集成驱动器制造技术

本发明专利技术公开了一种集成驱动器，包括：盘式外壳；驱动电机，包括环形定子与圆盘转子；减速机构，包括内齿圈、太阳轮、行星架与复数个行星轮；输出轴，输出轴一端与行星架同轴固定连接，另一端贯出于盘式外壳之外；运动位置感测单元，包括码盘轴、码盘磁钢与码盘电路板。该集成驱动器于有限空间中实现紧凑布局，以高度的集成性实现动力输出，有效地简化动力外骨骼的机械结构、减小动力外骨骼的外形尺寸，提高动力外骨骼的综合性能。

Integrated Driver

【技术实现步骤摘要】
集成驱动器
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种集成驱动器。
技术介绍
外骨骼机器人是一种可穿戴机器人，以穿戴方式附设于人体外表，为使用者提供运动辅助。一般地，外骨骼机器人分为被动外骨骼和动力外骨骼。动力外骨骼主动地为使用者提供辅助动力，有力地增强使用者的运动能力。现有的动力外骨骼结构臃肿庞大、传动关系复杂，穿戴既不方便，运动负载亦大幅增加，装配及维护耗时耗力，成本居高不下，使用性能欠佳。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种集成驱动器，于有限空间中实现紧凑布局，以高度的集成性实现动力输出，有效地简化动力外骨骼的机械结构、减小动力外骨骼的外形尺寸，提高动力外骨骼的综合性能。本专利技术提供的集成驱动器，包括：盘式外壳；驱动电机，包括环形定子与圆盘转子，所述环形定子设置于所述盘式外壳的内周侧并与所述盘式外壳固定连接，所述圆盘转子可转动地套设于所述环形定子的内周侧；减速机构，包括内齿圈、太阳轮、行星架与复数个行星轮，所述内齿圈位于所述环形定子的内周侧并与所述盘式外壳固定连接，所述太阳轮与所述圆盘转子同轴固定连接，所述复数个行星轮保持于所述行星架上，任一所述行星轮同时与所述内齿圈、所述太阳轮啮合；输出轴，所述输出轴一端与所述行星架同轴固定连接，另一端贯出于所述盘式外壳之外；运动位置感测单元，包括码盘轴、码盘磁钢与码盘电路板，所述码盘轴一并贯穿所述太阳轮与所述圆盘转子且一端与所述行星架同轴固定连接，所述码盘磁钢设置于所述码盘轴远离所述行星架的一端，所述码盘电路板固定设置于所述盘式外壳内侧的轴向一端端面并与所述码盘磁钢保持相对。进一步地，所述盘式外壳包括第一壳体与第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体沿所述圆盘转子的轴向拼接而成一内腔，所述驱动电机、所述减速机构与所述运动位置感测单元均设置于所述内腔之中，所述第一壳体与所述码盘磁钢保持相对，所述输出轴贯穿所述第二壳体。进一步地，所述第一壳体上开设一贯通孔，所述贯通孔上设置一端盖，所述端盖可拆卸地固定于所述第一壳体上，所述码盘电路板设置于所述端盖接近所述码盘磁钢的一侧表面；所述码盘电路板与所述端盖之间形成嵌入式卡接关系。进一步地，所述第一壳体面向所述第二壳体的一侧具有一多级阶梯孔，所述多级阶梯孔与所述输出轴轴向重合，所述多级阶梯孔沿远离所述第二壳体的方向依次具有第一孔段与第二孔段，所述环形定子沉没于所述第二孔段内并形成间隙配合，所述环形定子的外周与所述第二孔段的内周之间通过限位销实现周向定位，所述环形定子与所述第二壳体互不接触。进一步地，所述盘式外壳内部具有一圆盘腔与一方形腔，所述驱动电机、所述减速机构与所述运动位置感测单元同轴设置于所述圆盘腔内，所述方形腔中设置伺服控制器与惯性测量单元，所述伺服控制器与所述驱动电机电性连接，所述圆盘腔与所述方形腔保持连通。进一步地，所述圆盘腔与所述方形腔由设置于所述盘式外壳内部的电磁屏蔽体隔离，所述电磁屏蔽体与所述盘式外壳之间形成至少一个扁形过线孔，所述扁形过线孔两端分别连通所述圆盘腔与所述方形腔。进一步地，所述扁形过线孔沿所述输出轴轴向的宽度尺寸配置为仅容一根多芯屏蔽线通过，所述扁形过线孔沿所述输出轴轴向的垂向的宽度尺寸配置为可容至少两根多芯屏蔽线通过。进一步地，当所述扁形过线孔为复数个时，该复数个扁形过线孔分居所述电磁屏蔽体沿所述输出轴轴向的两侧。进一步地，所述盘式外壳于所述圆盘腔与所述方形腔之间形成一安装部，所述安装部开设用于安装刚性传动杆件的安装孔，所述安装孔的轴向与所述输出轴的轴向垂直。进一步地，所述太阳轮沿轴向一端嵌入固定于所述圆盘转子的中心孔内，另一端与所述复数个行星轮分别啮合。进一步地，所述圆盘转子的外周侧设置有复数个转子磁钢，所述复数个转子磁钢沿所述圆盘转子的周向均匀离散分布；和/或，所述环形定子包括基体环及设置于所述基体环上的复数个定子绕组，所述复数个定子绕组沿所述基体环的周向均匀离散分布。进一步地，所述盘式外壳上设置有用于安装刚性传动杆件的安装孔；和/或，所述盘式外壳上设置有用于实现对外电气连接的集成连接器；和/或，所述码盘电路板与所述码盘磁钢之间的间隙不大于1mm。本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：驱动电机与减速机构形成沿径向自外而内的逐层布置，并将运动位置感测单元的码盘轴套设于减速机构的太阳轮之内，以盘式外壳将驱动电机、减速机构与运动位置感测单元进行包裹，最大限度地压缩沿输出轴轴向的宽度尺寸，使集成驱动器更为贴近人体而提高穿戴舒适性，提高运动性能，且布局紧凑、集成性高；当该集成驱动器应用于动力外骨骼时，集成驱动器上端通过一刚性传动连杆直接连接于胸背部穿戴件，输出轴通过另一刚性传动连杆直接连接于腿部穿戴件，即可实现辅助动力输出与动力外骨骼结构搭建，连接结构简单、动力传递路线简洁，无需传统结构散布的复杂传动结构，有效地简化动力外骨骼的机械结构、减小动力外骨骼的外形尺寸，提高动力外骨骼的综合性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的集成驱动器的轴测示意图；图2为本专利技术实施例提供的集成驱动器的主视示意图；图3为图2中集成驱动器的A-A剖视示意图；图4为图3中集成驱动器的局部示意图；图5为图2中集成驱动器的B-B剖视示意图；图6为本专利技术实施例提供的集成驱动器去除部分零件后的主视示意图；图7为图6中集成驱动器的局部示意图。主要元件符号说明：1-盘式外壳，11-第一壳体，111-多级阶梯孔，12-第二壳体，13-端盖，14-圆盘腔，15-方形腔，16-扁形过线孔，17-安装部，171-安装孔，21-环形定子，211-基体环，212-定子绕组，22-圆盘转子，221-套接环，222-转子磁钢，23-限位销，31-内齿圈，32-太阳轮，33-行星架，34-行星轮，35-行星轮轴，36-滚针，4-输出轴，51-码盘轴，52-码盘磁钢，53-码盘电路板，6-电磁屏蔽体，71-伺服控制器，72-惯性测量单元，73-集成连接器，8-输出盘，81-连接孔。具体实施方式需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请结合参阅图1-4，本实施例公开了集成驱动器的一种具体构造，包括盘式外壳1、驱动电机、减速机构、输出轴4与运动位置感测单元，于有限空间中实现紧凑布局，以高度的集成性实现动力输出，有效地简化动力外骨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.集成驱动器，其特征在于，包括：盘式外壳；驱动电机，包括环形定子与圆盘转子，所述环形定子设置于所述盘式外壳的内周侧并与所述盘式外壳固定连接，所述圆盘转子可转动地套设于所述环形定子的内周侧；减速机构，包括内齿圈、太阳轮、行星架与复数个行星轮，所述内齿圈位于所述环形定子的内周侧并与所述盘式外壳固定连接，所述太阳轮与所述圆盘转子同轴固定连接，所述复数个行星轮保持于所述行星架上，任一所述行星轮同时与所述内齿圈、所述太阳轮啮合；输出轴，所述输出轴一端与所述行星架同轴固定连接，另一端贯出于所述盘式外壳之外；运动位置感测单元，包括码盘轴、码盘磁钢与码盘电路板，所述码盘轴一并贯穿所述太阳轮与所述圆盘转子且一端与所述行星架同轴固定连接，所述码盘磁钢设置于所述码盘轴远离所述行星架的一端，所述码盘电路板固定设置于所述盘式外壳内侧的轴向一端端面并与所述码盘磁钢保持相对。

