CN211351946U - 一种电机组件及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电机组件及机器人，电机组件包括：电机，电机具有一机壳及电机输出轴；制动器，所述制动器安装在所述机壳内，所述制动器包括制动器壳体、制动盘、及刹车片，所述制动盘卡接在所述电机输出轴上，所述制动器壳体与所述刹车片弹性连接，所述制动器壳体上开设有通孔，所述电机输出轴从所述通孔穿出；其中，制动器壳体内设有电磁铁，电磁铁通电后吸附刹车片靠近制动器壳体以脱离制动盘，电磁铁断电后刹车片与制动盘紧接触以将制动盘抵压在壳体与刹车片之间静止不动。本实用新型使得制动盘与电机输出轴之间的运动同步，电机输出轴被制动盘抱死无法运动，连接在电机输出轴末端的外接设备保持在断电时的状态，不会自动下滑或转动。

Description

一种电机组件及机器人

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，特别涉及一种电机组件及机器人。

背景技术

电机广泛应用于机器人领域，以驱动机器人运动，在现有技术中，机器人的各个关节部位，如手臂、头部等均装设有电机，由电机带动关节部位实现动作，但由于电机在通电的情况下才对机器人的关节部位具有驱动力，一旦电机断电，关节部位骤然失去驱动力导致机器人难以保持断电时的动作状态，如，机器人手臂在电机的驱动下正抬起手臂，此时电机突然断电，手臂容易自动下滑，无法保持抬起状态。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种电机组件，旨在解决电机断电后，机器人的关节部位骤然失去驱动力导致机器人难以保持断电时的动作状态的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种电机组件，所述电机组件包括：

电机，所述电机具有一机壳及电机输出轴；

制动器，所述制动器安装在所述机壳内，所述制动器包括端座、制动盘、及刹车片，所述制动盘卡接在所述电机输出轴上，所述端座与所述刹车片弹性连接，所述端座上开设有通孔，所述电机输出轴从所述通孔穿出；

其中，所述端座内设有电磁铁，所述电磁铁通电后吸附所述刹车片靠近所述端座以脱离所述制动盘，所述电磁铁断电后所述刹车片与所述制动盘紧接触以将所述制动盘抵压在所述壳体与所述刹车片之间静止不动。

可选的，所述刹车片与所述端座之间连接有制动弹簧以形成所述弹性连接。

可选的，所述电机输出轴与所述制动盘卡接的位置设有扁位，所述扁位具有棱角，所述制动盘上设有扁位孔，所述扁位位于所述扁位孔内与所述制动盘形成所述卡接，所述棱角与所述扁位孔契合以限制所述制动盘与所述电机输出轴旋转运动。

可选的，所述电机组件还包括卡簧，所述电机输出轴的端部设有安装槽，所述卡簧装设在所述安装槽中并位于所述制动盘与所述机壳之间。

可选的，所述电机组件还包括轴承与缓冲圈，所述缓冲圈套设在所述轴承的外表面，所述轴承套设在所述电机输出轴上。

可选的，所述电机组件还包括电机弹簧，所述电机弹簧位于所述轴承与所述制动盘之间。

可选的，所述电机组件还包括磁性传感器及编码器，所述电机输出轴上装设有传感器安装座，所述磁性传感器包括磁环及磁感应器，所述磁环安装在所述传感器安装座内，所述磁感应器设置在所述机壳上，所述编码器与所述磁感应器电连接。

可选的，所述电机输出轴上还设置有两平衡块，所述两平衡块分别位于电机的转子两端。

可选的，所述机壳包括电机壳体、制动器壳体及编码器壳体，所述制动器壳体位于所述电机壳体及编码器壳体之间，且所述制动器壳体的一端与所述电机壳体可拆卸连接，另一端与所述编码器壳体可拆卸连接。

本实用新型还提出一种机器人，所述机器人包括如上任一项所述的电机组件，所述机器人的活动部位设置有所述电机组件。

本实用新型技术方案通过在电机组件的电机输出轴上卡接制动盘，制动器壳体与刹车片弹性连接，制动器壳体上开设有通孔，电机输出轴从通孔穿出，制动器壳体内设有电磁铁，电磁铁通电后吸附刹车片靠近制动器壳体以脱离制动盘，电磁铁断电后刹车片与制动盘抵接以述制动盘抵压在壳体与刹车片之间静止不动，使得制动盘与电机输出轴之间的运动同步，电机输出轴被制动盘抱死无法运动，连接在电机输出轴末端的外接设备保持在断电时的状态，不会自动下滑或转动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电机组件的一实施例的分解结构示意图；

