一种关节驱动装置制造方法及图纸

一种关节驱动装置，包括：壳体；电机，容纳于所述壳体内；减速系统，与所述电机平行设置且容纳于所述壳体内；所述电机为双出轴电机，其第一输出轴通过传动机构与所述减速系统输入轴连接；与第一输出轴相对的第二输出轴上设有电磁制动器，其中，所述电磁制动器在所述电机的第二输出轴上的位置位于所述减速系统输出轴在所述电机的第二输出轴上的投影范围内。通过采用上述结构可以有效提升驱动装置内部空间利用效率，满足关节驱动装置小型化的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种关节驱动装置
本技术属于机电控制领域，具体而言，本技术涉及可用于机器人的关节驱动装置。
技术介绍
关节驱动装置作为目前机器人执行操作过程中的关键性核心部件，得到越来越多的关注，而根据机器人使用环境、领域的拓展，人们对现有机器人执行部件的输出扭矩和运动精度、安全性以及小型化提出越来越高的需求。现有大部分关节电机采用了驱动电机与行星减速器组合的驱动方式，如现有技术CN206092825U，公开了关节电机壳体内平行安装的电机和减速装置，磁编码器和控制电路板22，其中磁编码器设置在减速装置输出轴上。该现有技术存在的主要问题是，这种关节电机本身不具备自锁和保护功能，在工程应用中关节电机发生故障或其他原因掉电时，关节电机无法保持当前位置，关节执行端易发生突然下坠进而带来潜在的安全隐患。现有技术CN106104984B虽然公开了在旋转电机的一侧设置电磁制动器，并在停电时可以对旋转电机的旋转轴进行保持，但为了增加该具有保护功能的制动装置，就需要对电机结构进行特殊改动，即需要在转动电机结构中设置保护装装置，导致电机结构复杂且体积较大，但是作为机器人关节电机，为了获得大扭矩，复杂的电机结构会导致关节超重而最终无法正常工作；同时通常的关节电机在运行过程中需要位置保持时均采用电机本身的通电电磁力来为外部提供扭矩，此时电机线圈发热快，温升迅速且无法长期保持，改造后的电机结构很容易被烧毁而无法工作。此外，现有技术CN204794553U公开在驱动装置壳体内平行安装的电机和NGW行星减速器，通过位置传感器信号反馈、电机霍尔信号进行电机闭环控制。虽然其给出了在电机中构建信号反馈闭环系统，但其采用的传感器的设置位置以及电连接方式较为复杂，且无法适用于空间有限且对于结构设置精度要求较高的机器人关节内。有鉴上述现有技术存在的技术问题，特提出本技术。
技术实现思路
基于现有技术存在的技术问题，本技术提供一种关节驱动装置，包括：壳体；电机，容纳于所述壳体内；减速系统，与所述电机平行设置且容纳于所述壳体内；所述电机为双出轴电机，其第一输出轴通过传动机构与所述减速系统输入轴连接；与第一输出轴相对的第二输出轴上设有电磁制动器，其中，所述电磁制动器在所述电机的第二输出轴上的位置位于所述减速系统输出轴在所述电机的第二输出轴上的投影范围内。本技术中，电机优选采用双出轴的直流电机设备，电机轴向延伸方向与所述减速系统轴向延伸方向平行，通过将所述电磁制动器设置在减速系统输出轴同侧方向的特点空间内，实现了在电机和减速系统不相互干扰的状态下以最为紧凑的方式设置于壳体中，大大提升了关节驱动器内部空间的利用效率。进一步，所述电机的第二输出轴上设有第一角度读取单元，所述第一角度读取单元在所述电机的第二输出轴上的位置位于所述减速系统输出轴在所述电机的第二输出轴上的投影范围内。第一角度读取单元相比于所述电磁制动器更靠近第二输出轴末端，即电机主体、电磁制动器、第一角度读取单元三者轴向依次排列，在不增加电机结构复杂程度的前提下使得整体结构更加紧凑，关节驱动装置内部空间安排更为合理，满足了关节驱动装置内部狭小的安装空间需求。进一步，所述减速系统输出轴上设有第二角度读取单元，所述电磁制动器、所述第一角度读取单元以及所述第二角度读取单元中的至少两个电连接于同一电路板上。其中优选地，电磁制动器、所述第一角度读取单元以及所述第二角度读取单元均电连接至该电路板朝向所述电机以及所述减速系统的一侧。通过优化电磁制动器、所述第一角度读取单元以及所述第二角度读取单元三者的布置位置，使得关节驱动装置中各个感测、控制元件以最短的电连接方式与电路板连接，一方面缩短了电气连接线路长度，节省关节驱动装置内部空间；另一方面合理的电连接布局方式，大大提升电气安全性和稳定性。进一步，所述电磁制动器和所述第一角度读取单元沿所述电机的第二输出轴依次排布并与所述第二输出轴同轴设置。电磁制动器和第一角度读取单元与电机的第二输出轴同轴，从而以空间占用率最低的方式排布各控制、感测元件。进一步，所述传动机构至少包括一惰齿轮，所述惰齿轮的转动轴分别与电机的第一输出轴、所述减速系统的输入轴平行，且三者不共面。通过将上述三个轴错位排布，在不明显增加关节驱动装置厚度的前提下，有效减少电机与减速系统之间的间距，减少驱动装置内部空置空间，提升了内部空间的利用率。