CN215920458U - 一种高精度紧凑型机器人关节模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高精度紧凑型机器人关节模组，包括上下贯通的前壳，其上方开口处配装支架，下方开口处配装传动法兰；支架上安装电路板，位于电路板下方的前壳内部安装电机架，电机架外侧安装定子组件，定子组件外侧安装转子组件，电机架内侧啮合配装沿周向布置的行星轮，多个行星轮中部共同啮合轮轴，轮轴由转子组件带动转动；还包括安装于行星轮外侧的行星架组件，行星架组件与传动法兰固装；定子组件得电通过磁感应带动转子组件转动，带动轮轴转动，带动各个行星轮自转动，由于行星轮与外部电机架啮合，使得行星轮公转并带动行星架组件、传动法兰一起转，实现关节的动力传动；有效集成优化传动结构，紧凑合理，体积小，且传动精度高。

Description

一种高精度紧凑型机器人关节模组

技术领域

本实用新型涉及机器人关节技术领域，尤其是一种高精度紧凑型机器人关节模组。

背景技术

机器人关节模组内通常布置有用于动力传动的电机和减速机；现有技术中，该类模组尺寸较大、重量较重，整体较为笨重，很不利于轻型机器人的使用，并且模组散热亦存在问题；另一方面，现有的关节模组无法准确读取输出端的实时位置信息，导致实际输出量值存在控制不到位的情况。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的高精度紧凑型机器人关节模组，从而有效集成优化模组结构，使其体积小、重量轻，并且有效保证了传动精度的控制，提升了散热性能，提高了使用寿命。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种高精度紧凑型机器人关节模组，包括上下贯通的前壳，前壳上方开口处配装有支架，前壳下方开口处配装有传动法兰；所述支架上安装有电路板，位于电路板下方的前壳内部安装有电机架，电机架外侧安装有定子组件，定子组件外侧安装有转子组件，电机架内侧啮合配装有沿周向布置的行星轮，多个行星轮中部共同啮合有轮轴，轮轴由转子组件带动转动；还包括安装于行星轮外侧的行星架组件，行星架组件与传动法兰固装。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述轮轴顶部固装有磁铁，所述行星架组件上安装有磁环，磁环的圆心与轮轴的轴向一致；所述电路板上安装有分别与磁铁和磁环配合的编码器。

所述行星架组件的结构为：包括容纳于电机架内部下方的架体，架体顶面沿周向向上延伸有轮销，行星轮一一套装于对应的轮销上；所述架体上方配装有盖板，磁环安装于盖板顶面；所述架体外圆周面与前壳之间安装有轴承组件。

所述轮轴顶部套装于转子组件的中心，轮轴中部沿周向向外延伸有轮齿，构成太阳轮结构；所述太阳轮结构与周向的多个行星轮同时啮合传动。

所述定子组件通过电机线电性连接至电路板，定子组件得电后，通过磁感应带动转子组件转动。

所述支架为环形结构，支架顶面的中部嵌装有后盖。

所述电机架内侧面沿着周向设置为内齿结构，内齿结构与多个行星轮同时啮合。

所述前壳外壁面上沿着圆周方向设置有多个凸棱。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，定子组件得电，通过磁感应带动转子组件转动，带动轮轴转动，带动各个行星轮自转动，由于行星轮与外部电机架啮合，使得行星轮公转并带动行星架组件、传动法兰一起转，实现关节的动力传动；通过将行星轮、行星架组件布置于电机架内侧，将转子组件、定子组件布置于电机架外侧，充分利用了前壳内部空间，将电机组件与减速机组件进行空间布局上的有效集成优化，大大降低了模组整体厚度，使得模组体积小、重量轻；

本实用新型还包括如下优点：

电机架用于安装定子组件的同时，亦用于减速机组件中内齿结构的体现和固定，通过电机架实现了电机组件、减速机组件的内外分布和安装；再由转子组件带动行星架组件中心的轮轴转动，从而实现电机组件与减速机组件之间的动力传动，直至最后经行星架组件、传动法兰将动力输出；

