CN216399689U - 一种高精度高集成度的伺服关节 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度高集成度的伺服关节，通过将谐波减速器模组、电机模组、伺服驱动器、编码器等元器件进行集成设计，将减速器模组、电机模组、伺服驱动、外壳、后盖、编码器、束线罩、输入轴磁环模组、压线罩同轴布置；其中减速器模组和电机模组作为主要活动部件；伺服驱动布置于外壳一侧，并通过后盖进行保护，有效利用冗余空间并减少线束的长度；输入轴与输出轴各布置有一个高精度编码器，使得电机的控制精度更高更便于使用；束线罩与压线罩可以有线减少线束与活动部件间的磨损，提高电路的稳定性；整体结构紧凑，质量轻，控制精度高。

Description

一种高精度高集成度的伺服关节

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种适用于机器人的高精度高集成度的伺服关节。

背景技术

随着技术的发展，机器人在不同的领域出现了不同的类型，例如双足机器人，轮式机器人，高自由度桌面端机械臂等等，这些对于机器人关节的精度和集成度都有很高的要求；但是现有的伺服关节方案无法同时兼顾高精度和高集成度这两个方面。

现有的驱动方案，如采用步进电机、舵机、直流电机等作为关节，其精度无法达到机器人的控制要求。采用减速电机驱动，这种方案电机、减速器、轮毂组件三者轴向尺寸上没有重合，轴向尺寸较大，整体重量较高，对于重量和尺寸严苛的场景，无法满足相关需求。

因此，研发一种可以解决上述问题的高精度高集成度的伺服关节具有重要意义；并且其高精度高集成度以及轻质量，尤其适用于高自由度桌面端机械臂。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有机器人对于高精度高集成度的伺服关节的需求，该目的通过以下的技术方案实现：

本实用新型的第一方面，提出了一种高精度高集成度的伺服关节，该伺服关节包括减速器模组、电机模组、伺服驱动、外壳、后盖、编码器、束线罩、输入轴磁环模组、压线罩。

所述减速器模组由柔轮、波发生器、柔性轴承和钢轮组成。

所述电机模组设于外壳内，由输入轴磁环，定子组件，转子组件，谐波减速器组件，输出轴磁环组成。输入轴法兰连接输入轴磁环和转子轴承，转子轴承与转子组件同轴设置，转子组件和定子组件同轴设置，转子轴承通过输出轴法兰与谐波减速器相连接，谐波减速器通过输出轴法兰和交叉滚子轴承连接，磁环和输出轴法通过磁环法兰连接。

所述后盖用于保护伺服驱动。

所述外壳用于保护电机模组。内部有一处连接有压线罩，用于固定定子组件的三相供电线。顶部有一处连接有束线罩，用于固定定子组件的三相供电线。

本实用新型提出的伺服关节，整体结构紧凑，质量轻，控制精度高；适用于机械臂关节等对于控制精度，质量，体积都有较高需求的场景。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。

图1是本实用新型正面的整体外观图；

图2是本实用新型顶面的整体外观图；

图3是本实用新型底面的整体外观图；

图4是本实用新型侧面的整体外观图；

图5是本实用新型的整体剖视图；

图6是本实用新型的整体爆炸图；

图7是本实用新型的减速器爆炸图；

图中，1-减速器模组，2-电机模组，3-伺服驱动，4-外壳，5-后盖，11-谐波减速器组件，12-轴承端盖，13-轴承座，14-磁环，15-交叉滚子轴承，16-输出轴法兰，17-磁环法兰，21-转子组件，22-定子组件，23-转子轴承，6-编码器，7-束线罩，81-输入轴磁环，82-输入轴法兰，9-压线罩，111-柔轮，112-波发生器，113-柔性轴承，114-钢轮。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

本实用新型提供了一种高精度高集成度的伺服关节，如图1-6所示，所述减速器模组1，电机模组2，伺服驱动3，外壳4，后盖5，编码器6，束线罩7，输入轴磁环模组8，压线罩9；

所述减速器模组1，电机模组2，伺服驱动3，外壳4，后盖5，输入轴磁环模组8同轴配合布置；

所述电机模组2整体位于减速器模组1后部；

所述电机模组2前方的凸起位于减速器模组1的内部，两者轴向紧配固定连接；

所述输入轴磁环模组8整体位于电机模组2后部，二者通过螺丝连接固定；

所述外壳4与减速器模组1、电机模组2、输入轴磁环模组8同轴，并且将减速器模组1、电机模组2、输入轴磁环模组8包裹住，通过侧面的螺丝将外壳4与减速器模组1进行固定；

