CN206937303U - 一种马达直接驱动的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种马达直接驱动的机器人，包括至少一机械臂、驱动机械臂运动的至少一马达，所述马达包括定子和动子组件，所述动子设置在所述定子的外侧，所述动子包括轴向外侧面和径向外侧面，至少部分所述轴向外侧面为第一输出端，和/或至少部分所述径向外侧面为第二输出端；所述第一输出端和/或第二输出端固定连接所述机械臂。采用本实用新型所述的马达，由于动子设置在所述定子的外侧，动子的至少部分轴向和/或径向外侧面直接作为机械臂运动的输出端，避免了额外添加输出轴等机械部件，减轻了机器人自身的重量。

Description

一种马达直接驱动的机器人

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，具体涉及一种马达直接驱动的机器人。

背景技术

在机器人领域，需要采用马达驱动各个关节进而带动机械臂运动，为了增加运动的灵活性，现有技术通常采用马达直接驱动的方式。如图6所示，现有的马达直接驱动的机器人通常是转子(图未示意出)设置在定子2的内侧，转子连接输出轴3，然后输出轴连接机器人的机械臂4骨架，然后整个驱动骨架外再设置一外壳1，转子转动带动输出轴转动，再带动机器人的机械臂运动。

采用上面的马达直接驱动的机器人，其缺点在于，机器人的驱动马达外面还需设置机器人的外壳，因此增加了机器人本身驱动的负载，不利于实现直接驱动。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供一种马达直接驱动的机器人，马达的动子设置在所述定子的外侧，动子的至少部分轴向和/或径向外侧面直接作为机械臂运动的输出端，避免了额外添加输出轴等机械部件，减轻机器人自身的重量。

本实用新型第一方面提供一种马达直接驱动的机器人，包括至少一机械臂、驱动机械臂运动的至少一马达，所述马达包括定子和动子组件，所述动子设置在所述定子的外侧，所述动子包括轴向外侧面和径向外侧面，至少部分所述轴向外侧面为第一输出端，和/或至少部分所述径向外侧面为第二输出端；所述第一输出端和/或第二输出端固定连接所述机械臂。

进一步，所述机械臂的外表面和所述动子外表面共同形成机器人的外壳。

进一步，所述动子的至少部分轴向外侧面为第一输出端包括：

所述动子包括位于轴向两端的第一、第二轴向外侧面，至少部分所述第一轴向外侧面和/或至少部分所述第二轴向外侧面为第一输出端。

进一步，所述动子的至少部分轴向外侧面为第一输出端包括：

所述动子包括位于轴向两端的第一、第二轴向外侧面，所述至少部分第一轴向外侧面和所述至少部分第二轴向外侧面的其中一个为所述动子的第一输出端，则另一个为所述动子的连接端；

所述连接端固定连接所述机械臂，通过机械臂带动所述马达运动。

进一步，所述动子还包括对应所述连接端的固定件；

所述连接端通过所述固定件固定连接所述机械臂。

进一步，所述第一输出端包括：

所述第一和/或第二轴向外侧面的整个平面；或

所述第一和/或第二轴向外侧面的整个平面上的其中一个或多个部分的平面。

进一步，所述至少部分所述径向外侧面为第二输出端包括：

所述径向外侧面整体为第二输出端；或

所述径向外侧面的部分表面为第二输出端。

进一步，所述第二输出端包括：

所述径向外侧面的整个第一筒形外表面；或

所述径向外侧面的分别位于轴向两端处的第二筒形外表面；或

所述径向外侧面的整个第一筒形外表面上的其中一个或多个部分的面。

进一步，所述马达还包括至少一个连接件，所述连接件包括第一连接部和/或第二连接部；所述第一连接部对应第一输出端，所述第二连接部对应第二输出端；

所述第一和/或第二输出端通过所述第一和/或第二连接部固定连接所述机械臂的至少一端。

进一步，所述机械臂的对应所述第一输出端的连接部或对应连接端的连接部形成一平面；和/或

所述机械臂的对应所述第二输出端的连接部形成至少部分包围所述第二输出端的包围结构。

由上可见，实用新型提供一种马达，所述马达的动子设置在所述定子的外侧，动子直接作为机械臂运动的输出端，马达与机械臂合二为一，避免了额外添加机械部件，减轻机器人自身的重量，取得了以下技术效果：

