CN215202056U - 一种模块化少齿差机器人关节驱动装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种模块化少齿差机器人关节驱动装置，其包括：驱动电机以及减速装置，减速装置包括：减速组件、减速安装板以及减速输出轴件，减速输出轴件包括内齿部，驱动电机包括电机壳体以及驱动输出轴，电机壳体上设置有安装板连接部以及减速输出轴安装部，减速输出轴件安装在减速输出轴安装部和减速安装板之间。根据本申请的模块化少齿差机器人关节驱动装置，其通过将减速装置连接在电机壳体的安装板连接部上，使减速装置和驱动电机一体化设置，节省了减速装置和驱动电机之间的连接空间，从而减小了模块化少齿差机器人关节驱动装置的体积和重量，并保证减速装置和驱动电机的安装精度。

Description

一种模块化少齿差机器人关节驱动装置

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种模块化少齿差机器人关节驱动装置。

背景技术

目前，在机器人关节处的驱动装置一般由驱动电机部分和减速器部分组成。但由于机器人关节处的空间限制，机器人关节处的驱动装置的体积需进行限制，以便使机器人的机械臂在其关节处拥有较大活动范围，并减小机械臂的重量。通常而言，在串联机器人中，体积大则重量大，末端的有效负载就小，惯量也会大。同时，为使机器人机械臂的能够抓取重物，机器人关节处的驱动装置需具备一定的连接强度。

实用新型内容

一般情况下，机器人关节处的驱动装置，其减速器通过额外的安装座连接在驱动电机上；或是减速器直接安装在驱动电机上。上述的第一种方式，无形中增大了机器人关节的体积；而上述的第二种方式中，需要减速器和驱动电机上均设置有安装部，将减速器安装在驱动电机上时，减速器上的安装部和驱动电机上的安装部之间存在两个壳体的壁厚，占据了一定的空间，造成一定的体积和重量的冗余。同时，采用上述的第一种方式和第二种方式时，减速器与驱动电机在安装过程中，两者的同轴度和安装精度无法得到有效保证。

为解决上述问题，申请人在研究过程中发现，将减速器和驱动电机直接设置成一个整体，使减速器和驱动电机共用一个安装基座，即避免使用额外的安装座，又能减少减速器和驱动电机安装处的壁厚，从而压缩机器人关节处的驱动装置的体积，减轻驱动装置的重量。并且，减速器和驱动电机的一体化设计，还能够保证减速器和驱动电机连接传动时的精度。因此，申请人在锐意创新后，设计了一种模块化少齿差机器人关节驱动装置，其能够减小模块化少齿差机器人关节驱动装置的体积和重量，从而提高机器人关节在同等规格下的承载能力。

本申请的目的在于，提供一种模块化少齿差机器人关节驱动装置，其要解决的问题是：如何减小模块化少齿差机器人关节驱动装置的体积和重量，提高机器人关节的承载能力，并保证的减速装置和驱动电机连接传动时的精度。

本申请通过如下技术方案实现：

一种模块化少齿差机器人关节驱动装置，其包括：驱动电机以及减速装置，所述减速装置包括：减速组件、用于安装所述减速组件的减速安装板以及减速输出轴件，所述减速输出轴件包括与所述减速组件啮合传动的内齿部，所述驱动电机包括电机壳体以及与所述减速组件啮合传动的驱动输出轴，所述电机壳体上设置有用于安装所述减速安装板的安装板连接部以及用于安装所述减速输出轴件的减速输出轴安装部，所述减速输出轴件安装在所述减速输出轴安装部和所述减速安装板之间。

其中，所述模块化少齿差机器人关节驱动装置的所述减速装置通过所述减速安装板直接连接在所述驱动电机的所述电机壳体上，使所述减速装置和所述驱动电机共用一个安装基座，节省了所述减速装置和所述驱动电机之间的连接空间，也无需额外的安装连接构件，从而减小了所述模块化少齿差机器人关节驱动装置的体积和重量。同时，由于所述减速装置和所述驱动电机一体化设置，其能够减小所述减速装置和所述驱动电机安装在机械臂上时的安装误差，从而保证所述减速装置和所述驱动电机的同轴度。

此外，所述减速装置通过所述减速组件之间的动力传动，对所述驱动电机的输出动力进行减速增矩，从而提高了模块化少齿差机器人关节驱动装置的输出扭矩。

前述的模块化少齿差机器人关节驱动装置中，更进一步地，所述减速组件包括：与所述驱动输出轴啮合传动的第一减速齿轮组件、传动曲轴组件以及与所述内齿部啮合传动的第二减速齿轮组件，所述第二减速齿轮组件上设置有与所述传动曲轴组件配合传动的传动圆孔，所述第一减速齿轮组件连接在所述传动曲轴组件上。

