CN220128827U - 可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，包括电机组件、减速组件、固定法兰、输出轴、第一编码器组件、第二编码器组件、控制组件、制动组件、输出法兰和推力球轴承；输出法兰与减速组件的输出端通过交叉滚子轴承连接，输出法兰与交叉滚子轴承的输出端固定连接；输出轴与输出法兰同轴固定连接；推力球轴承位于固定法兰和输出法兰之间；当承受轴向超重负载时，所有轴向负载除了交叉滚子承受小部分轴向载荷外，大部分轴向载荷通过输出法兰传递给推力球轴承，然后再传给固定法兰，最后传导到与其固定的外部设备，极大提高模组自身的轴向负载承受能力，满足各种超重轴向负载的应用场合。

Description

可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组。

背景技术

中国实用新型专利CN217801797U-承受轴向负载的中空关节模组，该技术方案中，其电机组件与减速组件之间设置刚性件，减速组件通过连接件与刚性件及电机组件连接，当需要轴向重负载时，其受力处为转至若干个连接件，避免电机组件作为固定端受力，进而提升整体的轴向受力效果。但是，该技术方案自身没有轴向超重负载的能力，面对需要轴向超重负载以及输出大扭矩以及高精度的应用场合，比如高精度重型AGV的方向机，高精度变位机等，则需要额外增加辅助承受轴向负载的推力球轴承，超重轴向负载下无法独立使用。为此，需要对其进行改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

根据本实用新型的第一方面实施例的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，包括电机组件、减速组件、固定法兰、输出轴、第一编码器组件、第二编码器组件、控制组件及制动组件，还包括输出法兰和推力球轴承；其中，

所述输出法兰与所述减速组件的输出端通过交叉滚子轴承连接，所述输出法兰与所述交叉滚子轴承的输出端固定连接；

所述输出轴与所述输出法兰同轴固定连接；

所述推力球轴承位于所述固定法兰和所述输出法兰之间，所述推力球轴承的一侧端面同轴固定在所述输出法兰上，所述推力球轴承的另一侧端面与所述固定法兰抵接。

根据本实用新型实施例的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，至少具有如下有益效果：当一体化中空关节模组整体承受轴向超重负载时，所有轴向负载除了交叉滚子承受小部分轴向载荷外，大部分轴向载荷通过输出法兰传递给推力球轴承，然后再传给固定法兰，最后传导到与其固定的外部设备，极大提高模组自身的轴向负载承受能力，满足各种超重轴向负载的应用场合。

根据本实用新型的一些实施例，所述输出法兰朝向于所述固定法兰的端面上设有第一沉降台阶，所述推力球轴承的一侧端面固定在所述第一沉降台阶上，所述推力球轴承环绕于所述减速组件，所述固定法兰、所述输出法兰和所述推力球轴承之间构成安装空间，所述减速组件安装在所述安装空间中。

根据本实用新型的一些实施例，所述输出法兰远离所述固定法兰的端面上设有第二沉降台阶，所述输出轴的一端外壁设有沿径向突出的轴肩，所述轴肩配合固定在所述第二沉降台阶上并通过第一锁紧件固定连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述输出法兰朝向于所述固定法兰的端面上设有第三沉降台阶，所述第三沉降台阶的外径小于所述第一沉降台阶的内径，所述交叉滚子轴承的输出端固定在所述第三沉降台阶上并通过第二锁紧件固定连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述固定法兰的外径大于所述电机组件的外径，所述固定法兰的突出于所述电机组件的位置上沿轴向设有若干连接孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述电机组件包括前盖、后盖、定子、转子和传动套；所述固定法兰远离所述输出法兰的端面上设有第四沉降台阶，所述前盖的端部同轴定位插接在所述第四沉降台阶上并与所述固定法兰通过第三锁紧件固定连接；所述后盖固定在所述前盖远离所述固定法兰的端面上；所述定子同轴固定在所述前盖的内部，所述传动套连接在所述减速组件的输入端和所述转子之间；所述第一编码器组件与传动套同轴固定连接；所述第二编码器组件与所述输出轴同轴固定连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一编码器组件包括第一编码盘，所述第二编码器组件包括第二编码盘，所述第一编码盘和所述第二编码盘均位于所述前盖的内部并处于同一水平高度上。