图2为本实用新型电机组件的部分结构装配示意图；

图3为本实用新电机组件上电机转子及轴承的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	编码器壳体	20	电机转子
11	刹车片	21	定子
				12	制动盘	22	电机壳体
13	端座	24	安装孔
				14	制动弹簧	25	轴承
15	电机弹簧	26	电机输出轴
				16	缓冲圈	28	安装槽
17	电磁铁	29	平衡块
				18	卡簧	30	制动器壳体
19	传感器安装座

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1-3所示，为实现上述目的，本实用新型提出一种电机组件，所述电机组件包括：

电机，所述电机具有一机壳及电机输出轴26；

制动器(图中未标示)，所述制动器安装在所述机壳(图中未标示)内，所述制动器包括端座13、制动盘12、及刹车片11，所述制动盘12卡接在所述电机输出轴26上，所述端座13与所述刹车片11弹性连接，所述端座13上开设有通孔(图中未标示)，所述电机输出轴26从所述通孔穿出；

其中，所述端座13内设有电磁铁17，所述电磁铁17通电后吸附所述刹车片11靠近所述端座13以脱离所述制动盘12，所述电磁铁17断电后所述刹车片11与所述制动盘12抵接以将所述制动盘12抵压在所述壳体与所述刹车片11之间静止不动。

在本实施例中，电机包括机壳以及设置在机壳内的定子21及电机转子20，电机输出轴26是电机转子20的一部分，电机通电后，定子21产生磁场，转子上的线圈在磁场的作用下转动，从而带动电机输出轴26转动，电机输出轴26的末端伸出机壳，将电机产生的动力输出。

制动盘12卡接在电机输出轴26上跟随电机一同转动，且与电机输出轴26的运动始终同步。制动器安装在机壳内，包括端座13、制动盘12与刹车片11，端座13与刹车片11上均设有通孔，电机输出轴26从端座13与刹车片11上的通孔中穿出，端座13与刹车片11为弹性连接，该弹性连接使得刹车片11可沿电机输出轴26的轴向运动。端座13内安装有电磁铁17，电机通电后电磁铁17产生磁场吸附刹车片11。电磁铁17可以为励磁线圈，励磁线圈通电后产生磁场吸合刹车片11。此时刹车片11靠近端座13，且刹车片11与制动盘12脱离不产生相互作用力；电机断电后，电磁铁17上的磁场消失，刹车片11反向运动直到与制动盘12相互抵接形成紧接触，刹车片11与制动盘12之间产生摩擦转矩，此时制动盘12在该摩擦转矩的作用下静止在机壳的内壁与刹车片11之间，由于制动盘12与电机输出轴26的运动同步，电机输出轴26被制动盘12抱死无法运动，使电机输出轴26快速停止，连接在电机输出轴26末端的外接设备保持在断电时的状态，不会自动下滑或转动。

在具体的实施中，刹车片11为可被磁场吸引的金属，如铁、铝或锌等，在此不一一举例，以使刹车片11可受电磁铁17的磁场吸引沿电机输出轴26的轴向运动，以抵压住制动盘12或与制动盘12脱离。刹车片11与端座13均与电机输出轴26间隙配合，与电机输出轴26之间不产生相互作用力，因此刹车片11与端座13可为任意形状，在较佳实施例中，刹车片11及端座13的形状与壳体的形状相似，以节约装配空间。

进一步的，所述刹车片11与所述端座13之间连接有制动弹簧14以形成所述弹性连接。

制动弹簧14的一端连接制动盘12另一端连接端座13，电机通电时，制动弹簧14处于压缩状态，对刹车片11具有一向外的推力，当电机断电时，弹簧向刹车片11推离端座13压在制动盘12上，将制动盘12抱死，制动盘12与电机输出轴26的运动同步，因此，电机输出轴26亦处于抱死状态，无法运动，使得连接在电机输出轴26末端的外接设备保持在断电时的状态，不会自动下滑或转动。