1、由于机器人的驱动马达的至少部分轴向外侧面为第一输出端，径向外侧面为第二输出端，而第一输出端和/或第二输出端直接与机器人的机械臂连接，避免了现有技术中需要额外添加输出轴等机械部件的问题，减轻机器人的重量。

2、由于机械臂的外表面和动子外表面共同作为机器人的外壳，因此，这样使得马达和机械臂合二为一，可以省略机器人原有的外壳结构，减轻了机器人的重量。

3、所述动子通过连接件与机器人的机械臂固定连接，这样可以避免动子的第一、第二输出端直接连接机械臂对动子造成的结构的磨损、破坏。

4、由于所述动子的第一轴向外侧面和第二轴向外侧面的其中一个为第一输出端，而另一个连接端，因此第一输出端输出扭矩带动机械臂运动，而连接端通过机械臂的运动进而带动马达运动，使得机械臂与马达相配合，实现多轴控制。

5、由于所述动子还包括与连接端对应的固定件，一方面所述动子通过固定件与机械臂固定连接，这样可以避免动子的连接端直接连接机械臂对动子造成的结构的磨损、破坏；另一方面，通过将所述固定件的位置固定还可以用于限定所述动子在轴向或者径向上的位置，防止所述动子在轴向或者径向上移动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和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实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种直接驱动机器人用旋转马达的部分剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种直接驱动机器人用旋转马达的部分剖面结构示意图；

图3A-3B为本实用新型实施例提供的马达的动子的两种不同第一输出端的俯视图；

图4A-4C为本实用新型实施例提供的马达动子的三种不同第二输出端的侧视图；

图5A-5C为本实用新型实施例提供的一种直接驱动6轴机器人的示意图，其中图5A为6轴机器人一种实施例的侧视图，图5B、5C为6轴机器人的另一种实施例的示意图；

图6为现有技术的马达直接驱动的机器人。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例一、

图1为本实用新型实施例提供的一种马达直接驱动的机器人的马达的部分剖面结构示意图，所述马达为旋转马达；图5A-5C为本实用新型实施例提供的一种直接驱动6轴机器人的示意图，其中图5A为6轴机器人一种实施例的侧视图，图5B、5C为6轴机器人的另一种实施例的示意图。

在机器人领域，需要采用马达驱动各个关节进而带动机械臂运动，为了增加运动的灵活性，现有技术通常采用马达直接驱动的方式。如背景技术中所述，现有的马达直接驱动的机器人通常是转子设置在定子的内侧，转子连接输出轴，输出轴连接机器人的机械臂骨架，然后整个驱动骨架外再设置一外壳，转子转动带动输出轴转动，再带动机器人的机械臂运动。采用上面的直接驱动的马达，其缺点在于，所述马达外面还需设置外壳，因此增加了机器人本身驱动的负载，不利于直接驱动。

为解决上面的问题，本实用新型提供一种马达直接驱动的机器人，所述机器人通过将驱动马达的动子设置在所述定子的外侧，动子直接作为机械臂运动的输出端，避免了额外添加机械部件，减轻机器人的重量。

所述马达直接驱动的机器人包括：至少一个机械臂、至少一个驱动机械臂运动的马达。

如图1所示，所述马达包括定子10和动子20，定子10不动，动子20可围绕中心轴转动，在旋转电机中，所述动子20又称为转子。所述动子20设置在所述定子10的外侧，所述动子20包括轴向外侧面21和径向外侧面22，所述动子20的至少部分轴向外侧面21为第一输出端，和/或所述动子20的至少部分径向外侧面22为第二输出端；所述第一输出端和/或第二输出端固定连接所述机械臂。

由于机器人的驱动马达的至少部分轴向外侧面为第一输出端，至少部分径向外侧面为第二输出端，而第一输出端和/或第二输出端直接与机器人的机械臂连接，避免了现有技术中需要额外添加输出轴等机械部件的问题，减轻机器人的重量。

