CN217804314U - 驱动轮模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种驱动轮模组，包括动力机构、二级行星减速机构以及滚动机构；二级行星减速机构包括一级行星减速组件，其包括一级太阳轮、多个一级行星轮、一级内齿圈及一级保持架；二级行星减速组件，其包括二级太阳轮、多个二级行星轮、二级内齿圈及二级保持架，动力机构带动一级太阳轮运动，一级太阳轮带动一级行星轮运动，一级行星轮通过一级保持架带动二级太阳轮运动，二级太阳轮通过二级行星轮带动二级内齿圈转动，再由二级内齿圈带动滚动机构转动实现整体运动，通过各个部件的合理布局，以及采用二级行星减速机构联动的结构，不仅缩小了整体的轴向长度，使得转向半径减小，且还便于日常组装、拆卸和维护。

Description

驱动轮模组

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体地，涉及一种驱动轮模组。

背景技术

在移动机器人领域，传统驱动轮部分的解决方案一般分为：卧式驱动轮、卧式舵轮以及立式舵轮。其中卧式驱动轮与我是舵轮总体轴向长度较长，滚轮在驱动轮本体的一侧，驱动轮自身转向时占用的转向半径较大，且占用位置大；立式舵轮的驱动轮总体轴向长度相对短，驱动轮自身转向时，占用的转向半径会比上述两种驱动轮都要小，但其在纵向方向上占用体积比较多，且该方案传动结构比较复杂，生产成本相对高，多级齿轮传动导致传动精度比较差。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种驱动轮模组。

本实用新型公开的一种驱动轮模组，包括：动力机构、二级行星减速机构以及滚动机构，动力机构通过二级行星减速机构连接滚动机构；二级行星减速机构包括：

一级行星减速组件，其包括一级太阳轮、多个一级行星轮、一级内齿圈及一级保持架，一级太阳轮连接动力机构的输出端，多个一级行星轮连接一级太阳轮及一级内齿圈，一级保持架连接多个一级行星轮；

二级行星减速组件，其包括二级太阳轮、多个二级行星轮、二级内齿圈及二级保持架，二级太阳轮连接一级保持架，多个二级行星轮连接二级太阳轮及二级内齿圈，二级内齿圈连接滚动机构，二级保持架连接多个二级行星轮。

根据本实用新型的一实施方式，动力机构包括：

壳体；

驱动控制组件，其位于壳体内；

制动器，其设置于壳体内，且制动器与驱动控制组件连接；

电机组件，其包括电机轴、磁瓦轴套、多个转子磁瓦及多个定子线圈，电机轴转动设置于壳体内，电机轴的一端伸出壳体外且与一级太阳轮连接，制动器设置于电机轴，磁瓦轴套套设于电机轴，磁瓦轴套开设有第一容纳槽，制动器远离驱动控制组件的一侧位于第一容纳槽内，多个转子磁瓦环绕设置于磁瓦轴套，多个定子线圈与多个转子磁瓦相对设置，且定子线圈连接驱动控制组件；

编码器组件，其连接驱动控制组件及电机轴。

根据本实用新型的一实施方式，制动器远离第一容纳槽的一端开设有第二容纳槽。

根据本实用新型的一实施方式，壳体具有第一容纳腔及第二容纳腔，驱动控制组件设置于第一容纳腔内，制动器、电机轴、磁瓦轴套、转子磁瓦、定子线圈及编码器组件均设置于第二容纳腔内。

根据本实用新型的一实施方式，磁瓦轴套由导磁材料制成。

根据本实用新型的一实施方式，编码器组件包括编码磁性件及编码读取件，编码磁性件设置于电机轴，编码读取件设置于驱动控制组件。

根据本实用新型的一实施方式，滚动机构包括轮毂及包胶轮，轮毂连接二级内齿圈，包胶轮裹设于轮毂外表面。

根据本实用新型的一实施方式，轮毂开设有凹槽，动力机构位于凹槽内。

根据本实用新型的一实施方式，还包括输入连接机构，其包括第一输入支撑柱、第二输入支撑柱及旋转法兰板，第一输入支撑柱连接一级内齿圈，第二输入支撑柱设置于动力机构外表面，旋转法兰板分别与第一输入支撑柱及第二输入支撑柱连接。