可以理解的，为加强制动盘12的抱死效果，刹车片11具有粗糙的表面以增加刹车片11与制动盘12之间的摩擦力。

在较佳实施例中，端座13上开设有安装孔24用于安装制动弹簧14，安装孔24的内壁对制动弹簧14的形状具有限制作用，使制动弹簧14只发生拉伸或压缩变形，不产生弯曲变形。

具体的，所述电机输出轴26与所述制动盘12卡接的位置设有扁位(图中未标示)，所述扁位具有棱角，所述制动盘12上设有扁位孔(图中未标示)，所述扁位位于所述扁位孔内与所述制动盘12形成所述卡接，所述棱角与所述扁位孔契合以限制所述制动盘12与所述电机输出轴26旋转运动。

具体的实施中，电机输出轴26的圆周表面切除一部分材料形成所述扁位，扁位可以仅包括一个平面，平面与圆周表面相交的位置形成棱角。制动盘12上开设扁位孔，电机输出轴26从扁位孔穿过，扁位位于扁位孔中与制动盘12形成卡接，扁位孔的形状与扁位的截面形状相似，因此，所述棱角与扁位孔相互契合以限制所述制动盘12与所述电机输出轴26旋转运动，达到制动盘12与电机输出轴26的运动同步的目的。

可以理解的，扁位也可包含多个平面，如扁位由六个平面形成一六边形扁位。

所述电机组件还包括卡簧18，所述电机输出轴26的端部设有安装槽28，所述卡簧18装设在所述安装槽28中并位于所述制动盘12与所述机壳之间。

在一实施例中，安装槽28位于电机输出轴26的端部，用于装设卡簧18，卡簧18位于制动盘12与机壳之间，对制动盘12起到缓冲作用，以减缓制动盘12与机壳内壁之间的冲击，保护制动盘12。

卡簧18可以为具备一开口的U型簧，通过该开口插入到安装槽28中，也可为一圆形卡簧圈套设在该安装槽28内。

所述电机组件还包括轴承25与缓冲圈16，所述缓冲圈16套设在所述轴承25的外表面，所述轴承25套设在所述电机输出轴26上。

轴承25套设于电机输出轴26上，用于安装电机转子20，在本实施例中，轴承25位于端座13内，缓冲圈16套设在所述轴承25的外表面位于端座13与轴承25之间，以缓冲电机运转时产生的振动，避免轴承25与端座13产生碰撞。缓冲圈16由具有弹性的材料构成，如弹性橡胶。

可选的，所述电机组件还包括磁性传感器及编码器，所述电机输出轴26上装设有传感器安装座19，所述磁性传感器(图中未标示)包括磁环及磁感应器，所述磁环安装在所述传感器安装座19内，所述磁感应器设置在所述机壳上，所述编码器与所述磁感应器电连接。

磁性传感器包括磁环与磁感应器，电机输出轴26上设有传感器安装座19用于安装磁环，磁环跟随电机输出轴26一起转动，磁感应器装设在壳体上，磁环跟随电机输出轴26转动的过程中经过磁感应器，编码器安装在机壳内，并与所述磁感应器电连接，磁环的磁场对磁感应器具有吸合力，将磁感应器内的电触点导通，电触点导通后的磁感应器对编码器发出电信号，编码器根据该电信号记录电机输出轴26的转动圈数，转动圈数与电机输出轴26连接的外接设备的运动行程直接相关，编码器可据此得出外接设备的行程大小。在具体的实施中，编码器上设有程序控制外接设备的运动路程大小，如，当编码器记录的电机输出轴26的转动圈数达到某一阈值时，编码器或是电机的主控板控制电机断电。

进一步的，所述电机输出轴26上还设置有两平衡块29，所述两平衡块29分别位于电机的转子两端。

平衡块29用于平衡电机转子20两端的重量，使电机转子20两端的重量达到平衡，以提高电机的运转平稳性。

具体的，所述机壳包括电机壳体10、制动器壳体30及编码器壳体10，所述制动器壳体30位于所述电机壳体10及编码器壳体10之间，且所述制动器壳体10的一端与所述电机壳体10可拆卸连接，另一端与所述编码器壳体10可拆卸连接。

