CN219726285U - 一种关节电机执行器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械制造的技术领域，公开了一种关节电机执行器结构，其特征在于：包括同轴嵌套设置的电动机、制动器和减速器，所述电动机的输出轴与磁性编码器相连，所述减速器的输出轴与光电编码器相连，所述磁性编码器用于检测电动机的输出转速，所述光电编码器用于检测减速器的输出转速。整个装置结构简单，组装简单，维护难度低，便于推广应用。

Description

一种关节电机执行器结构

技术领域

本实用新型涉及机械制造的技术领域，具体涉及一种关节电机执行器结构。

背景技术

随着科技的进步，电动机被广泛应用于各个行业，如医疗器具中的人造关节、机械臂的关节执行器等等，这无疑对电动机的体积、转动精度提出了更好的要求，它多与制动器、减速器等集成一体，而现有电动机和制动器的布置为非嵌入式，增加了人造关节轴的长度，同时电动机和制动器的布置无屏蔽层，但两者均有磁性，极易造成干扰，导致电动机和制动器无法正常运行，另外用于检测执行器转速的编码器通常分别布置在执行器的输入端和输出端，会增加了关节长度，且均为磁性编码器，降低了输出轴转速检测的精度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种关节电机执行器结构，通过增设隔磁件，以阻隔制动器的运动部和电动机的转子之间的磁场干扰，使得制动器可以嵌套装入电动机，从而可以在减少集成后的电动机体积的同时，减少磁场干涉，确保电动机和制动器的正常运行，同时采用设置在同一侧的磁性编码器和光电编码器分别检测执行器的转速，提高了检测精度，也进一步减少了执行器的整体体积。

本实用新型可通过以下技术方案实现：

一种关节电机执行器结构，包括同轴嵌套设置的电动机、制动器和减速器，所述电动机的输出轴与磁性编码器相连，所述减速器的输出轴与光电编码器相连，所述磁性编码器用于检测电动机的输出参数，所述光电编码器用于检测减速器的输出参数。

进一步，所述光电编码器的码盘对应的识别面低于磁性编码器的码盘对应的识别面，所述光电编码器和磁性编码器的识别芯片处于同一控制电路板上。

进一步，所述制动器的运动部延伸至电动机的转子内部，且在两者之间设置有隔磁件，所述隔磁件用于阻隔制动器的运动部和电动机的转子之间的磁场干扰。

进一步，所述隔磁件采用套筒结构，其外表面连接电动机的转子，其内部连接有制动器的运动部，且包裹整个制动器的运动部，

所述隔磁件的顶面设置有环状盖体，在所述环状盖体的顶面连接有第一支架，所述第一支架用于安装磁性编码器，在所述环状盖体的底面连接有第二支架，所述第二支架用于安装制动器的运动部。

进一步，所述隔磁件的外表面设置有环状凸起，所述环状凸起的底面连接有电动机的转子，顶面通过轴承与外壳相连，

在所述环状盖体的顶面设置有多个凹口和多个第一螺纹通孔，在每个所述凹口的内部均设置有第二螺纹通孔，所述第一螺纹通孔用于连接第一支架，所述第二螺纹通孔用于连接第二支架。

进一步，所述隔磁件与电动机的转子通过胶水连接在一起。

进一步，所述第一支架包括圆环平面，在所述圆环平面的周边上设置有环状侧壁，所述环状侧壁连接有环状的磁性编码器；

在所述圆环平面上设置有T形支架，所述T形支架的竖直部穿过圆环平面的内圈与减速器的输出轴相连，横向部与圆环平面配合，其上设置有光电编码器；

所述减速的输出轴外面套装有电动机的输出轴，所述电动机的输出轴与第二支架相连。

进一步，所述电动机的输出轴的一端固定嵌套在第二支架的内壁上，另一端与减速器相连，所述第二支架的外壁固定嵌套在隔离件的内壁上。

本实用新型有益的技术效果在于：

1、通过增设隔磁件，以阻隔制动器的运动部和电动机的转子之间的磁场干扰，使得制动器可以嵌套装入电动机，从而可以在减少集成电动机体积的同时，减少磁场干涉，确保电动机和制动器的正常运行；

