一种基于行星减速器的一体化机器人驱动关节制造技术

本发明专利技术公开一种基于行星减速器的一体化机器人驱动关节，其包括外壳组件、减速器组件及编码器组件，其中，外壳组件包括外壳和后盖；减速器组件包括转子、定子、轴承、轴承座、轴承座、太阳轮、行星轮、齿圈、行星架、输出端盖、齿圈支撑；编码器组件包括PCB板、光编、磁铁和输出轴。本发明专利技术公开的驱动关节采用二级行星减速器，同时将第一级减速器与定子相结合，减小了驱动关节的体积，并具有较高的减速器比，提高了扭矩/重量值；本发明专利技术采用一根贯穿两级太阳轮的输出轴布置方式，可以同时安装两个编码器，从而提升关节电机测试精度，并可以预测关节电机的磨损情况；本发明专利技术将光编与磁编相结合，减小了编码器组件的数目，提升了驱动关节的紧凑度。的紧凑度。的紧凑度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于行星减速器的一体化机器人驱动关节


[0001]本专利技术涉及机器人领域，尤其涉及一种基于行星减速器的一体化机器人驱动关节。

技术介绍

[0002]对于双足机器人来讲，驱动单元是其核心部件，直接影响到机器人的运动性能，由于使用场景的限制，要求双足机器人的驱动单元具有较大输出扭矩的同时，还需要具备较为紧凑的体积，同时，还需要就有较高的控制精度。目前传统的机器人驱动关节结构主要由单个电机和减速器构成，现有的驱动关节，体积大、质量大，输出扭矩较小，相应较慢。直接影响了机器人驱动关节的运动性能和响应精度，并且影响了双足机器人的性能提升。为增加机器人驱动关节的输出扭矩，目前通常采用单级行星传动的方式，然后单级行星传动时，减速器的质量和尺寸较大，难以满足机器人关节小尺寸、轻质量的要求。因此，一体化机器人驱动关节在机器人设计智能化、结构紧凑化上具有重要意义。基于此，本专利技术针对了上述技术不足提出了一种改进方案。