在一些优选实施例中，机械臂的外表面和动子外表面共同作为机器人的外壳，因此，机械臂和马达合二为一，可以省略机器人原有的外壳结构，减轻了机器人的重量。

需要说明的是，所述动子可以只包括第一输出端，也可以只包括第二输出端，或者包括第一、第二两个输出端。所述第一输出端和第二输出端可以是由部分径向外侧面、部分轴向外侧面构成，也可以是由整个径向外侧面、整个轴向外侧面构成，下面会对第一输出端和第二输出端进一步详细说明。

需要说明的是，本具体实施例所述马达可以是旋转马达(如图1所示)，也可以是直线马达(图未示意出)，由于二者原理相同，本具体实施例只以旋转马达为例进行详细说明。

继续如图1所示，所述动子20的轴向外侧面21包括位于动子轴向两端的第一轴向外侧面211和第二轴向外侧面212，因此所述第一输出端包括至少部分第一轴向外侧面211和/或至少部分第二轴向外侧面212。

根据上面所述，所述第一输出端可以是位于动子轴向的第一轴向外侧面或者第二轴向外侧面，通过第一输出端连接机械臂(通常马达连接在机械臂的一端，但并不限于连接在机械臂的一端，实际上其可以连接在机械臂的任意位置)，带动机械臂运动；也可以是动子的轴向两端的第一、第二轴向外侧面都为第一输出端，即有两个第一输出端，这样该马达可以同时连接两个机械臂，同时带动两个机械臂同步运动。

图3A-3B为本实用新型实施例提供的马达的动子的两种不同第一输出端的俯视图；其中3A显示为第一轴向外侧面的整体作为第一输出端；3B显示为第一轴向外侧面的其中多个部分作为第一输出端。图4A-4C为本实用新型实施例提供的马达动子的三种不同第二输出端的侧视图，其中4A显示为径向外侧面的整体作为第二输出端212，4B显示为径向外侧面的轴向两端作为第二输出端，4C显示为径向外侧面上的其中多个部分作为第一输出端。

进一步，所述至少部分所述轴向外侧面为第一输出端可以包括至少部分第一轴向外侧面和/或至少部分第二轴向外侧面，还进一步包括如下几个实施例包括如下几个实施例：

一方面，如图3A所示，所述第一轴向外侧面211的整个面为第一输出端211＇,由于所述第一轴向外侧面211的整个面为环形平面，所述第一输出端211＇为环形平面；除此之外，当所述马达为直线马达时，所述整体平面也可以是一个矩形平面(图未示意出)。第二轴向外侧面参见第一轴向外侧面，在此不再重复赘述。

另一方面，如图3B所示，所述第一轴向外侧面211的整个平面上的其中一个或多个部分平面为第一输出端211”，当为多个部分时，所述多个部分可以根据需要取任意位置。

需要说明的是，上面所列举的几个实施例并不能包括所有所述至少部分所述轴向外侧面为第一输出端的实施例，应该明白的是，只要位于动子轴向外侧面上的任意部分都可以作为动子的第一输出端。

进一步，所述至少部分所述径向外侧面为第二输出端可以包括如下几个实施例：

一方面，如图4A所示，所述径向外侧面212整体为第二输出端212＇，即所述径向外侧面212的整个筒形外表面为第二输出端212＇；

另一方面，所述径向外侧面212的整体上的部分表面为第二输出端，具体可以包括：

如图4B所示，所述径向外侧面212的分别位于轴向两端处的两个第二筒形外表面为第二输出端212”；或

如图4C所示,所述径向外侧面212的整个第一筒形外表面上位于任意位置的一个或多个部分的面为第二输出端212”’。

需要说明的是，上面所列举的几个实施例并不能包括所有所述至少部分所述径向外侧面为第二输出端的实施例，应该明白的是，只要位于动子径向外侧面上的任意部分都可以作为动子的第二输出端。

图2为本实用新型实施例提供的另一种直接驱动机器人用马达的部分剖面结构示意图。

如图2所示，在一些优选实施例中，所述马达还包括至少一个连接件30，所述至少一个连接件30对应所述第一输出端21和/或所述第二输出端22，并与所述第一输出端21和/或所述第二输出端22固定连接。即所述动子的第一、第二输出端21、22不直接连接机器人的机械臂，而是通过连接件30与机器人的机械臂固定连接。这样可以避免动子的第一、第二输出端直接连接其它部件对动子造成结构的破坏、磨损。

