一种直线伺服驱动器及机器人制造技术

本实用新型专利技术公开一种直线伺服驱动器及机器人，驱动器包括定子组件、转子组件、检测组件及至少一个轴承，定子组件具有第一壳体，转子组件具有第二壳体和穿设在第二壳体内的丝杠，第二壳体的伸入第一壳体内的一端通过至少一个轴承可转动地设置在第一壳体上，检测组件中的被检测体和检测件分别固定在第二壳体和第一壳体上并靠近轴承。机器人包括第一臂，第二臂及用于驱动第一臂在第二臂上转动的驱动器。驱动器使检测组件、第二壳体相对于第一壳体的转动点都集中在轴承所在之处，该轴承能承受转子组件的径向和轴向负荷并保证检测组件的相对位置，无需设置多个轴承，减少部件数量，便于加工、安装，并降低驱动器的重量，降低摩擦阻力，提高传动效率。

【技术实现步骤摘要】
一种直线伺服驱动器及机器人
本技术涉及电机的
，具体涉及一种直线伺服驱动器及机器人。
技术介绍
目前，协作机器人经常要与工人在同样的空间内运转或活动，这就要求机器人的自重不能够过重，否则运转起来会对工人的安全性造成威胁。尤其是可穿戴机器人，例如电动假肢和电动助力外骨骼机器人，其重量必须轻，才能够便于人穿戴，同时也降低对使用者以及使用者周围人的人身安全的威胁，便于降低机器人的整体能耗，延长机器人中电池的续航时间。机器人中主要是伺服驱动器所占的比重大。对于机器人中所采用的直线伺服电机的结构大多如中国专利文献CN102780311A公开的直线驱动器，其包括两端具有开口的外壳，分别安装在外壳的两端开口上的前端盖和后端盖，穿设在前端盖和后端盖上的丝杠，套设在丝杠上且靠近前端盖处的安装轴，丝杠螺母螺纹配合在丝杠上并安装在安装轴内；丝杠的伸出后端盖的一端上设置有位置传感器，以及设置在外壳与转子轴之间的定子组件。位置传感器用于检测转子轴的位置，以得出丝杠的位置及轴向运动量。上述的直线伺服电机，为了保证转子轴在转动过程中，轴线保持在同一直线上，使得位置传感器检测准确地检测到转子轴相对于定子的转动角度，必须在丝杠的两端分别设置至少一组轴承，来确保转子轴转动过程中轴线保持在同一直线上。但是，上述的伺服电机，设置多组轴承会使得伺服驱动器重量加大，同时多组轴承的设置，使得转动部件的摩擦力多，传动效率低，整个驱动器所需要的空间大。另外，多个转动组件加工后，无法保证同轴度，在设置多组轴承的同时，还需要使用联轴器进行连接，联轴器的使用，进一步增大驱动器的体积，传动效率进一步地降低。
技术实现思路
因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的直线伺服驱动器需要设置多组轴承，引起直线伺服电机的重量中和内部元件多，导致伺服驱动器所占用的空间大和传动效率低的问题。为此，本技术提供一种直线伺服驱动器，包括定子组件，具有第一壳体；所述第一壳体具有第一内腔，其一端上开设有与外界连通的第一开口；转子组件，具有与所述第一壳体同轴设置的第二壳体，所述第二壳体的一端经所述第一开口伸入所述第一内腔内，另一端位于所述第一壳体外；以及沿轴向一端从位于所述第一开口一侧伸入所述第二壳体中，另一端位于所述第二壳体外的丝杠；在所述定子组件的驱动下，所述第二壳体相对于所述第一壳体转动以驱动所述丝杠沿其轴向做直线运动；至少一个轴承，套在所述第二壳体上，沿径向其外侧端安装在所述第一壳体的内壁面上，内侧端安装在所述第二壳体上的外壁面上，所有所述轴承均靠近所述第一壳体的与所述第一开口相对的另一端；检测组件，用于检测所述第二壳体相对于所述第一壳体转动的角度或速度，其具有分别固定在所述第二壳体和第一壳体上的被检测体和检测件，所述被检测体与所述检测件相对且均靠近所述轴承。优选地，上述的直线伺服驱动器，所述第一壳体包括具有所述第一内腔的盖体，所述盖体两端分别开设所述第一开口和第二开口，和可拆卸地固定在所述第二开口上的端盖；所述检测件固定在所述端盖上；所述被检测体固定在所述第二壳体面向所述端盖的一侧表面上。进一步优选地，上述的直线伺服驱动器，所述第一壳体的内壁面上设有供所述轴承沿其径向的外侧端插入的第一环形凹槽。