CN216000571U - 一种动力模组及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术领域，公开一种动力模组及机器人。其中动力模组包括罩壳、基体固定壳、电机单元和减速单元，其中罩壳侧边设置有第一安装孔；基体固定壳置于罩壳内，包括环形安装部和设置于环形安装部的内竖壁，安装部的周向侧壁上设置有第二安装孔，第二安装孔为螺纹孔，安装螺钉穿过第一安装孔与第二安装孔螺纹连接，以连接罩壳和基体固定壳；罩壳和基体固定壳围设有驱动腔，电机单元与罩壳固定连接，且设置于驱动腔内；内竖壁围设有容置减速单元的减速腔，减速单元与电机单元传动连接。本实用新型合理地利用了基体固定壳的环形安装部的厚度实现连接，有效地节约了动力模组的重量和轴向空间，使动力模组的机构更紧凑，尺寸更小。

Description

一种动力模组及机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种动力模组及机器人。

背景技术

机器人关节动力机构是机器人的核心部件，机器人关节动力机构的性能直接影响到机器人的运动性能。

目前，机器人关节动力机构往往扭矩较小，需要额外布置减速器，造成整体尺寸大、重量重，不利于整机控制；部分将减速器内置于关节动力机构，但是在紧凑度方面仍存在较大提升空间。以上，导致现有机器人关节动力机构的重量占整机重量大，而重量大直接导致机器人控制性能下降；另外，关节动力机构需要开设螺丝孔位，以便后续与机器人其它部位进行连接，而螺丝孔位的布置则会占用关节动力机构的径向与轴向空间，最终导致关节动力机构的体积更大。

所以，亟需一种动力模组及机器人，以解决上述问题。

实用新型内容

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种动力模组及机器人，重量轻，结构紧凑，尺寸小。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种动力模组，包括：

罩壳，其侧边设置有第一安装孔；

基体固定壳，置于所述罩壳内，所述基体固定壳包括环形安装部和设置于所述环形安装部的内竖壁，所述环形安装部的周向侧壁上设置有第二安装孔，所述第二安装孔为螺纹孔，安装螺钉穿过所述第一安装孔与所述第二安装孔螺纹连接，以连接所述罩壳和所述基体固定壳；

电机单元，所述罩壳和所述基体固定壳围设有驱动腔，所述电机单元与所述罩壳固定连接，且设置于所述驱动腔内；

减速单元，所述内竖壁围设有减速腔，所述减速单元设置于所述减速腔内，所述减速单元与所述电机单元传动连接。

作为一种动力模组的优选方案，所述罩壳包括顶壳和设置于所述顶壳周向的外竖壁，所述第一安装孔设置于所述外竖壁上，所述电机单元与所述外竖壁的内侧固定连接。

作为一种动力模组的优选方案，所述第一安装孔沿所述外竖壁的周向设置有多个，所述第二安装孔沿所述环形安装部的周向侧壁均匀设置有多个，所述第一安装孔与所述第二安装孔一一对应设置。

作为一种动力模组的优选方案，所述电机单元包括定子组件和相对于所述定子组件转动的转子组件，所述定子组件与所述外竖壁的内侧固定连接，所述转子组件与所述减速单元传动连接。