如图2所示，所述连接件30包括第一连接部31和第二连接部32，所述第一连接部31对应第一输出端21，所述第二连接部32对应第二输出端22。这样第一输出端和第二输出端通过第一连接部和第二连接部与机器人的其它部件连接。

需要说明的是，由于所述第一连接部对应第一输出端，所述第二连接部对应第二输出端，因此第一连接部和第二连接部可以参见上面有关第一输出端和第二输出端的相关描述，在此不再重复赘述。

需要说明的是，所述连接件可以根据动子上设定的输出端的情况而定，当动子上只包括第一输出端时，连接件可以只包括第一连接部；当动子只包括第二输出端时，连接件可以只包括第二连接部；如图2所示，当动子同时包括第一、第二输出端时，马达的连接件可以同时包括第一连接部31和第二连接部32。所述第一连接部31和第二连接部32优选连接、预置成一体(如图2所示)，所述第一连接部和第二连接部也可以分开设置(图未示意出)。

如图2所示，在一些优选实施例中，所述动子包括第一、第二两个轴向外侧面211、212，其中，至少部分第一轴向外侧面211为第一输出端，而至少部分第二轴向外侧面212为连接端，即第一轴向外侧面用于输出扭矩，而第二轴向外侧面用于连接其他部件，通过其它部件带动该动子的转动。需要说明的是，本具体实施例所述第一、第二轴向外侧面只是为了区分的名称而已，第一、第二轴向外侧面的指向可以调换位置，比如：也可以说第二轴向外侧面为第一输出端，而第一轴向外侧面为连接件。

所述连接端至少部分对应所述动子的第二轴向外侧面为：所述动子的整个第二轴向外侧面作为连接端；或者所述动子的部分第二轴向外侧面(比如第二轴向外侧面上的一个或者多个部分面作为连接端)。

如图2所示，在一些优选实施例中，当至少部分第二轴向外侧面为连接端，所述动子还可以包括与连接端对应的固定件40，即所述动子的连接端通过固定件40与机械臂固定连接，一方面所述动子10通过固定件40与机械臂固定连接，这样可以避免动子的连接端直接连接机械臂对动子造成的结构磨损、破坏；另一方面，所述固定件还可以用于限定所述动子在轴向或者径向上的位置，防止所述动子在轴向或者径向上移动。当然限定所述动子在轴向或者径向上的位移还可以采用其它很多的现有的结构件实现，因为不属于本实用新型的实用新型点，且与本实用新型的实用新型点无关，因此不再对其他结构进行说明。

所述固定件与连接端相对应，其结构形式参见上面有关连接端的描述，在此不再详细赘述。

需要说明的是，所述机械臂可以根据需要设计成各种形状，机械臂至少一端与马达的第一、第二端固定连接，可以实现机器人的灵活设计。

所述机械臂的至少一端固定连接所述马达可以包括但不限于如下几种情况：

所述机械臂直接固定连接所述马达的第一或第二输出端；或

所述机械臂通过连接件固定连接马达的第一或第二输出端；或

所述机械臂包括两端，其中一端直接固定连接所述马达的第一输出端或者第二输出端；另一端直接固定连接所述马达的连接端；或

所述机械臂包括两端，其中一端通过连接件固定连接所述马达的第一输出端，另一端通过固定件连接所述马达的连接端。

需要说明的是，除上面所述的动子输出端或连接端并不限于连接在机械臂的一端，实际上其可以连接在机械臂的任意位置。

需要说明的是，所述机械臂的对应所述马达的动子的第一输出端的连接部、对应第二输出端的连接部、对应连接端的连接部可以为任意形状，优选与动子的第一输出端、第二输出端、连接端的形状相对应，具体可以包括如下实施例的结构：

所述机械臂的对应所述第一输出端的连接部、对应连接端的连接部形成一平面，通过所述平面固定连接所述第一输出端；和/或

所述机械臂的对应所述第二输出端的连接部形成至少部分包围所述第二输出端的包围结构，通过所述包围结构部分包围或者全部包围并固定连接所述第二输出端。

为更好的理解本实用新型的马达直接驱动的机器人的结构，下面结合附图进一步详细说明，如图5所示，所述6轴机器人包括6个轴机械臂(Z1、Z 2、Z 3、Z 4、Z 5)，每个机械臂连接一个马达，因此包括6个马达(M1、M2、M3、M4、M5、M6)。