根据本实用新型的一实施方式，旋转法兰板设有连接通孔，过线件与连接通孔相通，且过线件沿轴向开设有走线槽。

本实用新型的有益效果在于，动力机构带动一级太阳轮运动，一级太阳轮带动一级行星轮运动，一级行星轮通过一级保持架带动二级太阳轮运动，二级太阳轮通过二级行星轮带动二级内齿圈转动，再由二级内齿圈带动滚动机构转动实现整体运动，通过各个部件的合理布局，以及采用二级行星减速机构联动的结构，不仅缩小了整体的轴向长度，使得转向半径减小，且还便于日常组装、拆卸和维护。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为实施例中驱动轮模组的立体示意图；

图2为实施例中驱动轮模组的剖视图；

图3为实施例中动力机构的爆炸示意图；

图4为实施例中动力机构的立体示意图；

图5为实施例中动力机构的剖视图；

图6为实施例中磁瓦轴套的立体示意图；

图7为实施例中二级行星减速机构的剖视图；

图8为实施例中二级保持架与二级行星轮组合图。

附图标记说明：

100-动力机构；1-壳体；11-第一容纳腔；12-第二容纳腔；13-前端盖；14-机壳；15-后端盖；16-尾盖；2-驱动控制组件；3-制动器；31-第二容纳槽；4-电机组件；41-电机轴；42-磁瓦轴套；421-第一容纳槽；43-转子磁瓦；44-定子线圈；5-编码器组件；51-编码磁性件；52-编码读取件；53-编码承载件；6-前轴承；7-后轴承；8-弹性件；

600-二级行星减速机构；601-一级行星减速组件；6011-一级太阳轮；6012-一级行星轮；6013-一级内齿圈；6014-一级保持架；602-二级行星减速组件；6021-二级太阳轮；6022-二级行星轮；6023-二级内齿圈；6024-二级保持架；

700-滚动机构；701-轮毂；7011-凹槽；702-包胶轮；

800-输入连接机构；801-第一输入支撑柱；802-第二输入支撑柱；803-旋转法兰板；8031-连接通孔；804-过线件；8041-走线槽。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1-图2所示，图1为实施例中驱动轮模组的立体示意图；图2为实施例中驱动轮模组的剖视图。驱动轮模组包括动力机构100、二级行星减速机构600及滚动机构700，动力机构100作为动力输出，其输出端连接二级行星减速机构600，动力通过二级行星减速机构600后传输至滚动机构700，滚动机构700则进行转动实现最终的运动。

再一并参照图3-图6所示，图3为实施例中动力机构100的爆炸示意图；

图4为实施例中动力机构100的立体示意图；图5为实施例中动力机构100的剖视图；图6为实施例中磁瓦轴套42的立体示意图。动力机构100包括壳体1、驱动控制组件2、制动器3、电机组件4及编码器组件5，驱动控制组件2、制动器3、电机组件4及编码器组件5均位于壳体1内，且电机组件4的输出端伸出到壳体1外部进行动力输出，该输出端连接二级行星减速机构600。其中，驱动控制组件2连接制动器3、电机组件4及编码器组件5，驱动控制组件2驱使制动器3解除对电机组件4的固定，使得电机组件4在受到驱动控制组件2励磁后进行工作，编码器组件5采取到电机组件4的运动信息反馈至驱动控制组件2。

具体应用时，壳体1具有第一容纳腔11及第二容纳腔12，驱动控制组件2位于第一容纳腔11内，制动器3、电机组件4及编码器组件5均位于第二容纳腔12内。本实施例中的壳体1包括前端盖13、机壳14、后端盖15及尾盖16，前端盖13、机壳14、后端盖15及尾盖16依序连接，并且前端盖13、机壳14及后端盖15连接形成第二容纳腔12，后端盖15及尾盖16连接形成第一容纳腔11。进一步的，为了提高连接的密封性，前端盖13、机壳14、后端盖15及尾盖16连接处设有密封圈，密封圈采用的是现有的O型密封圈。更进一步的，为了提升伺服电机的散热效果，机壳14与尾盖16均设有散热结构，该散热结构为散热梳齿。