根据本实用新型的一些实施例，所述输出轴为中空的轴体，所述输出轴同轴贯穿于所述电机组件和所述减速组件，所述输出轴的一端通过第一轴承转动连接在所述电机组件的后盖上，所述输出轴的另一端固定在所述输出法兰上并该端的内部设有第二轴承。

根据本实用新型的一些实施例，所述减速组件包括固定座、输入凸轮轴、柔性轴承和柔轮，所述固定法兰的中部设有第五沉降台阶，所述第五沉降台阶上同轴安装有第三轴承，所述输入凸轮轴穿设连接于所述第三轴承，所述输入凸轮轴的一端穿设于所述输出法兰且两者之间设有第四轴承。

根据本实用新型的一些实施例，所述交叉滚子轴承同轴固定在所述固定座的内壁上，所述固定座、所述柔轮和所述固定法兰之间通过第四锁紧件固定连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型的内部结构剖视图；

图2是本实用新型的结构分解示意图；

图3是固定法兰的剖视图；

图4是输出法兰的剖视图。

附图标记：电机组件100；前盖110；后盖120；定子130；转子140；传动套150；减速组件200；交叉滚子轴承210；固定座220；输入凸轮轴230；柔性轴承240；柔轮250；第四轴承260；固定法兰300；连接孔310；第四沉降台阶320；第五沉降台阶330；第三轴承340；输出轴400；轴肩410；第一轴承420；第二轴承430；第一编码器组件500；第二编码器组件600；控制组件700；输出法兰800；第一沉降台阶810；第二沉降台阶820；第三沉降台阶830；推力球轴承900；安装空间910。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型涉及一种可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，包括电机组件100、减速组件200、固定法兰300、输出轴400、第一编码器组件500、第二编码器组件600、控制组件700、制动组件(图中未示出)、输出法兰800和推力球轴承900。

如图1和图2所示，电机组件100和减速组件200上下分布，固定法兰300连接在电机组件100和减速组件200之间。减速组件200的输出端安装有交叉滚子轴承210。输出法兰800位于减速组件200远离于固定法兰300的端部上，输出法兰800与交叉滚子轴承210的输出端固定连接。输出轴400与输出法兰800同轴固定连接。推力球轴承900位于固定法兰300和输出法兰800之间，推力球轴承900的一侧端面固定在输出法兰800上，另一侧端面与固定法兰300的端面相抵接。固定法兰300、推力球轴承900和输出法兰800之间起到一定的预压作用。使用时，固定法兰300与外部设备进行连接。当一体化中空关节模组整体承受轴向超重负载时，所有轴向负载除了交叉滚子承受小部分轴向载荷外，大部分轴向载荷通过输出法兰800传递给推力球轴承900，然后再传给固定法兰300，最后传导到与其固定的外部设备，从而不会出现常规的中空关节模组上由于时铝合金机壳电机前盖110材质的问题，导致螺纹失效而发生事故。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1和图4所示，输出法兰800朝向于固定法兰300的端面上，以图示方向即输出法兰800的上端面设有下凹的第一沉降台阶810，第一沉降台阶810环绕于输出法兰800的中轴线呈圆环状。推力球轴承900的下端面与第一沉降台阶810形状配对，推力球轴承900的下端面固定在第一沉降台阶810上，通过第一沉降台阶810对推力球轴承900的径向进行定位。固定法兰300下压在推力球轴承900的上端面上，推力球轴承900夹持固定在输出法兰800和固定法兰300之间。推力球轴承900环绕于减速组件200，固定法兰300、输出法兰800和推力球轴承900之间构成安装空间910，减速组件200安装在安装空间910中，对减速组件200进行包围隔离于外部空间。其中，在输出法兰800远离固定法兰300的端面上，即以图示方向在输出法兰800的下端面上设有第二沉降台阶820。可以是在输出法兰800的下端面设置向下凸起并环绕输出轴400的中轴线延伸的阶梯，该阶梯与输出法兰800的内圈形成第二沉降台阶820。轴肩410和第二沉降台阶820配合。在输出轴400的下端外部设有轴肩410，轴肩410沿径向突出。输出轴400从输出法兰800的下侧向上穿入，直至轴肩410抵接到第二沉降台阶820上，利用第二沉降台阶820对轴肩410进行定位，使得输出法兰800和输出轴400同轴定位。再利用第一锁紧件将轴肩410和第二沉降台阶820进行锁紧固定。第一锁紧件可选用螺钉等。