【技术特征摘要】
1.集成驱动器，其特征在于，包括：盘式外壳；驱动电机，包括环形定子与圆盘转子，所述环形定子设置于所述盘式外壳的内周侧并与所述盘式外壳固定连接，所述圆盘转子可转动地套设于所述环形定子的内周侧；减速机构，包括内齿圈、太阳轮、行星架与复数个行星轮，所述内齿圈位于所述环形定子的内周侧并与所述盘式外壳固定连接，所述太阳轮与所述圆盘转子同轴固定连接，所述复数个行星轮保持于所述行星架上，任一所述行星轮同时与所述内齿圈、所述太阳轮啮合；输出轴，所述输出轴一端与所述行星架同轴固定连接，另一端贯出于所述盘式外壳之外；运动位置感测单元，包括码盘轴、码盘磁钢与码盘电路板，所述码盘轴一并贯穿所述太阳轮与所述圆盘转子且一端与所述行星架同轴固定连接，所述码盘磁钢设置于所述码盘轴远离所述行星架的一端，所述码盘电路板固定设置于所述盘式外壳内侧的轴向一端端面并与所述码盘磁钢保持相对。2.根据权利要求1所述的集成驱动器，其特征在于，所述盘式外壳包括第一壳体与第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体沿所述圆盘转子的轴向拼接而成一内腔，所述驱动电机、所述减速机构与所述运动位置感测单元均设置于所述内腔之中，所述第一壳体与所述码盘磁钢保持相对，所述输出轴贯穿所述第二壳体。3.根据权利要求2所述的集成驱动器，其特征在于，所述第一壳体上开设一贯通孔，所述贯通孔上设置一端盖，所述端盖可拆卸地固定于所述第一壳体上，所述码盘电路板设置于所述端盖接近所述码盘磁钢的一侧表面；所述码盘电路板与所述端盖之间形成嵌入式卡接关系。4.根据权利要求2所述的集成驱动器，其特征在于，所述第一壳体面向所述第二壳体的一侧具有一多级阶梯孔，所述多级阶梯孔与所述输出轴轴向重合，所述多级阶梯孔沿远离所述第二壳体的方向依次具有第一孔段与第二孔段，所述环形定子沉没于所述第二孔段内并形成间隙配合，所述环形定子的外周与所述第二孔段的内周之间通过限位销...

【专利技术属性】
技术研发人员：李满天，王鹏飞，汪云涛，李生广，邓静，丘世因，
申请(专利权)人：深圳航天龙海特智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44