前述的模块化少齿差机器人关节驱动装置中，更进一步地，所述第一减速齿轮组件包括3个减速小齿轮，所述传动曲轴组件包括3根曲轴。

前述的模块化少齿差机器人关节驱动装置中，更进一步地，所述第二减速齿轮组件包括2个减速大齿轮。

前述的模块化少齿差机器人关节驱动装置中，更进一步地，所述减速输出轴件还包括端盖，所述端盖安装在所述减速输出轴件的端面上。

前述的模块化少齿差机器人关节驱动装置中，更进一步地，所述驱动电机为外转子电机。

前述的模块化少齿差机器人关节驱动装置中，更进一步地，所述驱动输出轴包括输出齿轮。

本申请的有益效果是：本申请的机器人关节，其通过将减速装置连接在电机壳体的安装板连接部上，使减速装置和驱动电机一体化设置，节省了减速装置和驱动电机之间的连接空间，也省略了额外的安装连接构件，从而减小了模块化少齿差机器人关节驱动装置的体积和重量，并保证了减速装置和驱动电机的安装精度。同时，减速装置通过减速组件之间的动力传输，对驱动电机的输出动力进行减速增矩，提高了模块化少齿差机器人关节驱动装置的输出扭矩。

附图说明

图1是根据本申请的一个实施方式的机器人关节的示意图；

图2是图1的机器人关节的分解图示意图；

图3是图1A-A处的剖视图示意图；

图4是图1的机器人关节的第一减速齿轮组件的示意图；

图5是图1B-B处的剖视图示意图。

图中标号含义如下：

100-驱动电机；110-电机壳体；111-安装板连接部；112-减速输出轴安装部；120-驱动输出轴；121-输出齿轮；200-减速装置；210-减速组件；211-第一减速齿轮组件；212-传动曲轴组件；213-第二减速齿轮组件；220-减速安装板；230-减速输出轴件；231-内齿部；240-端盖；1000-模块化少齿差机器人关节驱动装置；2131-传动圆孔。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-5所示，所述模块化少齿差机器人关节驱动装置1000包括：驱动电机100以及减速装置200，所述减速装置200包括：减速组件210、用于安装所述减速组件210的减速安装板220以及减速输出轴件230，所述减速输出轴件230包括与所述减速组件210啮合传动的内齿部231，所述驱动电机100包括电机壳体110以及与所述减速组件210啮合传动的驱动输出轴120，所述电机壳体110上设置有用于安装所述减速安装板220的安装板连接部111以及用于安装所述减速输出轴件230的减速输出轴安装部112，所述减速输出轴件230安装在所述减速输出轴安装部112和所述减速安装板220之间。所述驱动输出轴120包括输出齿轮121。

所述减速组件210包括：与所述驱动输出轴120啮合传动的第一减速齿轮组件211、传动曲轴组件212以及与所述内齿部231啮合传动的第二减速齿轮组件213，所述第二减速齿轮组件213上设置有与所述传动曲轴组件212配合传动的传动圆孔2131，所述第一减速齿轮组件211连接在所述传动曲轴组件212上。

其中，需要说明的是，驱动电机100还包括定子和转子等等，在此处不做赘述。

在本实施例中，减速安装板220通过螺钉连接在电机壳体110中的安装板连接部111上，即减速安装板220与电机壳体110相对固定不动。此外，驱动输出轴120通过轴承连接在减速安装板220上。因此，驱动电机100与减速装置200之间拥有较强的连接强度，能够保证机器人关节的承载能力。

由于减速装置200连接安装在驱动电机100上，形成一个整体，不需要额外的安装构件，并能够节省减速装置200和驱动电机100之间的连接空间，因此模块化少齿差机器人关节驱动装置1000能够减小的体积，从而减小整个机器人关节的质量。

同时，由于减速装置200和驱动电机100一体化设置，能够避免在机器人关节安装过程中，对减速装置200和驱动电机100进行对接安装，从而减少减速装置200和驱动电机100之间的安装误差，保证减速装置200和驱动电机100的同轴度。

在本实施例中，驱动输出轴120通过输出齿轮121与第一减速齿轮组件211啮合传动。此外，第二减速齿轮组件213上设置有传动圆孔2131,且传动圆孔2131与传动曲轴组件212上的连杆轴颈相配合，所以当传动曲轴组件212转动时，传动曲轴组件212通过连杆轴颈与传动圆孔2131的配合驱动第二减速齿轮组件213转动。

由上述可知，当驱动输出轴120转动时，动力通过输出齿轮121传输至第一减速齿轮组件211上。由于第一减速齿轮组件211连接在传动曲轴组件212上，第一减速齿轮组件211带动传动曲轴组件212转动，从而带动第二减速齿轮组件213转动。此外，第二减速齿轮组件213与减速输出轴件230上的内齿部231啮合传动，因此，第二减速齿轮组件213带动减速输出轴件230转动，完成动力的传输。