作为一种动力模组的优选方案，所述转子组件的截面呈C字形。

作为一种动力模组的优选方案，所述减速单元包括：

太阳轮，与所述基体固定壳同轴设置，所述太阳轮与所述电机单元传动连接；

齿圈，与所述基体固定壳同轴设置，所述齿圈设置于所述内竖壁的内壁；

行星轮组件，包括行星架和设置于所述行星架上的行星轮，所述行星轮与所述太阳轮和所述齿圈均啮合。

作为一种动力模组的优选方案，所述行星轮组件还包括固定架，所述固定架与所述行星架之间设置有轴承，所述固定架与所述基体固定壳连接。

作为一种动力模组的优选方案，还包括与所述电机单元电连接的电机驱动板，所述罩壳上设置有穿线孔，所述电机驱动板设置于所述罩壳远离所述基体固定壳的一端。

作为一种动力模组的优选方案，还包括能扣合于所述罩壳远离所述基体固定壳一侧的辅助固定壳，所述电机驱动板置于所述罩壳和所述辅助固定壳之间。

一种机器人，包括以上任一方案所述的动力模组。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在罩壳侧边设置有第一安装孔，以及在环形安装部的周向侧壁上设置有第二安装孔，并通过安装螺钉穿过第一安装孔与第二安装孔螺纹连接，实现罩壳和基体固定壳的连接；合理地利用了基体固定壳的环形安装部的厚度实现连接，有效地节约了动力模组的重量和轴向空间，使动力模组的机构更紧凑，尺寸更小，同时，还便于后续布置动力模组的安装孔位和安装其他部件。另外，通过在驱动腔内设置驱动单元，在减速腔内设置减速单元，合理利用了动力模组的空间，使动力模组可以实现驱动的同时还能减速增扭，保证了动力模组的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施方式提供的动力模组隐藏电机驱动板和辅助固定壳的示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的动力模组的罩壳的示意图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的动力模组的基体固定壳的示意图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的动力模组隐藏电机驱动板和辅助固定壳的爆炸示意图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的动力模组隐藏电机驱动板和辅助固定壳的剖视图；

图6是本实用新型具体实施方式提供的动力模组的剖视图；

图7是本实用新型具体实施方式提供的动力模组的示意图。

图中：

1、罩壳；11、顶壳；111、穿线孔；12、外竖壁；121、第一安装孔；13、驱动腔；

2、基体固定壳；21、环形安装部；211、第二安装孔；212、减速腔；22、内竖壁；

3、电机单元；31、定子组件；32、转子组件；

4、减速单元；41、太阳轮；42、齿圈；43、行星轮组件；431、行星架；432、行星齿轮；433、行星轴；434、固定架；

5、轴承；

6、电机驱动板；61、第一连接线束；62、第二连接线束；

7、辅助固定壳。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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。

如图1-图5所示，本实施方式提供一种用于机器人的动力模组，该动力模组包括罩壳1、基体固定壳2、电机单元3和减速单元4，其中罩壳1侧边设置有第一安装孔121；基体固定壳2置于罩壳1内，包括环形安装部21和设置于环形安装部21的内竖壁22，环形安装部21的周向侧壁上设置有第二安装孔211，第二安装孔211为螺纹孔，安装螺钉穿过第一安装孔121与第二安装孔211螺纹连接，以连接罩壳1和基体固定壳2；罩壳1和基体固定壳2围设有驱动腔13，电机单元3与罩壳固定连接，且设置于驱动腔13内；内竖壁22围设有减速腔212，减速单元4设置于减速腔212内，减速单元4与电机单元3传动连接。

通过在罩壳1侧边设置有第一安装孔121，以及在环形安装部21的周向侧壁上设置有第二安装孔211，并通过安装螺钉穿过第一安装孔121与第二安装孔211螺纹连接，实现罩壳1和基体固定壳2的连接；合理地利用了基体固定壳2的环形安装部21的厚度实现连接，有效地节约了动力模组的重量和轴向空间，使动力模组得机构更紧凑，尺寸更小。同时，还便于后续布置动力模组的安装孔位和安装其他部件。另外，通过在驱动腔13内设置驱动单元，在减速腔212内设置减速单元4，合理利用了动力模组的空间，使动力模组可以实现驱动的同时还能减速增扭，保证了动力模组的性能。

具体地，罩壳1包括顶壳11和设置于顶壳11周向的外竖壁12，第一安装孔121设置于外竖壁12上，电机单元3与外竖壁12的内侧固定连接。外竖壁12的内径与基体固定壳2的环形安装部21的外径适配，使得基体固定壳2能置于外竖壁12内，同时使得安装螺钉能穿过第一安装孔121后与第二安装孔211螺纹连接。