优选地，上述的直线伺服驱动器，所述盖体的内壁面上成型有第一台阶面朝向所述端盖一侧的第一环形台阶；所述端盖的内壁面成型有朝向所述第一台阶面延伸且与所述第一台阶面相对的第一环形凸缘，所述第一环形台阶与所述第一环形凸缘之间围成所述第一环形凹槽。优选地，上述的直线伺服驱动器，还包括用于将所述第二壳体限制在所述轴承内孔上的限位组件。进一步优选地，上述的直线伺服驱动器，所述限位组件包括成型在所述第二壳体的外壁面上且第二台阶面背向所述第一开口的第二环形台阶，以及套接在所述第二壳体外壁面上且与所述第二台阶面相对的阻挡件；所述轴承沿其径向的内侧端插入所述第二环形台阶与所述阻挡件围成的第二环形凹槽内。优选地，上述的直线伺服驱动器，所述定子组件还包括固定在所述第一壳体外壁面上的软磁体，以及缠绕在所述软磁体上的线圈；在所述线圈产生转动电磁场的作用下，所述软磁体磁化后的极性端沿所述第一壳体的径向分布。进一步优选地，上述的直线伺服驱动器，所述转子组件还具有设置在所述第二壳体的伸出所述第一壳体外的外壁面上的至少两个第一永磁体；所述第一永磁体沿径向朝向所述软磁体设置；在所述线圈产生转动的电磁场作用下，驱动所述第一永磁体带动所述第二壳体转动。进一步优选地，上述的直线伺服驱动器，所述第二壳体的伸出所述第一壳体外的外壁面上套有沿其轴向延伸的第一环形筒，和将所述第一环形筒与所述第二壳体连接的连接架；所述第一环形筒位于所述第一壳体的外周，所述第一永磁体固定在所述第一环形筒的内壁面上，并位于所述软磁体的外侧端。优选地，上述的直线伺服驱动器，所述第二壳体的伸出所述第一壳体的外壁面上套接有第二环形筒；所述第一开口的端面上设有轴向向外延伸的第三环形筒，所述第三环形筒位于所述第二环形筒的外周；所述软磁体固定在所述第三环形筒的内壁面上，所述第一永磁体固定在所述第二环形筒的外壁面上并位于所述软磁体的内侧端。优选地，上述的直线伺服驱动器，所述转子组件还包括设置在所述第二壳体的供所述丝杠伸入其内的开口上的丝杠螺母，所述丝杠螺母套设并可转动地配合在所述丝杠的外壁面上。优选地，上述的直线伺服驱动器，所述被检测体为第二永磁体，所述检测件为磁敏元件，用于检测所述第二永磁体的磁场强度变化。优选地，上述的直线伺服驱动器，所述轴承为交叉滚柱轴承或深沟球轴承。本技术提供一种机器人，包括第一臂；第二臂，一端铰接在所述第一臂的一端上；上述任一项所述的直线伺服驱动器，所述丝杠的伸出所述第二壳体的一端铰接在所述第一臂上且避开所述第一臂与所述第二臂的铰接处，所述第一壳体上与第一开口相对的另一端铰接在所述第二臂上成型的支撑座上；所述丝杠驱动所述第一臂在所述第二臂上转动。本技术的技术方案，具有如下优点：1.本技术提供的直线伺服驱动器，包括定子组件、转子组件、检测组件以及一个轴承。定子组件具有第一壳体，转子组件具有第二壳体，第二壳体的伸入第一壳体内的一端通过至少一个轴承可转动地设置在第一壳体上，并将检测组件设置在靠近轴承处，被检测体和检测件相对并分别固定在第二壳体和第一壳体上；使检测组件、第二壳体相对于第一壳体的转动点都集中在轴承所在之处。也即，驱动器的重量几乎都集中在第一壳体的另一端上，这样只要靠近该端处设置一个轴承，该轴承能承受转子组件的径向和轴向负荷并保证检测组件的相对位置，无需设置多个轴承，降低驱动器本身的重量和减少部件数量，便于加工、安装，并降低驱动器本身的重量，降低摩擦阻力，提高传动效率。由于检测组件靠近轴承，在第二壳体相对第一壳体转动过程中，检测组件能够及时地检测到第二壳体相对第一壳体的转动角度，提高检测效率和准确度。2.本技术提供的直线伺服驱动器，第一壳体包括盖体和设置在盖体的第二开口上的端盖，端盖与盖体可拆卸地连接，检测件和被检测体分别固定在端盖和第二壳体的靠近端盖一侧的端面上，便于检测组件和轴承的安装，以及处于第一内腔中的各部件的维修工作。3.