本技术中传动机构除包含惰齿轮外，还可以包括安装在电机的第一输出轴上的电机同步齿轮、行星减速器输入轴齿轮，电机的第一输出轴依次与传动机构中的电机同步齿轮、惰齿轮、行星减速器输入轴齿轮连接，进而将电机输出的力矩传递至所述减速系统的输入轴。其中，电机同步齿轮优选为斜齿轮，电机的第一输出轴与该斜齿轮(即电机同步齿轮)过盈压装在一起。进一步，所述电磁制动器至少包括动摩擦机构和静摩擦机构，其中所述动摩擦机构套设于所述电机的第二输出轴上并随所述电机转动；所述静摩擦机构在与所述动摩擦机构相对应的位置周向环绕所述电机的第二输出轴，并与所述壳体连接。当出现意外断电时，动摩擦机构和静摩擦机构接触，两者间产生摩擦扭矩，经过电机轴、传动机构以及减速系统逐级放大为关节电机提供制动力矩。作为优选方式，动摩擦机构和静摩擦机构可以采用片状结构，即形成动摩擦片和静摩擦片，本技术中动摩擦片与所述电机的第二输出轴同轴并套设在所述第二输出轴上，并通过花键套与第二输出轴固定连接，实现与第二输出轴同步转动。此外，所述静摩擦片可以直接与壳体固定连接也可以通过其他部件与壳体固定连接，本技术中的静摩擦片可以采用本领域常规的制动器静摩擦片的结构，以能够实现在断电时，能够与动摩擦片接触并产生摩擦扭矩为准。进一步，所述第一角度读取单元为磁编码器，其包括磁环和第一读取部，所述磁环位于所述电机的第二输出轴端部，所述第一读取部在与所述磁环相对应的位置与所述电路板电连接。所述第一读取部读取随电机第二输出轴转动的磁环转动角度信息，进一步将角度信息通过电路板传输至控制单元。本技术中第一读取部可以安装在电磁制动器上，也可以直接设置于所述电路板上，第一读取部的具体结构可以采用本领域磁编码器的常规结构，以能够实现读取所述磁环旋转角度信息为准。进一步，所述第二角度读取单元为磁编码器，包括磁珠和第二读取部，与所述减速系统输出轴同步传动的检测齿轮和所述磁珠同心设置，所述第二读取部在与所述磁珠相对应的位置与所述电路板电连接。第二读取部可以以磁编芯片的形式直接设置于所述电路板上，可以采用本领域磁编码器其他常规结构，以能够实现读取所述磁珠随检测齿轮转动而发生的角度变化信息为准。本技术中，所述磁珠在检测齿轮的驱动下与所述检测齿轮同心转动，进而所述第二读取部读取所述减速系统输出轴的转动信息。本技术中通过在电机转动轴以及减速系统输出轴上分别设置磁编码器，可以实时、精确获取电机和减速系统角度信息，通过对电机角度信息和减速系统输出轴角度信息处理、控制，从而形成关节驱动装置各个转动元件转动角度的闭环控制。进一步，所述壳体包括依次连接的第一壳体、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种关节驱动装置，包括：/n壳体；/n电机，容纳于所述壳体内；/n减速系统，与所述电机平行设置且容纳于所述壳体内；/n其特征在于：/n所述电机为双出轴电机，其第一输出轴通过传动机构与所述减速系统输入轴连接；与第一输出轴相对的第二输出轴上设有电磁制动器，其中，所述电磁制动器在所述电机的第二输出轴上的位置位于所述减速系统输出轴在所述电机的第二输出轴上的投影范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种关节驱动装置，包括：
壳体；
电机，容纳于所述壳体内；
减速系统，与所述电机平行设置且容纳于所述壳体内；
其特征在于：
所述电机为双出轴电机，其第一输出轴通过传动机构与所述减速系统输入轴连接；与第一输出轴相对的第二输出轴上设有电磁制动器，其中，所述电磁制动器在所述电机的第二输出轴上的位置位于所述减速系统输出轴在所述电机的第二输出轴上的投影范围内。


2.根据权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于：
所述电机的第二输出轴上设有第一角度读取单元，所述第一角度读取单元在所述电机的第二输出轴上的位置位于所述减速系统输出轴在所述电机的第二输出轴上的投影范围内。


3.根据权利要求2所述的关节驱动装置，其特征在于：
所述减速系统输出轴上设有第二角度读取单元，所述电磁制动器、所述第一角度读取单元以及所述第二角度读取单元中的至少两个电连接于同一电路板上。


4.根据权利要求3所述的关节驱动装置，其特征在于：
所述电磁制动器和所述第一角度读取单元沿所述电机的第二输出轴依次排布并与所述第二输出轴同轴设置。


5.根据权利要求4所述的关节驱动装置，其特征在于：
所述传动机构至少包括一惰齿轮，所述惰齿轮的转动轴分别与电机的第一输出轴、所述减速系统的输入轴平行，且三者不共面。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宁，侯满晔，尚唯坚，
申请(专利权)人：珠海一维弦机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44