优选地，第一安装孔121沿外竖壁12的周向设置有多个，第二安装孔211沿环形安装部21的周向侧壁均匀设置有多个，第一安装孔121与第二安装孔211一一对应设置，以保证罩壳1和基体固定壳2之间连接的牢固性。

进一步地，电机单元3包括定子组件31和相对于定子组件31转动的转子组件32，定子组件31与外竖壁12的内侧固定连接，转子组件32可通过定子组件31的电磁力驱动，实现相对于定子组件31的转动，同时，转子组件32与减速单元4传动连接，以将驱动力进一步传递至减速单元4减速增扭。

值得说明的是，由于定子组件31与外竖壁12的内侧固定连接，转子组件32设置于定子组件31内侧，且与减速单元4传动连接，所以转子组件32为内转子。

本实施例中，转子组件32的截面呈为“C字形”，通过将转子组件32的截面形状设置为C字形，使得转子组件32可以设置在C字形的转子组件32的内侧，进一步减小动力模组的轴向尺寸。于其他实施例中，转子组件32的截面还可以设置为“工”字形，本领域技术人员可以根据需要进行选择，在此不做具体限定。

具体地，减速单元4包括太阳轮41、齿圈42和行星轮组件43，太阳轮41与基体固定壳2同轴设置，太阳轮41与电机单元3的转子组件32传动连接；齿圈42与基体固定壳2同轴设置，齿圈42设置于内竖壁22的内壁；行星轮组件43包括行星架431和设置于行星架431上的行星轮，行星轮与太阳轮41和齿圈42均啮合。减速单元4的设置用于将电机单元3的转子组件32传递出的驱动力减速增扭，以适应机器人不同关节的需要。

示例性地，行星轮还包括行星齿轮432和行星轴433，行星齿轮432与行星轴433固定连接，行星轴433与行星架431转动连接；或行星轴433与行星齿轮432转动连接，行星轴433与行星架431固定连接；或行星轴433、行星齿轮432和行星架431均转动连接，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，在此不做具体限定。

进一步地，行星轮组件43还包括固定架434，行星架431与固定架434和内竖壁22的内侧之间均设置有轴承5，且轴承5为同一个，固定架434用于行星架431的周向定位，定位后，行星架431能相对于基体固定壳2转动。

动力模组的装配过程如下，将齿圈42固定于基体固定壳2的内竖壁22的内侧；将定子组件31固定于罩壳1的外竖壁12的内侧；将行星架431转动连接于内竖壁22的内侧，并使行星齿轮432与齿圈42啮合；将太阳轮41与转子组件32和行星齿轮432分别啮合；将罩壳1与基体固定壳2连接；将固定架434固定至基体固定壳2上。

本实施方式还公开一种机器人，包括上述的动力模组，采用该动力模组的机器人，重量更轻，尺寸更小，关节处布局更加合理。

具体地，机器人自由度多，而驱动一个自由度往往需要布置一个动力模组，以boston dynamics的spot mini机器狗以及MIT的mini cheetah为例，均布置有至少12个动力模组，故而线束繁多，需要对线束进行较好的固定和约束来保证机器人的稳定性。现有的机器人的动力模组一般采用并联分线方案，或通过板卡来实现各个关节之间线束的整理和连接，导致布线效率低，不便于检修。

本实施例中，为实现对电机单元3的驱动，如图6和图7所示，动力模组还包括与电机单元3电连接的电机驱动板6。具体地，电机单元3与电机驱动板6通过线束电连接。相应地，罩壳1的顶壳11上设置有穿线孔111，电机驱动板6设置于罩壳1远离基体固定壳2的一端，线束穿设于穿线孔111内，实现电机单元3与电机驱动板6的电连接。