驱动控制组件2由PCB线路板与其他电子元器件组成，与现有的伺服电机驱动控制模块相同，其对整个电机工作进行控制。

电机组件4包括电机轴41、磁瓦轴套42、多个转子磁瓦43及多个定子线圈44，电机轴41转动设置于第二容纳腔12内，且电机轴41分别贯穿前端盖13与机壳14，电机轴41连接二级行星减速机构600，磁瓦轴套42套设于电机轴41上，多个转子磁瓦43沿磁瓦轴套42边缘设置，即多个转子磁瓦43环绕设置于磁瓦轴套42外表面，多个定子线圈44与多个转子磁瓦43正对设置，且定子线圈44与驱动控制组件2连接，制动器3套设于电机轴41上。具体应用时，沿电机轴41轴向上，制动器3位于磁瓦轴套42与驱动控制组件2之间。磁瓦轴套42开设有第一容纳槽421，制动器3靠近磁瓦轴套42的一侧伸入到第一容纳槽421内，进而缩短了磁瓦轴套42、制动器3及驱动控制组件2三者的轴向间距，使得整个伺服电机的长度缩短。具体的，磁瓦轴套42由导磁材料制成，提升磁场反应效果。

进一步的，动力机构100还包括前轴承6及后轴承7，前轴承6设置于前端盖13，后轴承7设置于后端盖15，电机轴41一端贯穿前轴承6，且该一端伸出至壳体1外部作为输出端，电机轴41的另一端贯穿后轴承7。更进一步的，前轴承6远离后轴承7的一侧与前端盖13壁面之间设有弹性件8，通过弹性件8的设置可防止电机轴41在进行转动时发生轴向运动，提升其工作时的稳定性。本实施例中的弹性件8为波浪弹垫。更进一步的，制动器3远离前轴承6的一侧开设有第二容纳槽31，后轴承7的一侧伸入至第二容纳槽31内，进一步缩短了伺服电机的轴向长度。

编码器组件5包括编码磁性件51及编码读取件52，编码磁性件51连接电机轴41靠近后轴承7的一端，编码读取件52设置于驱动控制组件2，编码磁性件51随电机轴41一起转动，编码读取件52读取其转动的信息，进而获取电机轴41的转动角度信息，并将信息反馈至驱动控制组件2。进一步的，编码器组件5还包括编码承载件53，编码承载件53嵌入电机轴41的一端，编码磁性件51设置于编码承载件53，通过编码承载件53的设置不仅可以增强编码磁性件51设置的牢固性，而且也能使得编码磁性件51的部分区域伸入至电机轴41内，缩短整体的轴向长度。具体的，编码承载件53由不导磁材料制成，防止电机组件4工作时的磁性传递至编码磁性件51，造成编码读取件52信息读取出错。

工作时，驱动控制组件2使得制动器3励磁，制动器3不再作用于电机轴41，解除对电机轴41的固定，而后，驱动控制组件2使得定子线圈44励磁进而推动电机轴41转动，编码磁性件51与电机轴41一并转动，编码读取件52则采集相应信息反馈至驱动控制组件2；当需要停止工作时，驱动控制组件2使得制动器3及定子线圈44失磁，制动器3再次对电机轴41进行固定，使其停止转动。

通过第一容纳槽421的开设，使得制动器3的部分结构伸入到第一容纳槽421内，在轴向上缩短整体的长度；此外，驱动控制组件2、制动器3、电机组件4及编码器组件5均设置在壳体1内部，且沿着轴向有序排布，便于后连接线缆的走线，整个壳体1内部结构分布紧凑，不仅使得整个伺服电机在长度上缩小，而且还降低了整体体积。