本技术提供的直线伺服驱动器，第一壳体的内壁面上设有供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线伺服驱动器，其特征在于，包括定子组件(1)，具有第一壳体(11)；所述第一壳体(11)具有第一内腔，其一端上开设有与外界连通的第一开口；转子组件(2)，具有与所述第一壳体(11)同轴设置的第二壳体(21)，所述第二壳体(21)的一端经所述第一开口伸入所述第一内腔内，另一端位于所述第一壳体(11)外；以及沿轴向一端从位于所述第一开口一侧伸入所述第二壳体(21)中，另一端位于所述第二壳体(21)外的丝杠(26)；在所述定子组件(1)的驱动下，所述第二壳体(21)相对于所述第一壳体(11)转动以驱动所述丝杠(26)沿其轴向做直线运动；至少一个轴承(3)，套在所述第二壳体(21)上，沿径向其外侧端安装在所述第一壳体(11)的内壁面上，内侧端安装在所述第二壳体(21)上的外壁面上，所有所述轴承(3)均靠近所述第一壳体的与所述第一开口相对的另一端；检测组件(4)，用于检测所述第二壳体(21)相对于所述第一壳体(11)转动的角度或速度，其具有分别固定在所述第二壳体(21)和第一壳体(11)上的被检测体和检测件，所述被检测体与所述检测件相对且均靠近所述轴承(3)。

【技术特征摘要】
1.一种直线伺服驱动器，其特征在于，包括定子组件(1)，具有第一壳体(11)；所述第一壳体(11)具有第一内腔，其一端上开设有与外界连通的第一开口；转子组件(2)，具有与所述第一壳体(11)同轴设置的第二壳体(21)，所述第二壳体(21)的一端经所述第一开口伸入所述第一内腔内，另一端位于所述第一壳体(11)外；以及沿轴向一端从位于所述第一开口一侧伸入所述第二壳体(21)中，另一端位于所述第二壳体(21)外的丝杠(26)；在所述定子组件(1)的驱动下，所述第二壳体(21)相对于所述第一壳体(11)转动以驱动所述丝杠(26)沿其轴向做直线运动；至少一个轴承(3)，套在所述第二壳体(21)上，沿径向其外侧端安装在所述第一壳体(11)的内壁面上，内侧端安装在所述第二壳体(21)上的外壁面上，所有所述轴承(3)均靠近所述第一壳体的与所述第一开口相对的另一端；检测组件(4)，用于检测所述第二壳体(21)相对于所述第一壳体(11)转动的角度或速度，其具有分别固定在所述第二壳体(21)和第一壳体(11)上的被检测体和检测件，所述被检测体与所述检测件相对且均靠近所述轴承(3)。2.根据权利要求1所述的直线伺服驱动器，其特征在于，所述第一壳体(11)包括具有所述第一内腔的盖体(111)，所述盖体(111)两端分别开设所述第一开口和第二开口，和可拆卸地固定在所述第二开口上的端盖(112)；所述检测件固定在所述端盖(112)上；所述被检测体固定在所述第二壳体(21)面向所述端盖(112)的一侧表面上。3.根据权利要求2所述的直线伺服驱动器，其特征在于，所述第一壳体(11)的内壁面上设有供所述轴承(3)沿其径向的外侧端插入的第一环形凹槽(14)。4.根据权利要求3所述的直线伺服驱动器，其特征在于，所述盖体(111)的内壁面上成型有第一台阶面朝向所述端盖(112)一侧的第一环形台阶(141)；所述端盖(112)的内壁面成型有朝向所述第一台阶面延伸且与所述第一台阶面相对的第一环形凸缘(142)，所述第一环形台阶(141)与所述第一环形凸缘(142)之间围成所述第一环形凹槽(14)。5.根据权利要求1-4中任一项所述的直线伺服驱动器，其特征在于，还包括用于将所述第二壳体(21)限制在所述轴承(3)内孔上的限位组件(15)。6.根据权利要求5所述的直线伺服驱动器，其特征在于，所述限位组件(15)包括成型在所述第二壳体(21)的外壁面上且第二台阶面背向所述第一开口的第二环形台阶(151)，以及套接在所述第二壳体(21)外壁面上且与所述第二台阶面相对的阻挡件(152)；所述轴承(3)沿其径向的内侧端插入所述第二环形台阶(151)与所述阻挡件围成的第二环形凹槽内。7.根据权利要求1-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世乾，
申请(专利权)人：苏州瑞步康医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32