所述机壳包括电机壳体22、制动器壳体30及编码器壳体10三部分，所述电机壳体22与制动器壳体30的一端可拆卸连接，制动器壳体30的另一端所述编码器壳体10可拆卸连接，如卡扣连接或螺纹连接等，当电机发生故障时，能够快速拆卸或组装，便于维修。在具体的实施中，电机的定子21及电机转子20安装在所述电机壳体22内，端座13、刹车片11及制动盘12位于所述制动器壳体30内，编码器位于编码器壳体10内。

可选的，所述电机组件还包括电机弹簧15，所述电机弹簧15位于所述轴承25与所述制动盘12之间。

在一实施例中，在轴承25与刹车片11之间也可设置电机弹簧15，该电机弹簧15套设在电机输出轴26上，电机在运转过程中会发生轴向蹿动，电机弹簧15对这种轴向蹿动具有缓冲作用，以减少电机的振动噪音。

本实用新型还提出一种机器人，所述机器人包括如上所述的电机组件，所述机器人的活动部位设置有所述电机组件。

电机组件可位于机器人上的活动部位带动机器人的手臂、头部或脚轮等可活动的装置运动，在电机组件中，电机通电后电磁铁17产生磁场吸附刹车片11，此时刹车片11靠近电磁铁17，刹车片11与制动盘12脱离不产生相互作用力，电机断电后，端座13上的磁场消失，刹车片11反向运动直到与制动盘12相互抵接，此时制动盘12在刹车片11的压力下被卡在机壳的内壁与刹车片11之间静止，由于制动盘12与电机输出轴26的运动同步，电机输出轴26被制动盘12抱死无法运动，机器人上的活动装置立即静止，不会自动下滑或转动。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电机组件，其特征在于，所述电机组件包括：

电机，所述电机具有一机壳及电机输出轴；

制动器，所述制动器安装在所述机壳内，所述制动器包括端座、制动盘、及刹车片，所述制动盘卡接在所述电机输出轴上，所述端座与所述刹车片弹性连接，所述端座上开设有通孔，所述电机输出轴从所述通孔穿出；

其中，所述端座内设有电磁铁，所述电磁铁通电后吸附所述刹车片靠近所述端座以脱离所述制动盘，所述电磁铁断电后所述刹车片与所述制动盘紧接触以将所述制动盘抵压在所述机壳与所述刹车片之间静止不动。

2.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述刹车片与所述端座之间连接有制动弹簧以形成所述弹性连接。

3.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述电机输出轴与所述制动盘卡接的位置设有扁位，所述扁位具有棱角，所述制动盘上设有扁位孔，所述扁位位于所述扁位孔内与所述制动盘形成所述卡接，所述棱角与所述扁位孔契合以限制所述制动盘与所述电机输出轴旋转运动。

4.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述电机组件还包括卡簧，所述电机输出轴的端部设有安装槽，所述卡簧装设在所述安装槽中并位于所述制动盘与所述机壳之间。

5.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述电机组件还包括轴承与缓冲圈，所述缓冲圈套设在所述轴承的外表面，所述轴承套设在所述电机输出轴上。

6.根据权利要求5所述的电机组件，其特征在于，所述电机组件还包括电机弹簧，所述电机弹簧位于所述轴承与所述制动盘之间。

7.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述电机组件还包括磁性传感器及编码器，所述电机输出轴上装设有传感器安装座，所述磁性传感器包括磁环及磁感应器，所述磁环安装在所述传感器安装座内，所述磁感应器设置在所述机壳上，所述编码器与所述磁感应器电连接。

8.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述电机输出轴上还设置有两平衡块，所述两平衡块分别位于电机的转子两端。

9.根据权利要求1所述的电机组件，其特征在于，所述机壳包括电机壳体、制动器壳体及编码器壳体，所述制动器壳体位于所述电机壳体及编码器壳体之间，且所述制动器壳体的一端与所述电机壳体可拆卸连接，另一端与所述编码器壳体可拆卸连接。

10.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括如权利要求1-9任一项所述的电机组件，所述机器人的活动部位设置有所述电机组件。

Images