在本实用新型的一些实施例中，如图1和图4所示，输出法兰800朝向于固定法兰300的端面上，即以图示方向在输出法兰800的上端面设有第三沉降台阶830。第三沉降台阶830环绕于输出法兰800的中轴线设置。第三沉降台阶830的外径小于第一沉降台阶810的内径。交叉滚子轴承210的输出端固定在第三沉降台阶830上，通过第三沉降台阶830对交叉滚子轴承210相对输出法兰800进行同轴定位。交叉滚子轴承210的输出端与第三沉降台阶830之间通过第二锁紧件如螺钉进行锁紧固定。

在本实用新型的一些实施例中，如图1和图3所示，固定法兰300的外径大于电机组件100的外径。固定法兰300与电机组件100连接后，固定法兰300的外侧部分突出于电机组件100，在突出的部分处设置若干连接孔310。外部设备通过连接孔310与固定法兰300进行连接。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1所示，电机组件100包括前盖110、后盖120、定子130、转子140和传动套150。前盖110呈中空的圆筒状。固定法兰300远离输出法兰800的端面上，即以图示方向固定法兰300的上端面设有第四沉降台阶320。第四沉降套接环绕固定法兰300的中轴线设置。前盖110的下端同轴安装抵接在第四沉降台阶320上，通过第四沉降台阶320对前盖110相对固定法兰300进行同轴定位，然后通过第三锁紧件如螺钉将前盖110与第四沉降台阶320进行锁紧固定。后盖120固定安装在前盖110远离固定法兰300的端面上，即后盖120安装在前盖110的上端。定子130同轴固定在前盖110的内部，定子130的外壁与前盖110的内壁进行紧固。减速组件200的输入端沿中轴线同轴穿入到电机组件100内，传动套150套接并固定在减速组件200的输入端上，转子140安装在传动套150上。转子140、传动套150和减速组件200的输入端同步转动。第一编码器组件500与传动套150同轴固定连接，第二编码器组件600与输出轴400同轴固定连接。其中，第一编码器组件500包括第一编码盘，第二编码器组件600包括第二编码盘。第一编码盘和第二编码盘均位于前盖110的内部，并且第一编码盘和第二编码盘处于同一水平高度上。本实施例中，第一编码器组件500和第二编码器组件600采用单圈绝对值编码器，当模组掉电后重新上电依然会知道减速组件200的输入端的单圈绝对位置，不必采用光电开关或者限位开关在每次开机时都要回圆点，或者不必使用多圈绝对值编码器外接编码器电池，时间一长，编码器电池容易没电维护也比较麻烦。控制组件700包括驱动板PCB和伺服驱动器PCB，控制组件700安装在前盖110内。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1所示，输出轴400为中空的轴体。输出轴400同轴贯穿于电机组件100和减速组件200。输出轴400的上端通过第一轴承420转动连接在电机组件100的后盖120上。输出轴400的下端固定在输出法兰800上，并在输出轴400的下端的内部设有第二轴承430。输出轴400随输出法兰800同步转动，输出轴400相对减速组件200的输入端转动。第一轴承420和第二轴承430可选用滚动轴承。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，减速组件200为谐波减速器，减速组件200包括固定座220、输入凸轮轴230、柔性轴承240和柔轮250。固定法兰300的中部设有第五沉降台阶330。第五沉降台阶330环绕固定法兰300的中轴线。第五沉降台阶330上同轴安装有第三轴承340。输入凸轮作为减速组件200的输入端，输入凸轮轴230穿设连接于第三轴承340。输入凸轮轴230的下端穿设于输出法兰800且两者之间设有第四轴承260。第三轴承340和第四轴承260可选用滚动轴承。柔性轴承240与输入凸轮轴230形成波发生器，对柔轮250进行驱动。柔轮250的柔性部与交叉滚子轴承210动连接。其中，交叉滚子轴承210同轴固定在固定座220的内壁上，固定座220、柔轮250的刚性部分和固定法兰300之间通过第四锁紧件固定连接。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一些具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，包括电机组件(100)、减速组件(200)、固定法兰(300)、输出轴(400)、第一编码器组件(500)、第二编码器组件(600)、控制组件(700)及制动组件，其特征在于：还包括输出法兰(800)和推力球轴承(900)；其中，

