钢轮7的内壁差齿啮合连接,因此,柔轮6的外周面沿周向设置有第一齿,钢轮7的内壁沿周向设有第二齿,其中,第一齿与第二齿能够相互啮合,由于波发生器2的截面为椭圆形结构,为此,在波发生器2转动的过程中能够实现柔轮6与钢轮7的差齿啮合连接,柔轮6的力矩能被力矩传感器13所检测,以此,当该谐波减速关节模组受到外力影响时,柔轮6的力矩发生改变,工作人员可以根据力矩传感器13对柔轮6力矩的检测结果,控制该谐波减速关节模组对不同力矩做出反应,方便使用。
在其他实施方式中,柔轮6为杯型结构,以便于柔轮6在满足于钢轮7差齿啮合的同时,也能与力矩传感器13连接。
在上述实施方式中,交叉滚子轴承组件包括交叉滚子轴承外圈10、交叉滚子轴承内圈12以及设于交叉滚子轴承外圈10和交叉滚子轴承内圈12之间的交叉滚子轴承滚子9,柔轮6与交叉滚子轴承内圈12固定连接,交叉滚子轴承外圈10与关节中部外壳28的端部固定连接;需说明的是,在本实施方式中,交叉滚子轴承内圈12与柔轮6均为独立的零部件,装配时需要考虑钢轮7与交叉滚子轴承内圈12的密封性。
在其他实施方式中,交叉滚子轴承外圈10和交叉滚子轴承内圈12交界处的上边缘设有输出端动密封8,动密封的作用就是将交叉滚子轴承外圈10和交叉滚子轴承内圈12接合面间的间隙封住,隔离或切断泄漏通道,增加泄漏通道中的阻力,以阻止交叉滚子轴承滚子9内的滑油泄漏。
在一些实施方式中,动力组件设于关节壳体内,动力组件用于驱动波发生器2转动;具体地,动力组件包括电机定子17、电机转子18、输入轴29、输出端盖1和输出轴3,其中,电机定子17设于第二空腔内且与关节中部外壳28的内壁固定连接,电机定子17的内壁设有永磁铁27,电机转子18设于电机定子17的内侧且受控于永磁铁27,即电机转子18可以在永磁铁27的磁场作用下发生高速转动。
在上述实施方式中,输入轴29与电机转子18连接,所输入轴29的一端延伸至第一空腔内,波发生器2与输入轴29固定连接,输出端盖1与交叉滚子轴承内圈12固定连接,输出轴3设于输入轴29的内侧,输出轴3的一端与输出端盖1固定连接,另一端与输入轴29的内壁转动连接;以此,当电机转子18转动时,带动输入轴29等速转动,由于波发生器2与输入轴29固定连接,因此,波发生器2也做等速转动,又由于输出端盖1、钢轮7与交叉滚子轴承内圈12均固定连接,因此,波发生器2转动时,谐波减速器由于柔轮6与钢轮7差齿啮合连接而导致杯型结构的柔轮6发生微形变,柔轮6的扭矩会被传递到力矩传感器13上,再由力矩传感器13将获取的扭矩转化成电信号传输至电驱组件,从而实现力控的功能。
在一些实施方式中,力矩传感器13为一块端面板,其内部设有应变片,具体地,包括凸台部分131和中心区域部分132,凸台部分131与关节中部外壳28固定连接,中心区域部分132设有柔轮板11,柔轮板11用于配合力矩传感器13以固定柔轮6,从而能够保证力矩传感器13实时检测柔轮6的形变扭矩,当柔轮6与钢轮7由于齿轮啮合造成柔轮的杯体发生微形变时,柔轮6发生微形变,扭矩会被传递到力矩传感器13上,其内部应变片由于应变桥产生机械形变而使其阻值发生变化,并以电信号的形式传递给驱动板20实现力控功能。
在其他实施方式中,力矩传感器13也可以将检测结果传输至移动终端(例如,手机APP、电脑等),移动终端接收检测结果后,自动与正常情况下的形变规律比对,并得出实际的形变与正常情况下的形变的差异,通过对该差异进行信号处理、数据分析等操作,即可得到受到的外力的大小,受到不同外力大小时,控制该谐波减速关节模组做出不同反应,便于谐波减速关节模组的使用。
在一些实施方式中,输出端盖1与输出轴3连接后,为避免波发生器2受外界干扰,为此,输出端盖1面向波发生器2的一端面设有凸环,波发生器2与凸环在周向上贴合连接,且凸环与波发生器2之间设置有第一金属密封环4,以使得波发生器2处于密闭空间内。