再一并参照图7-图8所示，图7为实施例中二级行星减速机构600的剖视图；图8为实施例中二级保持架6024与二级行星轮6022组合图。二级行星减速机构600包括一级行星减速组件601及二级行星减速组件602，一级行星减速组件601连接电机轴41，二级行星减速组件602连接一级行星减速组件601及滚动机构700。一级行星组件包括一级太阳轮6011、多个一级行星轮6012、一级内齿圈6013及一级保持架6014，一级太阳轮6011连接电机轴41，多个一级行星轮6012连接一级太阳轮6011，且以及行星轮还与一级内齿圈6013连接，一级保持架6014连接多个一级行星轮6012及二级行星减速组件602。具体应用时，电机轴41输出的一端套有轴套，轴套带动输入轴一起转动，输入轴连接一级太阳轮6011。同时，轴套外表面还套设有轴承。一级太阳轮6011、一级行星轮6012及一级内齿圈6013之间的啮合连接。二级行星组件包括二级太阳轮6021、多个二级行星轮6022、二级内齿圈6023及二级保持架6024，二级太阳轮6021与一级保持件连接，多个二级行星轮6022与二级太阳轮6021连接，二级内齿圈6023连接多个二级行星轮6022及滚动机构700。具体应用时，多个二级行星轮6022及二级保持架6024为固定连接，二级行星轮6022只能自转，相对的，二级内齿圈6023在二级行星轮6022的带动下带动滚动机构700一起转动。二级保持架6024一端设置于前端盖13，另一端则与一级内齿圈6013固定连接，二级行星轮6022位于二级保持架6024中部区域。具体的，二级保持架6024与前端盖13之间还设有电机安装法兰，电机安装法兰的外圈螺丝孔的中心圆直径比二级内齿圈6023的法兰外径大。本实施例中，二级内齿圈6023套设在二级保持架6024外表面，且通过两个支撑轴承进行支撑，两个支撑轴承的内圈与二级保持架6024连接，其外圈与二级内齿圈6023连接。假设电机轴41沿着正向向一级太阳轮6011传输动力，一级保持架6014则沿反向向二级太阳轮6021输出动力。

请复阅图1及图2，滚动机构700包括轮毂701及包胶轮702，轮毂701连接二级内齿圈6023，包胶轮702裹设于轮毂701外表面。二级内齿圈6023带动轮毂701转动，轮毂701带动包胶轮702一起转动实现整体的运动。具体应用时，轮毂701的内侧开设有凹槽7011，壳体1部分或全部区域位于凹槽7011内，缩小整体的轴向长度，轮毂701与壳体1之间通过连接轴承进行连接。

请继续参照图1及图2，驱动轮模组还包括输入连接机构800，输入连接机构800包括第一输入支撑柱801、第二输入支撑柱802及旋转法兰板803，第一输入支撑柱801与二级保持架6024远离电机轴41的一侧连接，第二输入支撑柱802设置于壳体1外表面，旋转法兰板803分别连接第一输入支撑柱801与第二输入支撑柱802，且旋转法兰板803高于包胶轮702。具体应用时，第一输入支撑柱801与二级保持架6024之间还设有连接端盖，输入轴的一端穿过一级太阳轮6011后通过轴承与连接端盖连接。旋转法兰板803开设有连接通孔8031，输入连接机构800还包括过线件804，过线件804与旋转法兰板803朝向壳体1的一侧连接，过线件804沿其轴向开设有走线槽8041，走线槽8041与连接通孔8031相通，便于线束穿过连接通孔8031后进入走线槽8041，再与其他部件进行连接，通过过线件804的设置，不仅可以改善传统走线杂乱现象，而且还能避免包胶轮702运动时与线束接触并对线束造成磨损的现象。

综上所述，动力机构100带动一级太阳轮6011运动，一级太阳轮6011带动一级行星轮6012运动，一级行星轮6012通过一级保持架6014带动二级太阳轮6021运动，二级太阳轮6021通过二级行星轮6022带动二级内齿圈6023转动，再由二级内齿圈6023带动滚动机构700转动实现整体运动，通过各个部件的合理布局，以及采用二级行星减速机构600联动的结构，不仅缩小了整体的轴向长度，使得转向半径减小，且还便于日常组装、拆卸和维护。

以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种驱动轮模组，其特征在于，包括：动力机构(100)、二级行星减速机构(600)以及滚动机构(700)，所述动力机构(100)通过所述二级行星减速机构(600)连接所述滚动机构(700)；所述二级行星减速机构(600)包括：