进一步地，为保护电机驱动板6与线束，动力模组还包括能扣合于罩壳1远离基体固定壳2一侧的辅助固定壳7，电机驱动板6置于罩壳1和辅助固定壳7之间，通过设置辅助固定壳7，有利于减少收纳杂乱的线束，保证机器人的接线更加美观、整洁。

可选地，电机驱动板6上设置有两组电气接口，相应线束包括第一连接线束61和第二连接线束62，以适应不同动力模组之间的电连接。于其他实施例中，还可以设置具有分线功能的PCBA，以实现电机驱动板6的分线功能。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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实用新型中的具体含义。

Claims (10)

1.一种动力模组，其特征在于，包括：

罩壳(1)，其侧边设置有第一安装孔(121)；

基体固定壳(2)，置于所述罩壳(1)内，所述基体固定壳(2)包括环形安装部(21)和设置于所述环形安装部(21)的内竖壁(22)，所述环形安装部(21)的周向侧壁上设置有第二安装孔(211)，所述第二安装孔(211)为螺纹孔，安装螺钉穿过所述第一安装孔(121)与所述第二安装孔(211)螺纹连接，以连接所述罩壳(1)和所述基体固定壳(2)；

电机单元(3)，所述罩壳(1)和所述基体固定壳(2)围设有驱动腔(13)，所述电机单元(3)与所述罩壳(1)固定连接，且设置于所述驱动腔(13)内；

减速单元(4)，所述内竖壁(22)围设有减速腔(212)，所述减速单元(4)设置于所述减速腔(212)内，所述减速单元(4)与所述电机单元(3)传动连接。

2.根据权利要求1所述的动力模组，其特征在于，所述罩壳(1)包括顶壳(11)和设置于所述顶壳(11)周向的外竖壁(12)，所述第一安装孔(121)设置于所述外竖壁(12)上，所述电机单元(3)与所述外竖壁(12)的内侧固定连接。

3.根据权利要求2所述的动力模组，其特征在于，所述第一安装孔(121)沿所述外竖壁(12)的周向设置有多个，所述第二安装孔(211)沿所述环形安装部(21)的周向侧壁均匀设置有多个，所述第一安装孔(121)与所述第二安装孔(211)一一对应设置。

4.根据权利要求2所述的动力模组，其特征在于，所述电机单元(3)包括定子组件(31)和相对于所述定子组件(31)转动的转子组件(32)，所述定子组件(31)与所述外竖壁(12)的内侧固定连接，所述转子组件(32)与所述减速单元(4)传动连接。

5.根据权利要求4所述的动力模组，其特征在于，所述转子组件(32)的截面呈C字形。

6.根据权利要求1所述的动力模组，其特征在于，所述减速单元(4)包括：

太阳轮(41)，与所述基体固定壳(2)同轴设置，所述太阳轮(41)与所述电机单元(3)传动连接；

齿圈(42)，与所述基体固定壳(2)同轴设置，所述齿圈(42)设置于所述内竖壁(22)的内壁；

行星轮组件(43)，包括行星架(431)和设置于所述行星架(431)上的行星轮，所述行星轮与所述太阳轮(41)和所述齿圈(42)均啮合。

7.根据权利要求6所述的动力模组，其特征在于，所述行星轮组件(43)还包括固定架(434)，所述固定架(434)与所述行星架(431)之间设置有轴承(5)，所述固定架(434)与所述基体固定壳(2)连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的动力模组，其特征在于，还包括与所述电机单元(3)电连接的电机驱动板(6)，所述罩壳(1)上设置有穿线孔(111)，所述电机驱动板(6)设置于所述罩壳(1)远离所述基体固定壳(2)的一端。

9.根据权利要求8所述的动力模组，其特征在于，还包括能扣合于所述罩壳(1)远离所述基体固定壳(2)一侧的辅助固定壳(7)，所述电机驱动板(6)置于所述罩壳(1)和所述辅助固定壳(7)之间。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的动力模组。

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