技术实现思路

[0003]针对现有的驱动关节的不足，提供一种基于行星减速器的一体化机器人驱动关节。本专利技术的驱动关节结构更为紧凑，输出扭矩更大，控制精度更高。
[0004]本专利技术的目的通过如下的技术方案来实现：一种基于行星减速器的一体化机器人驱动关节，包括外壳组件、减速器组件及编码器组件；
[0005]所述外壳组件包括外壳、与所述外壳固定连接的后盖；
[0006]所述减速器组件包括转子、定子、支撑轴承座、第一支撑轴承座、转接轴承座、一级轴承座、一级太阳轮、一级行星轮、一级齿圈、一级行星架、二级轴承座、二级太阳轮、二级行星轮、二级齿圈、二级行星架、输出端盖、第一一级轴承、第二一级轴承、第三一级轴承、第一二级轴承、第二二级轴承、第三二级轴承、输出轴承、输出轴、齿圈支撑、第一一级支撑轴承、末端转接轴承和输出支撑轴承；
[0007]所述定子与支撑轴承座配合；所述第一支撑轴承座、第二一级轴承和一级齿圈固定于支撑轴承座内圈；所述转子与一级太阳轮相固结；所述转子与转接轴承座连接；
[0008]所述一级太阳轮分别通过第一一级轴承和第一一级支撑轴承与一级轴承座和第一支撑轴承座相连接；所述一级太阳轮与一级行星轮啮合，所述一级行星轮与一级齿圈相啮合；所述一级行星轮与一级行星架通过第三一级轴承转动连接；所述一级行星架与二级太阳轮相固结，所述一级行星架与一级轴承座相固结，所述一级行星架通过第一二级轴承与二级轴承座转动相连；所述的二级轴承座通过第二二级轴承与齿圈支撑转动相连；所述的二级行星轮与二级太阳轮相啮合，二级行星轮与二级齿圈相啮合，所述的二级行星轮通过第三二级轴承与二级行星架转动相连；所述二级行星架与二级轴承座相固结；所述的二级行星架通过输出轴承与输出端盖转动相连；所述的输出端盖与齿圈支撑相固结；所述的
齿圈支撑与支撑轴承座相固结；
[0009]所述输出轴与二级行星架、输出支撑轴承配合；所述支撑轴承与一级太阳轮配合；所述输出轴通过支撑轴承与一级太阳轮转动连接；
[0010]所述的编码器组件包括PCB板、光编、磁铁；所述的PCB板与外壳相固结，所述磁铁设置于输出轴末端，光编与转子相固结。
[0011]进一步地，所述的一级太阳轮与三个一级行星轮相啮合，三个一级行星轮呈中心对称布置。
[0012]进一步地，所述的二级太阳轮与三个二级行星轮相啮合，三个二级行星轮呈中心对称布置。
[0013]进一步地，所述一级行星架通过顶丝与二级太阳轮固定连接。
[0014]进一步地，所述转子通过顶丝及机械限位的方式与转接轴承座固定，使得转子带动转接轴承座同时转动；所述转接轴承座通过末端转接轴承与外壳转动相连，使得转子转动时，所述转接轴承座相对外壳转动。
[0015]进一步地，所述一级轴承座位于第二一级轴承内圈，通过第二一级轴承与支撑轴承座转动相连。
[0016]进一步地，所述转接轴承座通过末端转接轴承与外壳相连接。
[0017]进一步地，所述齿圈支撑与外壳固定连接。
[0018]进一步地，所述后盖上开有散热孔。
[0019]进一步地，所述定子与支撑轴承座为过渡配合。
[0020]本专利技术的有益效果如下：
[0021]本专利技术的一体化驱动关节采用二级行星减速器，并将第一级减速器安装于电机定子内部，在保证较大输出扭矩的同时，极大地提升了驱动关节的结构紧凑型，提升了驱动单元的扭矩/ 重量性能。
[0022]本专利技术采用一根输出轴贯穿整体驱动关节内部转轴，可以同时安装绝对式及增量式编码器，通过该结构特点所安装的双编码器，可以极大提升驱动关节的控制精度，并且可以精确评估驱动关节的磨损情况。
[0023]本专利技术的一体化驱动关节将光编和磁编传感器同时布置于PCB板上，在保证较高控制精度的同时，极大地缩小了驱动关节尺寸，提升了驱动关节的控制性能。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的结构剖面示意图；
[0025]图2是本专利技术的一级行星减速器示意图；
[0026]图3是本专利技术的二级行星减速器示意图；
[0027]图中，外壳、PCB板、后盖、转子、定子、一级轴承座、一级太阳轮、一级行星轮、一级齿圈、一级行星架、二级轴承座、二级太阳轮、二级行星轮、二级齿圈、二级行星架、输出端盖、第一一级轴承、第二一级轴承、第三一级轴承、第一二级轴承、第二二级轴承、第三二级轴承、输出轴承、光编、磁铁、输出轴、齿圈支撑、支撑轴承座、第一支撑轴承座、第一一级支撑轴承、转接轴承座、末端转接轴承和输出支撑轴承。
具体实施方式
[0028]下面根据附图和优选实施例详细描述本专利技术，本专利技术的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]如图
‑
所示，本专利技术提出了一种基于行星减速器的一体化机器人驱动关节包括：外壳、PCB 板、后盖、转子、定子、一级轴承座、一级太阳轮、一级行星轮、一级齿圈、一级行星架、二级轴承座、二级太阳轮、二级行星轮、二级齿圈、二级行星架、输出端盖、第一一级轴承、第二一级轴承、第三一级轴承、第一二级轴承、第二二级轴承、第三二级轴承、输出轴承、光编、磁铁、输出轴、齿圈支撑、支撑轴承座、第一支撑轴承座、第一一级支撑轴承、转接轴承座、末端转接轴承和输出支撑轴承。
[0030]外壳组件包括外壳与后盖；外壳与后盖采用螺钉相固结，外壳与输出端盖、齿圈支撑以及PCB板相固结，起到支撑与固定驱动关节本体以及固定PCB板的作用；后盖采用凸起设计并设计开有散热孔，起到保护PCB板及降温散热的作用。
[0031]减速器组件包括转子、定子、一级轴承座、一级太阳轮、一级行星轮、一级齿圈、一级行星架、二级轴承座、二级太阳轮、二级行星轮、二级齿圈、二级行星架、输出端盖、第一一级轴承、第二一级轴承、第三一级轴承、第一二级轴承、第二二级轴承、第三二级轴承、输出轴承、输出轴、齿圈支撑、支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于行星减速器的一体化机器人驱动关节，其特征在于，包括外壳组件、减速器组件及编码器组件；所述外壳组件包括外壳(1)、与所述外壳(1)固定连接的后盖(3)；所述减速器组件包括转子(4)、定子(5)、支撑轴承座(28)、第一支撑轴承座(29)、转接轴承座(31)、一级轴承座(6)、一级太阳轮(7)、一级行星轮(8)、一级齿圈(9)、一级行星架(10)、二级轴承座(11)、二级太阳轮(12)、二级行星轮(13)、二级齿圈(14)、二级行星架(15)、输出端盖(16)、第一一级轴承(17)、第二一级轴承(18)、第三一级轴承(19)、第一二级轴承(20)、第二二级轴承(21)、第三二级轴承(22)、输出轴承(23)、输出轴(26)、齿圈支撑(27)、第一一级支撑轴承(30)、末端转接轴承(32)和输出支撑轴承(33)；所述定子(5)与支撑轴承座(28)配合；所述第一支撑轴承座(29)、第二一级轴承(18)和一级齿圈(9)固定于支撑轴承座(28)内圈；所述转子(4)与一级太阳轮(7)相固结；所述转子(4)与转接轴承座(31)连接；所述一级太阳轮(7)分别通过第一一级轴承(17)和第一一级支撑轴承(30)与一级轴承座(6)和第一支撑轴承座(29)相连接；所述一级太阳轮(7)与一级行星轮(8)啮合，所述一级行星轮(8)与一级齿圈(9)相啮合；所述一级行星轮(8)与一级行星架(10)通过第三一级轴承(19)转动连接；所述一级行星架(10)与二级太阳轮(12)相固结，所述一级行星架(10)与一级轴承座(6)相固结，所述一级行星架(10)通过第一二级轴承(20)与二级轴承座(11)转动相连；所述的二级轴承座(11)通过第二二级轴承(21)与齿圈支撑(27)转动相连；所述的二级行星轮(13)与二级太阳轮(12)相啮合，二级行星轮(13)与二级齿圈(14)相啮合，所述的二级行星轮(13)通过第三二级轴承(22)与二级行星架(15)转动相连；所述二级行星架(15)与二级轴承座(11)相固结；所述的二级行星架(15)通过输出轴承(23)与输出端盖(16)转动相连；所述的输出端盖(16)与齿圈支撑(27)相固结；所述的齿圈支撑(27)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄冠宇，华强，姚运昌，周伟刚，谢安桓，孔令雨，张丹，程超，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：