一级行星减速组件(601)，其包括一级太阳轮(6011)、多个一级行星轮(6012)、一级内齿圈(6013)及一级保持架(6014)，所述一级太阳轮(6011)连接所述动力机构(100)的输出端，多个所述一级行星轮(6012)连接所述一级太阳轮(6011)及所述一级内齿圈(6013)，所述一级保持架(6014)连接多个所述一级行星轮(6012)；

二级行星减速组件(602)，其包括二级太阳轮(6021)、多个二级行星轮(6022)、二级内齿圈(6023)及二级保持架(6024)，所述二级太阳轮(6021)连接所述一级保持架(6014)，多个所述二级行星轮(6022)连接所述二级太阳轮(6021)及所述二级内齿圈(6023)，所述二级内齿圈(6023)连接所述滚动机构(700)，所述二级保持架(6024)连接多个所述二级行星轮(6022)。

2.根据权利要求1所述的驱动轮模组，其特征在于，所述动力机构(100)包括：

壳体(1)；

驱动控制组件(2)，其位于所述壳体(1)内；

制动器(3)，其设置于所述壳体(1)内，且所述制动器(3)与所述驱动控制组件(2)连接；

电机组件(4)，其包括电机轴(41)、磁瓦轴套(42)、多个转子磁瓦(43)及多个定子线圈(44)，所述电机轴(41)转动设置于所述壳体(1)内，所述电机轴(41)的一端伸出所述壳体(1)外且与所述一级太阳轮(6011)连接，所述制动器(3)设置于所述电机轴(41)，所述磁瓦轴套(42)套设于所述电机轴(41)，所述磁瓦轴套(42)开设有第一容纳槽(421)，所述制动器(3)远离所述驱动控制组件(2)的一侧位于所述第一容纳槽(421)内，多个所述转子磁瓦(43)环绕设置于所述磁瓦轴套(42)，多个所述定子线圈(44)与多个所述转子磁瓦(43)相对设置，且所述定子线圈(44)连接所述驱动控制组件(2)；

编码器组件(5)，其连接所述驱动控制组件(2)及所述电机轴(41)。

3.根据权利要求2所述的驱动轮模组，其特征在于，所述制动器(3)远离所述第一容纳槽(421)的一端开设有第二容纳槽(31)。

4.根据权利要求2所述的驱动轮模组，其特征在于，所述壳体(1)具有第一容纳腔(11)及第二容纳腔(12)，所述驱动控制组件(2)设置于所述第一容纳腔(11)内，所述制动器(3)、所述电机轴(41)、所述磁瓦轴套(42)、所述转子磁瓦(43)、所述定子线圈(44)及所述编码器组件(5)均设置于所述第二容纳腔(12)内。

5.根据权利要求2所述的驱动轮模组，其特征在于，所述磁瓦轴套(42)由导磁材料制成。

6.根据权利要求2所述的驱动轮模组，其特征在于，所述编码器组件(5)包括编码磁性件(51)及编码读取件(52)，所述编码磁性件(51)设置于所述电机轴(41)，所述编码读取件(52)设置于所述驱动控制组件(2)。

7.根据权利要求1-6任一所述的驱动轮模组，其特征在于，所述滚动机构(700)包括轮毂(701)及包胶轮(702)，所述轮毂(701)连接所述二级内齿圈(6023)，所述包胶轮(702)裹设于所述轮毂(701)外表面。

8.根据权利要求7所述的驱动轮模组，其特征在于，所述轮毂(701)开设有凹槽(7011)，所述动力机构(100)位于所述凹槽(7011)内。

9.根据权利要求1-6任一所述的驱动轮模组，其特征在于，还包括输入连接机构(800)，其包括第一输入支撑柱(801)、第二输入支撑柱(802)及旋转法兰板(803)，所述第一输入支撑柱(801)连接所述一级内齿圈(6013)，所述第二输入支撑柱(802)设置于所述动力机构(100)外表面，所述旋转法兰板(803)分别与所述第一输入支撑柱(801)及所述第二输入支撑柱(802)连接。

10.根据权利要求9所述的驱动轮模组，其特征在于，所述旋转法兰板(803)设有连接通孔(8031)，过线件(804)与所述连接通孔(8031)相通，且所述过线件(804)沿轴向开设有走线槽(8041)。

Images