2、采用磁性编码器和光电编码器分别检测电动机的输出轴和减速器的输出轴的转速，相比全都采用磁性编码器进行检测，可以显著提高检测精度，同时将两种编码器设置在执行器的同一侧，有利于进一步缩小执行器的体积；

另外，整个装置结构简单，组装简单，维护难度低，便于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为本实用新型的隔离件的整体结构示意图；

图3为本实用新型的隔离件的轴向剖面示意图；

其中，1-电动机，101-转子，102-定子，2-制动器，201-运动部，202-固定部，3-减速器，4-隔磁件，401-凹口，402-第一螺纹通孔，403-环状凸起，404-环状盖体，5-第一支架，6-磁性编码器，7-第二支架，8-轴承，9-外壳，10-光学编码器，11-T形支架。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

总所周知，电动机1通常都和制动器2、减速器3配合使用，作为执行器整体共同驱动外部器件运动，因此，它们之间的连接结构、转速检测等等也直接关系到执行器的整体性能，很必要对此实施研究和改进以完善执行器的整体结构，如图1-3所示，本实用新型提供了一种关节电机执行器结构，包括依次同轴嵌套设置的电动机1、制动器2和减速器3，该电动机1包括嵌套设置的转子101和定子102，该制动器2包括运动部201和固定部202，它们都与电动机1同轴连接，并且制动器2的运动部201延伸至电动机1的转子101内部，在两者之间设置有隔磁件4，该隔磁件4用于阻隔制动器2的运动部201和电动机1的转子101之间的磁场干扰，同时电动机1的输出轴与磁性编码器6相连，该减速器3的输出轴与光电编码器10相连，该磁性编码器6用于检测电动机1的输出参数，该光电编码器10用于检测减速器3的输出参数，其中输出参数包括速度、角度、位置等等，并且光电编码器10的码盘对应的识别面低于磁性编码器6的码盘对应的识别面，但光电编码器10和磁性编码器6的识别芯片处于同一控制电路板上。这样，通过增设隔磁件，以阻隔制动器的运动部和电动机的转子之间的磁场干扰，使得制动器可以嵌套装入电动机，从而可以在减少集成电动机体积的同时，减少磁场干涉，确保电动机和制动器的正常运行，而采用磁性编码器和光电编码器分别检测电动机的输出轴和减速器的输出轴的转速，相比全都采用磁性编码器进行检测，可以显著提高检测精度。

具体如下：

该隔磁件4采用套筒结构，其外表面连接电动机1的转子101，其内部连接有制动器2的运动部201，且包裹整个制动器2的运动部，以确保转子101和制动器2的完全隔离，为了便于安装，我们在隔磁件4的顶面设置有环状盖体404，在环状盖体404的顶面连接有第一支架5，该第一支架5用于安装磁性编码器6，在环状盖体404的底面连接有第二支架7，该第二支架7用于安装制动器2的运动部，可以在环状盖体404的顶面设置有多个凹口401和多个第一螺纹通孔402，在每个凹口401的内部均设置有第二螺纹通孔，通过螺栓和第一螺纹通孔402的配合，将第一支架5安装到环状盖体上，再通过螺栓和第二螺纹通孔配合，从而将第二支架7安装到环状盖体404上，然后再将制动器2的运动部201连接到第二支架7上，而整个隔磁件4的侧壁必须要延伸覆盖至制动器2的运动部201，实现完全隔离。

在隔磁件4的外表面设置有环状凸起403，该环状凸起403的底面连接有电动机1的转子101，可以通过胶水将它们连接到一起，在环状凸起403的顶面通过轴承8与外壳9相连，从而确保转子201的顺利运转。

另外，该第一支架5包括圆环平面，在圆环平面的周边上设置有环状侧壁，该环状侧壁连接有环状的磁性编码器6，可以通过胶水黏贴在环状侧壁上，该磁性编码器6用于对电动机1的输出转速检测，在圆环平面上设置有T形支架11，该T形支架11的竖直部穿过圆环平面的内圈与减速器3的输出轴连接，其横向部也成圆形结构，与圆环平面配合，其上设置有设置光学编码器10，也可以通过胶水黏贴，用于实现对减速器3输出轴的转速检测。