在一些实施方式中,力矩传感器13中部设有通孔,输入轴29穿过通孔设置,力矩传感器13与输入轴29的外周壁之间设置有至少一个金属密封环,本实施例优选设置两个金属密封环,如图3中的第二金属密封环14和第三金属密封环15,金属密封环能够防止润滑油出现泄露,且能减少力矩传感器13与输入轴29之间的磨蚀,避免输入轴29的轴向窜动,保证输入轴29的稳定转动。
在一些实施方式中,为进一步提升输入轴29的稳定性,为此,输入轴29与关节中部外壳28之间还设置有第一深沟球轴承16。
在一些实施方式中,输出轴3远离输出端盖1的一端外壁套接有第二深沟球轴承22,第二深沟球轴承22与输入轴29的内壁抵接,通过设置第二深沟球轴承22能够保证输出轴3的稳定转动,且不干涉输入轴29的转动,以便于把来自输入轴29的转速降低,放大力矩,通过与出端盖1配合,在输出端提供足够的扭矩。
在一些实施方式中,为进一步提升输入轴29的稳定性并为输入轴29提供支撑,为此,输入轴29与关节下部外壳19之间还设有第三深沟球轴承26。
在一些实施方式中,电驱组件设于关节下部外壳19的第三空腔内,方便走线的同时,也使该谐波减速关节模组的轴向尺寸减小,其中,电驱组件用于根据力矩传感器13获取的柔轮6的力矩来控制动力组件。
在上述实施方式中,具体地,电驱组件包括设于第三空腔内的磁珠24、磁环25、驱动板20和编码器21,磁珠24与输出轴3的端部连接,其转速与输出轴3一致,磁环25与输入轴29的端部连接,其转速与输入轴29的转速一致;编码器21为双编码器,双编码器用于分别获取磁珠24和磁环25的转速与绝对位置,并将获取的数据传输至驱动板20,将磁珠24、磁环25、驱动板20和编码器21均集成在关节下部外壳19的第三空腔内,能够减小该谐波减速关节模组的轴向尺寸,此方案采用双编码器,利用两个芯片分别读取来自磁珠24与磁环25的转速与绝对位置,并将读取到的数据转化成电信号传输至驱动板20,以能够保证该谐波减速关节模组及时对不同力矩信息做出反应,保证该谐波减速关节模组的正常使用,使得机器人能够及时对自身的行为作出自适应性的调整。
实施例2
本实施例2提供的一种谐波减速关节模组与实施例1的区别在于:
如图8和图9所示,本实施例2将实施例1中钢轮7与交叉滚子轴承内圈12设计为一体成型结构,形成交叉滚子轴承内圈(带钢轮)12′,由于交叉滚子轴承内圈(带钢轮)12′与输出端盖1相连接,柔轮6通过齿轮啮合把力矩传递到交叉滚子轴承内圈(带钢轮)12′,从而实现扭矩的输出。本实施将钢轮7与交叉滚子轴承内圈12设计成一体成型结构的优势在于不需要考虑钢轮7与交叉滚子轴承内圈12的密封性,从而节省装配步骤。
实施例3
一种机器人,机器人包括机器人本体和实施例1或实施例2的谐波减速关节模组,谐波减速关节模组安装于机器人本体上,以此,在保证该谐波减速关节模组能够及时对不同力矩信息做出反应的前提下,使得机器人能够及时对自身的行为作出自适应性的调整。
本发明的工作过程为:请参照图1-图7,电机转子18在永磁铁27的磁场作用下发生高速转动,带动输入轴29和波发生器2等速转动,由于柔轮6的外周面与钢轮7的内壁差齿啮合连接,在波发生器2转动的过程中能够实现柔轮6与钢轮7的差齿啮合连接,导致杯型结构的柔轮6发生微形变,柔轮6的扭矩会被传递到力矩传感器13上,再由力矩传感器13将获取的扭矩转化成电信号传输至驱动板20,从而实现力控的功能,另外,由于钢轮7能够带动交叉滚子轴承内圈12转动,且输出端盖1与交叉滚子轴承内圈12固定连接,为此,输入轴29的动力经过波发生器2、柔轮6、钢轮7以及交叉滚子轴承内圈12后传递至输出端盖1,从而达到减速的目的,再采用双编码器,利用两个芯片分别读取来自磁珠24与磁环25的转速与绝对位置,并将读取到的数据转化成电信号传输至驱动板20,以能够保证该谐波减速关节模组及时对不同力矩信息做出反应,保证该谐波减速关节模组的正常使用,使得机器人能够及时对自身的行为作出自适应性的调整。