所述输出法兰(800)与所述减速组件(200)的输出端通过交叉滚子轴承(210)连接，所述输出法兰(800)与所述交叉滚子轴承(210)的输出端固定连接；

所述输出轴(400)与所述输出法兰(800)同轴固定连接；

所述推力球轴承(900)位于所述固定法兰(300)和所述输出法兰(800)之间，所述推力球轴承(900)的一侧端面同轴固定在所述输出法兰(800)上，所述推力球轴承(900)的另一侧端面与所述固定法兰(300)抵接。

2.根据权利要求1所述的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，其特征在于：所述输出法兰(800)朝向于所述固定法兰(300)的端面上设有第一沉降台阶(810)，所述推力球轴承(900)的一侧端面固定在所述第一沉降台阶(810)上，所述推力球轴承(900)环绕于所述减速组件(200)，所述固定法兰(300)、所述输出法兰(800)和所述推力球轴承(900)之间构成安装空间(910)，所述减速组件(200)安装在所述安装空间(910)中。

3.根据权利要求1所述的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，其特征在于：所述输出法兰(800)远离所述固定法兰(300)的端面上设有第二沉降台阶(820)，所述输出轴(400)的一端外壁设有沿径向突出的轴肩(410)，所述轴肩(410)配合固定在所述第二沉降台阶(820)上并通过第一锁紧件固定连接。

4.根据权利要求2所述的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，其特征在于：所述输出法兰(800)朝向于所述固定法兰(300)的端面上设有第三沉降台阶(830)，所述第三沉降台阶(830)的外径小于所述第一沉降台阶(810)的内径，所述交叉滚子轴承(210)的输出端固定在所述第三沉降台阶(830)上并通过第二锁紧件固定连接。

5.根据权利要求1所述的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，其特征在于：所述固定法兰(300)的外径大于所述电机组件(100)的外径，所述固定法兰(300)的突出于所述电机组件(100)的位置上沿轴向设有若干连接孔(310)。

6.根据权利要求1所述的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，其特征在于：所述电机组件(100)包括前盖(110)、后盖(120)、定子(130)、转子(140)和传动套(150)；所述固定法兰(300)远离所述输出法兰(800)的端面上设有第四沉降台阶(320)，所述前盖(110)的端部同轴定位插接在所述第四沉降台阶(320)上并与所述固定法兰(300)通过第三锁紧件固定连接；所述后盖(120)固定在所述前盖(110)远离所述固定法兰(300)的端面上；所述定子(130)同轴固定在所述前盖(110)的内部，所述传动套(150)连接在所述减速组件(200)的输入端和所述转子(140)之间；所述第一编码器组件(500)与传动套(150)同轴固定连接；所述第二编码器组件(600)与所述输出轴(400)同轴固定连接。

7.根据权利要求6所述的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，其特征在于：所述第一编码器组件(500)包括第一编码盘，所述第二编码器组件(600)包括第二编码盘，所述第一编码盘和所述第二编码盘均位于所述前盖(110)的内部并处于同一水平高度上。

8.根据权利要求1或3或6所述的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，其特征在于：所述输出轴(400)为中空的轴体，所述输出轴(400)同轴贯穿于所述电机组件(100)和所述减速组件(200)，所述输出轴(400)的一端通过第一轴承(420)转动连接在所述电机组件(100)的后盖(120)上，所述输出轴(400)的另一端固定在所述输出法兰(800)上并该端的内部设有第二轴承(430)。

9.根据权利要求1所述的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，其特征在于：所述减速组件(200)包括固定座(220)、输入凸轮轴(230)、柔性轴承(240)和柔轮(250)，所述固定法兰(300)的中部设有第五沉降台阶(330)，所述第五沉降台阶(330)上同轴安装有第三轴承(340)，所述输入凸轮轴(230)穿设连接于所述第三轴承(340)，所述输入凸轮轴(230)的一端穿设于所述输出法兰(800)且两者之间设有第四轴承(260)。

10.根据权利要求9所述的可承受轴向超重负载的一体化中空关节模组，其特征在于：所述交叉滚子轴承(210)同轴固定在所述固定座(220)的内壁上，所述固定座(220)、所述柔轮(250)和所述固定法兰(300)之间通过第四锁紧件固定连接。