同样为了确保减速器3的输出轴转动顺畅，我们可以在T形支架11的竖直部外侧套装轴承，通过轴承与第二支架7连接，这样就可以利用T形支架上的光电编码器进行转速检测；然后将第二支架7也设计成套筒结构，其底面通过螺栓连接制动器2的运动部201，外径要大于制动器2的运动部201的外径，避免制动器2的转动时与隔离件4产生干涉，其内部的一端通过轴承套装在T形支架的竖直部外侧，另一端固定套装在电动机1的输出轴外侧，这样电动机1的输出轴和隔离件4、第一支架5以及第一支架5上的磁性编码器6都会在转子101的带动下同步转动，从而实现磁性编码器6对电动机1的输出轴的转速检测。

最后，在电动机1的输出轴内部嵌套设置有减速器3的输出轴，该减速器3的输出轴的自由端连接到T形支架上，就可以将电动机1的转子、制动器、减速器共同套装到电动机1的输出轴、减速器3的输出轴上，集成构成执行器结构。

综上，借助本实用新型的连接结构，实现对制动器的运动部和电动机的转子的磁场隔离，从而可以将制动器的运动部装入电动机的内部，两者形成嵌套结构，进一步缩小电动机和制动器的整体体积，更有利于电动机的推广应用，特别是空间较小的地方如医疗器具的人造关节、机械臂关节等等，同时采用设置在同一侧的磁性编码器和光电编码器分别检测执行器输出端和输入端的转速即电动机、减速器的输出转速，既可以提高检测精度，又不会增加执行器的整体体积，更加便于推广应用。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种关节电机执行器结构，其特征在于：包括同轴嵌套设置的电动机、制动器和减速器，所述电动机的输出轴与磁性编码器相连，所述减速器的输出轴与光电编码器相连，所述磁性编码器用于检测电动机的输出参数，所述光电编码器用于检测减速器的输出参数。

2.根据权利要求1所述的关节电机执行器结构，其特征在于：所述光电编码器的码盘对应的识别面低于磁性编码器的码盘对应的识别面，所述光电编码器和磁性编码器的识别芯片处于同一控制电路板上。

3.根据权利要求1所述的关节电机执行器结构，其特征在于：所述制动器的运动部延伸至电动机的转子内部，且在两者之间设置有隔磁件，所述隔磁件用于阻隔制动器的运动部和电动机的转子之间的磁场干扰。

4.根据权利要求3所述的关节电机执行器结构，其特征在于：所述隔磁件采用套筒结构，其外表面连接电动机的转子，其内部连接有制动器的运动部，且包裹整个制动器的运动部，

所述隔磁件的顶面设置有环状盖体，在所述环状盖体的顶面连接有第一支架，所述第一支架用于安装磁性编码器，在所述环状盖体的底面连接有第二支架，所述第二支架用于安装制动器的运动部。

5.根据权利要求4所述的关节电机执行器结构，其特征在于：所述隔磁件的外表面设置有环状凸起，所述环状凸起的底面连接有电动机的转子，顶面通过轴承与外壳相连，

在所述环状盖体的顶面设置有多个凹口和多个第一螺纹通孔，在每个所述凹口的内部均设置有第二螺纹通孔，所述第一螺纹通孔用于连接第一支架，所述第二螺纹通孔用于连接第二支架。

6.根据权利要求5所述的关节电机执行器结构，其特征在于：所述隔磁件与电动机的转子通过胶水连接在一起。

7.根据权利要求4所述的关节电机执行器结构，其特征在于：所述第一支架包括圆环平面，在所述圆环平面的周边上设置有环状侧壁，所述环状侧壁连接有环状的磁性编码器；

在所述圆环平面上设置有T形支架，所述T形支架的竖直部穿过圆环平面的内圈与减速器的输出轴相连，横向部与圆环平面配合，其上设置有光电编码器；

所述减速的输出轴外面套装有电动机的输出轴，所述电动机的输出轴与第二支架相连。

8.根据权利要求7所述的关节电机执行器结构，其特征在于：所述电动机的输出轴的一端固定嵌套在第二支架的内壁上，另一端与减速器相连，所述第二支架的外壁固定嵌套在隔离件的内壁上。