轮轴顶部的磁铁，其随转子组件同步转动，通过对应的编码器获得磁铁的转动参数，即转子组件的转动参数；行星架组件上的磁环，其随行星架组件转动，而传动法兰亦随行星架组件转动，通过对应的编码器获得磁环的转动参数，即获得输出端的转动参数，从而实现了双编码器监测的位置控制，助力于模组传动精度的保证；

前壳外壁面上的多个凸棱构成鳍片状结构，大大增加了外壁散热面积，利于优化模组整体的散热性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的剖视图。

图3为图1的爆炸图。

图4为本实用新型轮轴与行星轮的安装示意图。

其中：1、后盖；2、支架；3、电路板；4、电机线；5、定子组件；6、转子组件；7、磁铁；8、磁环；9、盖板；10、轮轴；11、行星轮；12、电机架；13、架体；14、轴承组件；15、前壳；16、传动法兰；101、太阳轮结构；131、轮销。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2和图3所示，本实施例的一种高精度紧凑型机器人关节模组，包括上下贯通的前壳15，前壳15上方开口处配装有支架2，前壳15下方开口处配装有传动法兰16；支架2上安装有电路板3，位于电路板3下方的前壳15内部安装有电机架12，电机架12外侧安装有定子组件5，定子组件5外侧安装有转子组件6，电机架12内侧啮合配装有沿周向布置的行星轮11，多个行星轮11中部共同啮合有轮轴10，轮轴10由转子组件6带动转动；还包括安装于行星轮11外侧的行星架组件，行星架组件与传动法兰16固装。

定子组件5得电，通过磁感应带动转子组件6转动，带动轮轴10转动，带动各个行星轮11自转动，由于行星轮11与外部电机架12啮合，使得行星轮11公转并带动行星架组件、传动法兰16一起转，实现关节的动力传动；通过将行星轮11、行星架组件布置于电机架12内侧，将转子组件6、定子组件5布置于电机架12外侧，充分利用了前壳15内部空间，将电机组件与减速机组件进行空间布局上的有效集成优化。

电机架12用于安装定子组件5的同时，亦用于减速机组件中内齿结构的体现和固定，通过电机架12实现了电机组件、减速机组件的内外分布和安装；再由转子组件6带动行星架组件中心的轮轴10转动，从而实现电机组件与减速机组件之间的动力传动，直至最后经行星架组件、传动法兰16将动力输出。

轮轴10顶部固装有磁铁7，行星架组件上安装有磁环8，磁环8的圆心与轮轴10的轴向一致；电路板3上安装有分别与磁铁7和磁环8配合的编码器。

轮轴10顶部的磁铁7，其随转子组件6同步转动，通过对应的编码器获得磁铁7的转动参数，即转子组件6的转动参数；行星架组件上的磁环8，其随行星架组件转动，而传动法兰16亦随行星架组件转动，通过对应的编码器获得磁环8的转动参数，即获得输出端的转动参数，从而实现了双编码器监测的位置控制，助力于模组传动精度的保证。

行星架组件的结构为：包括容纳于电机架12内部下方的架体13，架体13顶面沿周向向上延伸有轮销131，行星轮11一一套装于对应的轮销131上；架体13上方配装有盖板9，磁环8安装于盖板9顶面；架体13外圆周面与前壳15之间安装有轴承组件14。