此外，在本实施例中，减速输出轴件230通过轴承(图中未示出)安装在减速安装板220与电机壳体110的减速输出轴安装部112上。

需要说明的是，由于输出齿轮121与第一减速齿轮组件211啮合传动，且输出齿轮121与第一减速齿轮组件211构成减速传动。同时，由于传动曲轴组件212与第二减速齿轮组件213的曲轴传动特性以及第二减速齿轮组件213与内齿部231啮合传动，因此，动力从传动曲轴组件212传输至减速输出轴件230上也构成减速传动。综上，减速装置200能够提高驱动电机100的输出扭矩。

如图2所示，所述第一减速齿轮组件211包括3个相同的减速小齿轮，所述传动曲轴组件212包括3根相同的曲轴。

其中，在本实施例中，第一减速齿轮组件211由3个相同的减速小齿轮组成，传动曲轴组件212由3根相同的曲轴组成，且各减速小齿轮一一对应安装在各曲轴上。需要说明的是，在其他一些实施例中，第一减速齿轮组件211的减速小齿轮的数量可根据实际需要进行设置，如1个、2个或者3个以上。而传动曲轴组件212的曲轴的数量则与第一减速齿轮组件211的减速小齿轮的数量相同。

如图2、图3所示，所述第二减速齿轮组件213包括2个相同的减速大齿轮。

其中，在本实施例中，第二减速齿轮组件213的2个减速大齿轮均与内齿部231相啮合，形成减速传动。在其他一些实施例中，可根据减速比的需要，增加或减少减速大齿轮的数量。

如图2、图3所示，所述减速输出轴件230还包括端盖240，所述端盖240安装在所述减速输出轴件230的端面上。

其中，在本实施例中，减速输出轴件230内设置有容纳部(图中未示出)，端盖240安装在减速输出轴件230的端面上，可对安装在减速输出轴件230内的减速齿轮210、220以及内齿部231进行保护。

如图2、图3所示，所述驱动电机100为外转子电机。

其中，在其他一些实施例中，驱动电机100也可以为外转子电机。

在本申请的描述中，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。在本申请的实施方式的描述中，“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“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。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申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“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的实施方式和简化描述，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实施方式的限制。

在本申请的实施方式中，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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“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例，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例进行多种变化、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 (7)

1.一种模块化少齿差机器人关节驱动装置，其特征在于，所述模块化少齿差机器人关节驱动装置(1000)包括：驱动电机(100)以及减速装置(200)，

所述减速装置(200)包括：减速组件(210)、用于安装所述减速组件的减速安装板(220)以及减速输出轴件(230)，

所述减速输出轴件(230)包括与所述减速组件(210)啮合传动的内齿部(231)，

所述驱动电机(100)包括电机壳体(110)以及与所述减速组件(210)啮合传动的驱动输出轴(120)，

所述电机壳体(110)上设置有用于安装所述减速安装板(220)的安装板连接部(111)以及用于安装所述减速输出轴件(230)的减速输出轴安装部(112)，

所述减速输出轴件(230)安装在所述减速输出轴安装部(112)和所述减速安装板(220)之间。

2.根据权利要求1所述的模块化少齿差机器人关节驱动装置，其特征在于，所述减速组件(210)包括：与所述驱动输出轴(120)啮合传动的第一减速齿轮组件(211)、传动曲轴组件(212)以及与所述内齿部(231)啮合传动的第二减速齿轮组件(213)，所述第二减速齿轮组件(213)上设置有与所述传动曲轴组件(212)配合传动的传动圆孔(2131)，所述第一减速齿轮组件(211)连接在所述传动曲轴组件(212)上。

3.根据权利要求2所述的模块化少齿差机器人关节驱动装置，其特征在于，所述第一减速齿轮组件(211)包括3个减速小齿轮，所述传动曲轴组件(212)包括分别用于安装该3个减速小齿轮的3根曲轴。

4.根据权利要求3所述的模块化少齿差机器人关节驱动装置，其特征在于，所述第二减速齿轮组件(213)包括均与所述内齿部(231)啮合的2个减速大齿轮。

5.根据权利要求4所述的模块化少齿差机器人关节驱动装置(1000)，其特征在于，所述减速输出轴件(230)还包括端盖(240)，所述端盖(240)安装在所述减速输出轴件(230)的端面上。

6.根据权利要求5所述的模块化少齿差机器人关节驱动装置(1000)，其特征在于，所述驱动电机(100)为外转子电机。

7.根据权利要求6所述的模块化少齿差机器人关节驱动装置(1000)，其特征在于，所述驱动输出轴(120)包括输出齿轮(121)。

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