CN216200196U - 一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及伺服电机技术领域，具体公开了一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，包括输出端固定盘、前端保护盖、双级行星减速机构、防护外壳、电机内定子、电机外转子、后端保护盖、控制电路板和电路板防护盖；所述前端保护盖固定在双级行星减速机构的前端，双级行星减速机构包括内齿壳，内齿壳的圆周内壁上环形阵列设置有多个传动齿槽；所述内齿壳的内部安装有一级齿轮传动机构和二级齿轮传动机构，一级齿轮传动机构和二级齿轮传动机构均包括行星齿轮、太阳轮和传动轴。本方案有效的简化了机器人系统关节伺服电机的结构，具有体积小，结构紧凑，可靠性高，成本低，输出扭矩高，响应速度快的特点，实用性较强。
Description
技术领域
本实用新型涉及伺服电机技术领域，具体为一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机。
背景技术
随着计算机技术跟自动化技术的飞速发展，结合仿生学领域的深入研究，当今对智能足式仿生机器人的研究与应用热情也跟着进一步提高，作为智能足式机器人系统的关键核心零部件之一，针对关节伺服电机执行器的应用需求也越来越多。
现有的智能足式机器人系统的关节执行器在实际应用时，大多不能够满足关节执行器电机体积小、输出响应速度快等技术要求，因此，需要对其进行改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，包括输出端固定盘、前端保护盖、双级行星减速机构、防护外壳、电机内定子、电机外转子、后端保护盖、控制电路板和电路板防护盖；所述前端保护盖固定在双级行星减速机构的前端，双级行星减速机构包括内齿壳，内齿壳的圆周内壁上环形阵列设置有多个传动齿槽；
所述内齿壳的内部安装有一级齿轮传动机构和二级齿轮传动机构，一级齿轮传动机构和二级齿轮传动机构均包括行星齿轮、太阳轮和传动轴，太阳轮固定在传动轴上，行星齿轮设置有多个，多个行星齿轮环形阵列安装在太阳轮的圆周外侧，每一个行星齿轮的圆周外侧壁上均环形阵列设置有传动齿，每一个太阳轮的圆周外壁上也开设有传动齿槽，每一个行星齿轮均通过其圆周外壁上的传动齿与对应的太阳轮、内齿壳上的传动齿槽相互啮合传动连接。
优选的，所述一级齿轮传动机构包括三个行星齿轮、一个太阳轮，二级齿轮传动机构也包括三个行星齿轮、一个太阳轮。
优选的，所述输出端固定盘固定在内齿壳的前侧。
优选的，所述电机内定子、电机外转子和内齿壳均安装在防护外壳的内部，后端保护盖安装在防护外壳的后端。
优选的，所述双级行星减速机构位于电机内定子的中部。
优选的，所述控制电路板固定在后端保护盖的后侧壁上，控制电路板上安装有电磁编码器，控制电路板上安装有电路板防护盖。
优选的，所述电机外转子罩设在电机内定子的圆周外侧，电机内定子的定子线圈与电机外转子的转子线圈相对设置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，本方案旨在发明并设计了一种新型的伺服执行器设备单元，主要应用于智能足式机器人等领域，作为智能足式机器人系统的关节执行器使用，由机器人系统的主控机下发控制指令，本单元执行器依据接收到的控制指令来实时响应并执行相对应的动作，本方案有效的简化了机器人系统关节伺服电机的结构，具有体积小，结构紧凑，可靠性高，成本低，输出扭矩高，响应速度快的特点，实用性较强。
附图说明
图1为本实用新型的各部组件的组装结构示意图；
图2为本实用新型的各部组件组装的侧视图；
图3为本实用新型的双级行星减速机构的具体结构示意图；
图4为本实用新型的俯视图；
图5为本实用新型的仰视图；
图6为本实用新型的主视图；
图7为本实用新型的行星齿轮与太阳轮的连接结构示意图。
图中：1、输出端固定盘；2、前端保护盖；3、双级行星减速机构；4、防护外壳；5、电机内定子；6、电机外转子；7、后端保护盖；8、控制电路板；9、电路板防护盖；10、内齿壳；11、电磁编码器；12、行星齿轮；13、太阳轮；14、传动轴；15、传动齿；16、传动齿槽。
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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，包括输出端固定盘1、前端保护盖2、双级行星减速机构3、防护外壳4、电机内定子5、电机外转子6、后端保护盖7、控制电路板8和电路板防护盖9；前端保护盖2固定在双级行星减速机构3的前端，双级行星减速机构3包括内齿壳10，内齿壳10的圆周内壁上环形阵列设置有多个传动齿槽16；
内齿壳10的内部安装有一级齿轮传动机构和二级齿轮传动机构，一级齿轮传动机构和二级齿轮传动机构均包括行星齿轮12、太阳轮13和传动轴14，太阳轮13固定在传动轴14上，行星齿轮12设置有多个，多个行星齿轮12环形阵列安装在太阳轮13的圆周外侧，每一个行星齿轮12的圆周外侧壁上均环形阵列设置有传动齿15，每一个太阳轮13的圆周外壁上也开设有传动齿槽16，每一个行星齿轮12均通过其圆周外壁上的传动齿15与对应的太阳轮13、内齿壳10上的传动齿槽16相互啮合传动连接。
进一步的，一级齿轮传动机构包括三个行星齿轮12、一个太阳轮13，二级齿轮传动机构也包括三个行星齿轮12、一个太阳轮13。