综上,本发明实施例提供一种谐波减速关节模组及机器人,其通过将谐波减速器、动力组件力矩传感器以及电驱组件都集成于关节壳体上,能够有效缩小该谐波减速关节模组的尺寸并降低其重量,由于柔轮6能发生柔性变形,因此当谐波减速器受到外力影响时,柔轮6的力矩发生改变,力矩传感器13能够实时反馈该谐波减速关节模组的力矩信息,并将力矩变化信息传递至电驱组件,一方面,工作人员可以根据力矩传感器13对柔轮6的力矩的检测结果,控制该谐波减速关节模组对不同力矩做出反应,方便使用,另一方面,设置电驱组件能够保证该谐波减速关节模组及时对不同力矩信息做出反应,保证该谐波减速关节模组的正常使用,使得机器人能够及时对自身的行为作出自适应性的调整。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述优选实施方式的细节,应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种谐波减速关节模组,其特征在于,包括:
关节壳体;
谐波减速器,设于所述关节壳体的一端,所述谐波减速器包括波发生器、柔轮、钢轮以及交叉滚子轴承组件,所述交叉滚子轴承组件与所述关节壳体连接,所述柔轮能发生柔性变形,所述波发生器的外周面与所述柔轮的内壁抵接,所述钢轮与所述交叉滚子轴承组件连接,所述柔轮的外周面与所述钢轮的内壁差齿啮合连接;
动力组件,设于所述关节壳体内,所述动力组件与所述波发生器连接,且所述动力组件用于驱动所述波发生器转动;
力矩传感器,设于所述关节壳体内且与所述关节壳体连接,所述柔轮的端部与所述力矩传感器连接,所述力矩传感器用于检测并获取所述柔轮的力矩;以及
电驱组件,设于所述关节壳体内,用于根据所述力矩传感器获取的所述柔轮的力矩来控制所述动力组件。
2.根据权利要求1所述的一种谐波减速关节模组,其特征在于,所述关节壳体包括关节中部外壳和关节下部外壳,所述关节中部外壳设有第一空腔和第二空腔,所述力矩传感器固定设于所述第一空腔内,所述谐波减速器设于所述第一空腔的正上方,所述动力组件设于所述关节壳体的内侧,所述关节下部外壳设有第三空腔,所述电驱组件设于所述第三空腔内。
3.根据权利要求2所述的一种谐波减速关节模组,其特征在于,所述交叉滚子轴承组件包括交叉滚子轴承外圈、交叉滚子轴承内圈以及设于所述交叉滚子轴承外圈和交叉滚子轴承内圈之间的交叉滚子轴承滚子,所述柔轮与所述交叉滚子轴承内圈固定连接,所述交叉滚子轴承外圈与所述关节中部外壳的端部固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种谐波减速关节模组,其特征在于,所述动力组件包括:
电机定子,所述电机定子设于所述第二空腔内且与所述关节中部外壳的内壁固定连接,所述电机定子的内壁设有永磁铁;
电机转子,所述电机转子设于所述电机定子的内侧且受控于所述永磁铁;以及
输入轴,所述输入轴与所述电机转子连接,所述输入轴的一端延伸至所述第一空腔内,所述波发生器与所述输入轴固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种谐波减速关节模组,其特征在于,所述动力组件还包括输出端盖和输出轴,所述输出端盖与所述交叉滚子轴承内圈固定连接,所述输出轴设于所述输入轴的内侧,所述输出轴的一端与所述输出端盖固定连接,另一端与所述输入轴的内壁转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种谐波减速关节模组,其特征在于,所述电驱组件包括设于所述第三空腔内的磁珠、磁环、驱动板和编码器,所述磁珠与所述输出轴的端部连接,所述磁环与所述输入轴的端部连接;所述编码器为双编码器,所述双编码器用于分别获取所述磁珠和磁环的转速与绝对位置,并将获取的数据传输至所述驱动板。
7.根据权利要求2所述的一种谐波减速关节模组,其特征在于,所述力矩传感器包括凸台部分和中心区域部分,所述凸台部分与所述关节中部外壳固定连接,所述中心区域部分设有柔轮板,所述柔轮板用于配合所述力矩传感器以固定所述柔轮,所述力矩传感器的内部设有应变片。
8.根据权利要求1所述的一种谐波减速关节模组,其特征在于,所述谐波减速器还包括柔性轴承,所述柔性轴承设于所述波发生器和柔轮之间。
9.根据权利要求3所述的一种谐波减速关节模组,其特征在于,所述钢轮与所述交叉滚子轴承内圈为一体成型结构。