轮轴10顶部套装于转子组件6的中心，轮轴10中部沿周向向外延伸有轮齿，构成太阳轮结构101；太阳轮结构101与周向的多个行星轮11同时啮合传动，如图4所示。

定子组件5通过电机线4电性连接至电路板3，定子组件5得电后，通过磁感应带动转子组件6转动。

支架2为环形结构，支架2顶面的中部嵌装有后盖1。

电机架12内侧面沿着周向设置为内齿结构，内齿结构与多个行星轮11同时啮合。

前壳15外壁面上沿着圆周方向设置有多个凸棱，构成鳍片状结构，大大增加了外壁散热面积，利于优化模组整体的散热性能。

本实施例中，转子组件6与盖板9之间、轮轴10余架体13之间均安装有轴承。

本实施例中，电机架12内侧沿着周向固定套装有内齿圈，构成内齿结构。

本实用新型的工作原理为：

电路板3与外部电源接通，定子组件5得电，产生磁场，使得转子组件6在磁感应作用下转动，转子组件6带动轮轴10转动；轮轴10通过中部的太阳轮结构101带动周向的行星轮11分别自转动，由于行星轮11自转动的同时均与电机架12内侧的内齿结构啮合，而电机架12、内齿结构是固定不动的，使得行星轮11在自转动的同时还以内齿结构的轴向公转，行星轮11的公转带动行星架组件转动，从而传动法兰16转动，实现关节模组的动力传递。

在轮轴10随转子组件6转动过程中，轮轴10上方的磁铁7转动，由对应的编码器获得磁铁7、转子组件6的转动参数；在行星架组件转动过程中，其中盖板9及其顶部的磁环8转动，由对应的编码器获得磁环8、行星架组件、传动法兰16的转动参数，即在关节模组动力传递过程中，同步实时获得转子组件6与传动法兰16的转动参数，从而实现双编码器控制。

本实用新型结构紧凑、布局优化合理，体积小，重量轻，同时实现了双编码器控制，尤其是输出端的运动监测，有效保证了传动精度，实用性好。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种高精度紧凑型机器人关节模组，其特征在于：包括上下贯通的前壳(15)，前壳(15)上方开口处配装有支架(2)，前壳(15)下方开口处配装有传动法兰(16)；所述支架(2)上安装有电路板(3)，位于电路板(3)下方的前壳(15)内部安装有电机架(12)，电机架(12)外侧安装有定子组件(5)，定子组件(5)外侧安装有转子组件(6)，电机架(12)内侧啮合配装有沿周向布置的行星轮(11)，多个行星轮(11)中部共同啮合有轮轴(10)，轮轴(10)由转子组件(6)带动转动；还包括安装于行星轮(11)外侧的行星架组件，行星架组件与传动法兰(16)固装。

2.如权利要求1所述的一种高精度紧凑型机器人关节模组，其特征在于：所述轮轴(10)顶部固装有磁铁(7)，所述行星架组件上安装有磁环(8)，磁环(8)的圆心与轮轴(10)的轴向一致；所述电路板(3)上安装有分别与磁铁(7)和磁环(8)配合的编码器。

3.如权利要求2所述的一种高精度紧凑型机器人关节模组，其特征在于：所述行星架组件的结构为：包括容纳于电机架(12)内部下方的架体(13)，架体(13)顶面沿周向向上延伸有轮销(131)，行星轮(11)一一套装于对应的轮销(131)上；所述架体(13)上方配装有盖板(9)，磁环(8)安装于盖板(9)顶面；所述架体(13)外圆周面与前壳(15)之间安装有轴承组件(14)。

4.如权利要求1所述的一种高精度紧凑型机器人关节模组，其特征在于：所述轮轴(10)顶部套装于转子组件(6)的中心，轮轴(10)中部沿周向向外延伸有轮齿，构成太阳轮结构(101)；所述太阳轮结构(101)与周向的多个行星轮(11)同时啮合传动。

5.如权利要求1所述的一种高精度紧凑型机器人关节模组，其特征在于：所述定子组件(5)通过电机线(4)电性连接至电路板(3)，定子组件(5)得电后，通过磁感应带动转子组件(6)转动。

6.如权利要求1所述的一种高精度紧凑型机器人关节模组，其特征在于：所述支架(2)为环形结构，支架(2)顶面的中部嵌装有后盖(1)。

7.如权利要求1所述的一种高精度紧凑型机器人关节模组，其特征在于：所述电机架(12)内侧面沿着周向设置为内齿结构，内齿结构与多个行星轮(11)同时啮合。

8.如权利要求1所述的一种高精度紧凑型机器人关节模组，其特征在于：所述前壳(15)外壁面上沿着圆周方向设置有多个凸棱。

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