一种高集成性轻量化一体化关节结构制造技术

本发明专利技术公布了一种高集成性轻量化一体化关节结构，包括上面板、分体式谐波减速器、输出轴、波发生器、下壳体和电机外壳，上面板的下表面固接有中空状的传动轴，分体式谐波减速器固接在上表面和下壳体之间，输出轴套设在传动轴外部并与波发生器连接，电机外壳内固接有电机定子，输出轴上固接有电机转子，本发明专利技术的有益效果时，本发明专利技术采用超大中空设计，本发明专利技术采用分体式的电机定子和电机转子，在相同体积下具有更高的功率密度，在减少产品长度的同时可以兼顾中空尺寸，并采用中空式的传动轴，便于线缆的通过。缆的通过。

【技术实现步骤摘要】
一种高集成性轻量化一体化关节结构


[0001]本专利技术涉及一体化关节结构
，尤其涉及一种高集成性轻量化一体化关节结构。

技术介绍

[0002]工业机器人的模块化设计是一种主流的趋势，国内模块化机器人主要以高校和科研院所研究为主，如哈工大研究了以立方体结构单元组成的可重构机器人，上海交大通过建立统一的模块运动规则实现了自重构机器人的全局组织，沈自所开发了链式的模块化移动机器人，清华大学设计了摆动模块和旋转模块进行机器人重构。企业方面，新松机器人自动化公司采用模块化思想，研发出一种七自由度的工业机器人；北京遨博研发了AUBO
‑
15模块化协作机器人。总的来说，机器人进行模块化设计是一种趋势，但是进行产业化仍然有不少问题需要研究。
[0003]一体化关节具有体积小、重量轻、控制精度高、运行平稳等优势，是工业机器人领域的重要研究课题，如何将高精度减速机、伺服电机、制动器、编码器、驱动器、以及力矩传感器等功能部件集成一起，实现集力控、控制、通讯为一体的驱动关节模组，实现工业机器人本体的轻量化设计，及提高机器人的运动控制，满足工业机器人高速、高刚性、高精度性能需求，这是我们需要解决的关键性问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种高集成性轻量化一体化关节结构，本专利技术是通过以下技术方案来实现的。
[0005]一种高集成性轻量化一体化关节结构，包括：
[0006]上面板，所述上面板的下表面中心一体成型有空心的传动轴；
[0007]分体式谐波减速器，所述分体式谐波减速器包括柔轮和钢轮，所述柔轮通过螺丝固定在上面板的下表面，所述钢轮套设在柔轮的外部，钢轮的内圈齿与柔轮的外圈齿啮合；
[0008]输出轴，所述输出轴套设在传动轴的外部并与传动轴活动连接；
[0009]波发生器；所述波发生器套设固定在输出轴的外圈顶部，波发生器为椭圆形且活动连接在柔轮内；
[0010]下壳体，所述下壳体通过螺钉与钢轮的底面固定连接，下壳体内固接有上端轴承，所述输出轴转动连接在上端轴承内；
[0011]电机外壳，所述电机外壳固定在下壳体的下表面，电机外壳内固定有环形的电机定子，所述输出轴经电机定子穿过，输出轴上对应电机定子的位置固接有环形的电机转子，电机外壳的底部固接有下端轴承，所述输出轴转动连接在下端轴承中。
[0012]优选的，所述柔轮与输出轴之间形成过渡腔体，所述过渡腔体内盛装有减振液体，上端轴承下方的下壳体内还固接有上端油封，所述输出轴密封活动连接在上端油封中。
[0013]优选的，所述下端轴承上方的电机外壳内固接有环形的制动器。
[0014]优选的，所述电机定子由若干齿轭分离的子体拼装而成，各子体包括中心的定子线圈、固定在定子线圈两侧的环氧树脂层以及固接在环氧树脂层外部的保护壳。
[0015]优选的，所述电机转子采用辐射环斜极结构。
[0016]优选的，所述电机定子采用高性能稀土材料磁钢，并采用不等气隙设计。
[0017]优选的，所述电机外壳内集成有传感器模块。
[0018]优选的，所述电机外壳的底部固接有编码器外壳，所述编码器外壳的底部固接有航空插座，编码器外壳内固接有编码器本体，编码器外壳的底部固接有下端油封，所述传动轴的底部密封活动连接在下端油封中。
[0019]本专利技术的有益效果如下：
[0020]1、超大中空设计，本专利技术采用分体式的电机定子和电机转子，在相同体积下具有更高的功率密度，在减少产品长度的同时可以兼顾中空尺寸，并采用中空式的传动轴，便于线缆的通过；
[0021]2、传动轴和输出轴均一次成型，减少因键槽或者联轴器等连接零件造成的轴向同心度与传动间隙问题；
[0022]3、高效散热设计，电机定子采用齿轭分离的子体拼装而成，提高了电机的槽满率，有效增加电机效率，降低电机发热，电机转子采用辐射环斜极结构，在工作过程中电机转子表面或圆周形成离心式风扇结构，实现关节内对流换热；
[0023]4、轻量化，本专利技术将各核心部件集成为一个关节模组，减少不必要连接件的使用，使得产品功能高度集成，从而实现了一体化关节本体轻量化的设计构想。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0025]图1：本专利技术所述一种高集成性轻量化一体化关节结构的轴测图；
[0026]图2：本专利技术所述一种高集成性轻量化一体化关节结构的剖视图；
[0027]图3：本专利技术所述电机外壳和编码器外壳的内部结构示意图；
[0028]图4：本专利技术所述电机定子的子体的结构示意图；