10.一种机器人,其特征在于,所述机器人包括机器人本体和上述权利要求1-9任一项所述的谐波减速关节模组,所述谐波减速关节模组安装于所述机器人本体上。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN207213081U (zh) * | 2017-10-16 | 2018-04-10 | 陈盛花 | 一种带有交叉滚子轴承的谐波减速机 |
CN110919688A (zh) * | 2019-11-30 | 2020-03-27 | 北京思灵机器人科技有限责任公司 | 一种机械臂关节 |
CN112720568A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-04-30 | 中山早稻田科技有限公司 | 一种带力感知的双模组集成关节 |
CN112743569A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-05-04 | 珞石(北京)科技有限公司 | 紧凑轻量型高性能力控的机器人伺服关节 |
CN112888535A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-06-01 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 集成关节及机器人 |
CN216830970U (zh) * | 2021-10-29 | 2022-06-28 | 北京思灵机器人科技有限责任公司 | 一种关节及机器人 |
CN219946269U (zh) * | 2022-12-29 | 2023-11-03 | 广东美的制冷设备有限公司 | 机器人关节模组及机器人 |
JP2023175294A (ja) * | 2022-05-30 | 2023-12-12 | 株式会社デンソーウェーブ | 駆動アクチュエータ及びロボット |
-
2023
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN207213081U (zh) * | 2017-10-16 | 2018-04-10 | 陈盛花 | 一种带有交叉滚子轴承的谐波减速机 |
CN112888535A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-06-01 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 集成关节及机器人 |
CN110919688A (zh) * | 2019-11-30 | 2020-03-27 | 北京思灵机器人科技有限责任公司 | 一种机械臂关节 |
CN112743569A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-05-04 | 珞石(北京)科技有限公司 | 紧凑轻量型高性能力控的机器人伺服关节 |
CN112720568A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-04-30 | 中山早稻田科技有限公司 | 一种带力感知的双模组集成关节 |
CN216830970U (zh) * | 2021-10-29 | 2022-06-28 | 北京思灵机器人科技有限责任公司 | 一种关节及机器人 |
JP2023175294A (ja) * | 2022-05-30 | 2023-12-12 | 株式会社デンソーウェーブ | 駆動アクチュエータ及びロボット |
CN219946269U (zh) * | 2022-12-29 | 2023-11-03 | 广东美的制冷设备有限公司 | 机器人关节模组及机器人 |
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