所述伺服驱动3整体位于外壳4后部，二者通过螺丝连接固定；

所述束线罩7位于外壳4内部的一侧，二者通过螺丝连接固定；

所述压线罩9位于伺服驱动3的一侧，二者通过螺丝连接固定；

所述后盖5位于伺服驱动3的后部，二者通过螺丝连接固定。

下面结合附图描述各部件的内部特征和内部位置关系：

如图6所示，所述的减速器模组1设有谐波减速器组件11，轴承端盖12，轴承座13，磁环14，交叉滚子轴承15，输出轴法兰16，磁环法兰17；

所述谐波减速器组件11整体位于轴承座13内侧，两者轴向紧配固定连接；

所述输出轴法兰16位于谐波减速器组件11前部，二者通过螺丝连接固定；

所述交叉滚子轴承15位于输出轴法兰16外侧，两者轴向紧配固定连接；

所述交叉滚子轴承15位于轴承座13内侧，两者轴向紧配固定连接；

所述磁环法兰17位于输出轴法兰16前部，二者通过螺丝连接固定；

所述磁环14位于磁环法兰17外部，两者轴向紧配固定连接；

所述轴承端盖12位于轴承座13前部，二者通过螺丝连接固定。

其中，所述的电机模组2设有转子组件21，定子组件22，转子轴承23；

所述转子轴承23位于转子组件21内部的一侧，两者轴向紧配固定连接；

其中，所述的输入轴磁环模组8设有输入轴磁环81，输入轴法兰82；

所述输入轴磁环81位于输入轴法兰82后部的内侧，两者轴向紧配固定连接。

如图7所示，所述谐波减速器组件11设有柔轮111，波发生器112，柔性轴承113，钢轮114；

所述波发生器112位于柔轮111内部的一侧，二者通过螺丝连接固定；

所述柔性轴承113位于波发生器112外侧，两者轴向紧配固定连接；

所述钢轮114位于柔性轴承113的外侧，两者轴向紧配固定连接；

下面描述各主要部件的外部相对位置和外部连接关系：

如图6所示，所述转子组件21位于谐波减速器组件11后部，通过螺丝连接固定；

所述定子组件22位于外壳4内部凸台的外侧，两者轴向紧配固定连接；

所述输入轴法兰82位于转子组件21内部，二者通过螺丝轴向连接固定。

下面结合附图描述该运动模块的运动输出方式：

如图6-7所示，所述转子组件21和波发生器112作为一个整体转动，通过使柔性轴承113发生可控弹性变形，与钢轮114相啮合，将带动柔轮111的转动，从而实现减速；磁环14、磁环法兰17又与输出法兰16和柔轮111作为一个整体进行转动，通过编码器6与磁环14的配合，实现伺服关节输出端位置的精确反馈；而输入轴法兰82、输入轴磁环81和转子组件21作为一个整体转动，通过输入轴磁环81和伺服驱动3的配合，实现电机转子的精确运动控制；最后，束线罩与压线罩可以有线减少线束与活动部件间的磨损，提高电路的稳定性。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种高精度高集成度的伺服关节，其特征在于，包括减速器模组(1)，电机模组(2)，伺服驱动(3)，外壳(4)，后盖(5)，编码器(6)，束线罩(7)，输入轴磁环模组(8)，压线罩(9)；

所述减速器模组(1)，电机模组(2)，伺服驱动(3)，外壳(4)，后盖(5)，输入轴磁环模组(8)同轴配合布置；

所述电机模组(2)整体位于减速器模组(1)后部；

所述电机模组(2)前方的凸起位于减速器模组(1)的内部，两者轴向紧配固定连接；

所述输入轴磁环模组(8)整体位于电机模组(2)后部；

所述外壳(4)与减速器模组(1)、电机模组(2)、输入轴磁环模组(8)同轴，并且包裹住，通过侧面的螺丝进行固定；

所述伺服驱动(3)整体位于外壳(4)后部，通过螺丝连接固定；

所述束线罩(7)位于外壳(4)内部的一侧，通过螺丝连接固定；

所述压线罩(9)位于伺服驱动(3)的一侧，通过螺丝连接固定；

所述后盖(5)位于伺服驱动(3)的后部，通过螺丝连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种高精度高集成度的伺服关节，其特征在于，所述减速器模组(1)设有谐波减速器组件(11)，轴承端盖(12)，轴承座(13)，磁环(14)，交叉滚子轴承(15)，输出轴法兰(16)，磁环法兰(17)；

所述谐波减速器组件(11)整体位于轴承座(13)内侧，两者轴向紧配固定连接；

所述输出轴法兰(16)位于谐波减速器组件(11)前部，通过螺丝连接固定；

所述交叉滚子轴承(15)位于输出轴法兰(16)外侧，两者轴向紧配固定连接；

所述交叉滚子轴承(15)位于轴承座(13)内侧，两者轴向紧配固定连接；

所述磁环法兰(17)位于输出轴法兰(16)前部，通过螺丝连接固定；

所述磁环(14)位于磁环法兰(17)外部，两者轴向紧配固定连接；

所述轴承端盖(12)位于轴承座(13)前部，通过螺丝连接固定。

3.根据权利要求1所述的一种高精度高集成度的伺服关节，其特征在于，所述电机模组(2)设有转子组件(21)，定子组件(22)，转子轴承(23)；

所述转子轴承(23)位于转子组件(21)内部的一侧，两者轴向紧配固定连接；

所述定子组件(22)位于转子组件(21)的内侧。

4.根据权利要求1所述的一种高精度高集成度的伺服关节，其特征在于，所述输入轴磁环模组(8)设有输入轴磁环(81)，输入轴法兰(82)；

所述输入轴磁环(81)位于输入轴法兰(82)后部的内侧，两者轴向紧配固定连接。

5.根据权利要求2所述的一种高精度高集成度的伺服关节，其特征在于，所述谐波减速器组件(11)设有柔轮(111)，波发生器(112)，柔性轴承(113)，钢轮(114)；

所述波发生器(112)位于柔轮(111)内部的一侧，通过螺丝连接固定；

所述柔性轴承(113)位于波发生器(112)外侧，两者轴向紧配固定连接；

所述钢轮(114)位于柔性轴承(113)的外侧，两者轴向紧配固定连接。

6.根据权利要求3所述的一种高精度高集成度的伺服关节，其特征在于，所述转子组件(21)位于谐波减速器组件(11)后部，通过螺丝连接固定；

所述定子组件(22)位于外壳(4)内部凸台的外侧，两者轴向紧配固定连接。

7.根据权利要求4所述的一种高精度高集成度的伺服关节，其特征在于，所述输入轴法兰(82)位于转子组件(21)内部，通过螺丝轴向连接固定。

Images