[0029]图5：本专利技术所述输出轴和波发生器的连接示意图。
[0030]附图标记如下：
[0031]1‑
上面板，11
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传动轴，2
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分体式谐波减速器，21
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柔轮，22
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钢轮，3
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输出轴，4
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波发生器，5
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下壳体，51
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上端轴承，6
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电机外壳，61
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电机定子，611
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子体，6111
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定子线圈，6112
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环氧树脂层，6113
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保护壳，62
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电机转子，63
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下端轴承，71
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过渡腔体，72
‑
上端油封，73
‑
制动器，74
‑
传感器模块，75
‑
编码器外壳，76
‑
航空插座，77
‑
编码器本体，78
‑
下端油封。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]如图1
‑
5所示，一种高集成性轻量化一体化关节结构，包括：
[0034]上面板1，上面板1的下表面中心一体成型有空心的传动轴11；
[0035]分体式谐波减速器2，分体式谐波减速器2包括柔轮21和钢轮22，柔轮21通过螺丝固定在上面板1的下表面，钢轮22套设在柔轮21的外部，钢轮22的内圈齿与柔轮21的外圈齿啮合；
[0036]输出轴3，输出轴3套设在传动轴11的外部并与传动轴11活动连接；
[0037]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高集成性轻量化一体化关节结构，其特征在于，包括：上面板(1)，所述上面板(1)的下表面中心一体成型有空心的传动轴(11)；分体式谐波减速器(2)，所述分体式谐波减速器(2)包括柔轮(21)和钢轮(22)，所述柔轮(21)通过螺丝固定在上面板(1)的下表面，所述钢轮(22)套设在柔轮(21)的外部，钢轮(22)的内圈齿与柔轮(21)的外圈齿啮合；输出轴(3)，所述输出轴(3)套设在传动轴(11)的外部并与传动轴(11)活动连接；波发生器(4)；所述波发生器(4)套设固定在输出轴(3)的外圈顶部，波发生器(4)为椭圆形且活动连接在柔轮(21)内；下壳体(5)，所述下壳体(5)通过螺钉与钢轮(22)的底面固定连接，下壳体(5)内固接有上端轴承(51)，所述输出轴(3)转动连接在上端轴承(51)内；电机外壳(6)，所述电机外壳(6)固定在下壳体(5)的下表面，电机外壳(6)内固定有环形的电机定子(61)，所述输出轴(3)经电机定子(61)穿过，输出轴(3)上对应电机定子(61)的位置固接有环形的电机转子(62)，电机外壳(6)的底部固接有下端轴承(63)，所述输出轴(3)转动连接在下端轴承(63)中。2.根据权利要求1所述的一种高集成性轻量化一体化关节结构，其特征在于，所述柔轮(21)与输出轴(3)之间形成过渡腔体(71)，所述过渡腔体(71)内盛装有减振液体，上端轴承(51)下方的下壳体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓，许徐浩，徐超，潘鑫，姚才阳，徐开华，林坚松，张毅，李瑞，
申请(专利权)人：浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司，
类型：发明
国别省市：