再次如图5A-5C所示，所述机械臂可以根据需要设计成任意的形状，其两端分别连接相邻的两个马达的第一、第二输出端和连接端。比如：Z1的两端分别连接M1的第一输出端和M2的连接端，M2通过Z1带动M1转动；又比如：Z4的两端分别连接所述M5的第二输出端和M4的连接端等等。

除图5A所述机器人的结构外，还可以采用如图5B、图5C所述的机器人结构，每个机器人包括6个马达(M1、M2、M3、M4、M5、M6)

除附图中所示的机器人，任何满足采用将电动机的动子直接作为输出端的机器人都属于本实用新型保护的范围内。

本文术语中“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如：A和/或B,可以表示单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本实用新型的权利要求书和说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等等(如果存在)是用来区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如：包括了一系列步骤或者模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或者模块，而是包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其它步骤或模块。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或者两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本具体实施例中所述的固定连接包括但不限于:粘接，或者卡接、通过固定件(比如：螺钉)等可拆卸的方式固定连接。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的结构和模块并不一定是本实用新型所必须的。

以上对本实用新型实施例所提供的一种马达直接驱动的机器人进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想，不应理解为对本实用新型的限制。本技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种马达直接驱动的机器人，包括至少一机械臂、驱动机械臂运动的至少一马达，其特征在于，

所述马达包括定子和动子组件，所述动子设置在所述定子的外侧，所述动子包括轴向外侧面和径向外侧面，至少部分所述轴向外侧面为第一输出端，和/或至少部分所述径向外侧面为第二输出端；

所述第一输出端和/或第二输出端固定连接所述机械臂；

所述机械臂的外表面和所述动子外表面共同形成机器人的外壳。

2.根据权利要求1所述的马达直接驱动的机器人，其特征在于，所述至少部分轴向外侧面为第一输出端包括：

所述动子包括位于轴向两端的第一、第二轴向外侧面，至少部分所述第一轴向外侧面和/或至少部分所述第二轴向外侧面为第一输出端。

3.根据权利要求1所述的马达直接驱动的机器人，其特征在于，所述至少部分轴向外侧面为第一输出端包括：

所述动子包括位于轴向两端的第一、第二轴向外侧面，所述至少部分第一轴向外侧面和所述至少部分第二轴向外侧面的其中一个为所述动子的第一输出端，则另一个为所述动子的连接端；

所述连接端固定连接所述机械臂，通过机械臂带动所述马达运动。

4.根据权利要求3所述的马达直接驱动的机器人，其特征在于，所述动子还包括对应所述连接端的固定件；

所述连接端通过所述固定件固定连接所述机械臂。

5.根据权利要求3所述的马达直接驱动的机器人，其特征在于，所述第一输出端包括：

所述第一和/或第二轴向外侧面的整个平面；或

所述第一和/或第二轴向外侧面的整个平面上的其中一个或多个部分的平面。

6.根据权利要求1所述的马达直接驱动的机器人，其特征在于，所述至少部分所述径向外侧面为第二输出端包括：

所述径向外侧面整体为第二输出端；或

所述径向外侧面的部分表面为第二输出端。

7.根据权利要求6所述的马达直接驱动的机器人，其特征在于，所述第二输出端包括：

所述径向外侧面的整个第一筒形外表面；或

所述径向外侧面的分别位于轴向两端处的第二筒形外表面；或

所述径向外侧面的整个第一筒形外表面上的其中一个或多个部分的面。

8.根据权利要求1所述的马达直接驱动的机器人，其特征在于，所述马达还包括至少一个连接件，所述连接件包括第一连接部和/或第二连接部；所述第一连接部对应第一输出端，所述第二连接部对应第二输出端；

所述第一和/或第二输出端通过所述第一和/或第二连接部固定连接所述机械臂。

9.根据权利要求1所述的马达直接驱动的机器人，其特征在于，所述机械臂的对应所述第一输出端的连接部或对应连接端的连接部形成一平面；和/或

所述机械臂的对应所述第二输出端的连接部形成至少部分包围所述第二输出端的包围结构。