进一步的，输出端固定盘1固定在内齿壳10的前侧。
进一步的，电机内定子5、电机外转子6和内齿壳10均安装在防护外壳4的内部，后端保护盖7安装在防护外壳4的后端。
进一步的，双级行星减速机构3位于电机内定子5的中部。
进一步的，控制电路板8固定在后端保护盖7的后侧壁上，控制电路板8上安装有电磁编码器，控制电路板8上安装有电路板防护盖9。
进一步的，电机外转子6罩设在电机内定子5的圆周外侧，电机内定子5的定子线圈与电机外转子6的转子线圈相对设置。
工作原理：在该关节伺服电机实际工作时，其机械传动部分主要是将电机转动作为源动力带动传动轴14的转动，进而带动一级行星传动机构上的太阳轮13转动，该太阳轮13再将动力通过传动齿15与传动齿槽16之间的配合传递至一级行星传动机构上的行星轮12，进而达到减速和增大扭矩的目的。
通过一级行星传动机构上的传动轴14带动二级行星传动机构上的传动轴14转动，进而带动二级行星传动机构上的太阳轮13转动，该太阳轮13再将动力通过传动齿15与传动齿槽16之间的配合传递至二级行星传动机构上的行星轮12，进而达到进一步降低转速和增大扭矩的目的。
本方案借助双级行星减速机构上的行星齿轮12与太阳轮13之间的机械传动连接，通过动力传递实现变速和提升扭力的作用，电机上安装的控制电路板8主要负责对关节伺服执行器内部电机进行控制以及驱动，为实现该功能，本方案在控制电路板8上安装有一个电磁编码器，该电磁编码器用来对电机外转子6位置进行采样，并反馈至PID位置控制器，以便后续实现调节控制电机内定子5阀三相电压输出。该驱动控制板8还集成了FD-CAN BUS总线实现与上位机(主控板)的数据通信交互功能。
值得注意的是：整个装置通过控制器对其实现控制，由于控制器为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，其特征在于：包括输出端固定盘(1)、前端保护盖(2)、双级行星减速机构(3)、防护外壳(4)、电机内定子(5)、电机外转子(6)、后端保护盖(7)、控制电路板(8)和电路板防护盖(9)；所述前端保护盖(2)固定在双级行星减速机构(3)的前端，双级行星减速机构(3)包括内齿壳(10)，内齿壳(10)的圆周内壁上环形阵列设置有多个传动齿槽(16)；
所述内齿壳(10)的内部安装有一级齿轮传动机构和二级齿轮传动机构，一级齿轮传动机构和二级齿轮传动机构均包括行星齿轮(12)、太阳轮(13)和传动轴(14)，太阳轮(13)固定在传动轴(14)上，行星齿轮(12)设置有多个，多个行星齿轮(12)环形阵列安装在太阳轮(13)的圆周外侧，每一个行星齿轮(12)的圆周外侧壁上均环形阵列设置有传动齿(15)，每一个太阳轮(13)的圆周外壁上也开设有传动齿槽(16)，每一个行星齿轮(12)均通过其圆周外壁上的传动齿(15)与对应的太阳轮(13)、内齿壳(10)上的传动齿槽(16)相互啮合传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，其特征在于：所述一级齿轮传动机构包括三个行星齿轮(12)、一个太阳轮(13)，二级齿轮传动机构也包括三个行星齿轮(12)、一个太阳轮(13)。
3.根据权利要求1所述的一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，其特征在于：所述输出端固定盘(1)固定在内齿壳(10)的前侧。
4.根据权利要求1所述的一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，其特征在于：所述电机内定子(5)、电机外转子(6)和内齿壳(10)均安装在防护外壳(4)的内部，后端保护盖(7)安装在防护外壳(4)的后端。
5.根据权利要求1所述的一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，其特征在于：所述双级行星减速机构(3)位于电机内定子(5)的中部。
6.根据权利要求1所述的一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，其特征在于：所述控制电路板(8)固定在后端保护盖(7)的后侧壁上，控制电路板(8)上安装有电磁编码器(11)，控制电路板(8)上安装有电路板防护盖(9)。
7.根据权利要求1所述的一种带双级行星减速器的一体化关节伺服电机，其特征在于：所述电机外转子(6)罩设在电机内定子(5)的圆周外侧，电机内定子(5)的定子线圈与电机外转子(6)的转子线圈相对设置。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115258984A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-11-01 | 杭州未名信科科技有限公司 | 一种用于智能塔吊的回转动力模块总成及智能塔吊 |
| CN117381844A (zh) * | 2023-12-13 | 2024-01-12 | 中国科学院自动化研究所 | 集成一体式关节模组 |
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Cited By (3)
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