本发明专利技术公开了一种高效快速减速电机模组，包括驱动端和旋转输出轴；驱动端包括丝杆和丝杆螺母；丝杆一端设有匹配丝杆，可连接原动机驱动丝杆旋转的动力接口；在丝杆驱动丝杆螺母直线运动的同时，丝杆螺母在导向导轨引导下，绕丝杆做回转运动；丝杆螺母回转运动过程中，带动旋转输出轴做回转运动。相较于现有减速器，采用大小齿轮间的传动比或利用柔性元件可控制的弹性变形来传递运动和动力的方法，本发明专利技术提出一种新的减速器及减速方法，采用将电机的转子端输出的旋转运动转变为直线运动，再将直线运动转化为旋转运动，降低了转速，提高了输出扭矩。输出扭矩。输出扭矩。
【技术实现步骤摘要】
一种减速电机模组、电机模组减速方法及人体助力装置
[0001]本专利技术属于人体外骨骼行走助力领域，尤其涉及一种减速电机模组。
技术介绍
[0002]减速机在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，是一种相对精密的机械。使用它的目的是降低转速，增加转矩。
[0003]现有减速器有多种类别，包括谐波减速电机、RV减速机和行星减速机。
[0004]其中，谐波减速机利用柔性元件可控的弹性形变来传递运动和动力，其缺点是柔轮在交变载荷的作用下使用寿命较低且减速机散热条件较差；
[0005]RV减速机相比谐波减速机有更长的寿命和更高的精度，但缺点在于其质量大、体积大，不适合用于穿戴型的外骨骼机器人。
[0006]行星减速机相较于前两者既能做到较小的体积也能做到较高的寿命和精度，但其缺点是结构复杂，重量大，可承载的扭矩有限，生产精度要求高，成本高，且较难装配。
[0007]上述减速机构，均采用大小齿轮间的传动比或利用柔性元件可控制的弹性变形来传递运动和动力。尤其是作为工业机器人核心零部件的精密减速器，与通用减速器相比，需具备较高的寿命和精度，以及较低的生产及安装难度。但是现有上述减速器，对安装精度要求高，对安装人员具备较高要求，具备一定的安装生产难度。
[0008]现有人体外骨骼使用的减速机，无法控制原动机驱动行程，当原动机动力失控时，无法设定固定行程。当适用于人体外骨骼时，一旦原动机发生失控，人体外骨骼将无法有效的进行行程限定，无法固定电机驱动行程，一旦失控，便可能会对人体造成不可逆的拉伤。
技术实现思路
[0009]本专利技术要解决的技术问题：本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供装配简单但行程可控且安装方便的减速电机模组以及减速电机方法。
[0010]本专利技术还提供了一种结构简单，行程可控且安装方便的人体助力装置。
[0011]本专利技术的技术方案：本专利技术提供一种高效快速减速电机模组，包括驱动端和旋转输出轴；
[0012]所述驱动端包括丝杆和丝杆螺母；所述丝杆一端设有匹配所述丝杆，可连接原动机驱动所述丝杆旋转的动力接口；
[0013]在所述丝杆驱动丝杆螺母直线运动的同时，所述丝杆螺母在导向导轨引导下，绕所述丝杆做回转运动；
[0014]所述丝杆螺母回转运动过程中，带动旋转输出轴做回转运动。
[0015]进一步的，所述导向导轨为管状；所述导向导轨的轴线与所述丝杆轴线重合；
[0016]所述导向导轨引导所述丝杆螺母运动的轨迹为绕所述导向导轨管壁的圆柱螺旋线。
[0017]进一步的，所述导向导轨呈管状，在所述导向导轨管壁上，设有贯穿所述导向导轨
一侧管壁的螺旋状轨道槽；
[0018]所述螺旋状轨道槽的轨迹为绕所述导向导轨管壁的圆柱螺旋线；
[0019]所述导向导轨管壁内设有管状中空的旋转输出轴；
[0020]在所述旋转输出轴管壁上，设有贯穿所述旋转输出轴一侧管壁的直线轨道槽；所述直线轨道槽的槽口轨迹平行所述旋转输出轴轴线方向；
[0021]在所述旋转输出轴管壁内，沿所述旋转输出轴轴线方向设有丝杆及设置在所述丝杆上，可沿所述丝杆往复运动的丝杆螺母。
[0022]进一步的，所述丝杆螺母包括沿丝杆运动的螺母本体和设置在所述螺母本体上的第一轴承和第二轴承；
[0023]所述第一轴承穿过直线轨道槽，接触所述螺旋状轨道槽，可在所述螺旋状轨道槽内滚动；驱动所述螺母本体在直线运动同时，沿所述螺旋状轨道槽的轨迹回转运动；
[0024]所述第二轴承接触所述直线轨道槽，可在所述直线轨道槽滚动；在螺母本体带动下，沿所述直线轨道槽运动过程中，驱动所述旋转输出轴做回转运动。
[0025]进一步的，所述第一轴承包括固定在所述丝杆螺母上的第一转轴和设置在所述第一转轴上的第一滚轮；
[0026]所述第一转轴穿过所述直线轨道槽，到达所述螺旋状轨道槽；所述第一滚轮仅在所述螺旋状轨道槽内运动；
[0027]所述第二轴承包括固定在所述丝杆螺母上的第二转轴和设置在所述第二转轴上的第二滚轮；所述第二滚轮仅在所述直线轨道槽内运动。
[0028]进一步的，所述第一滚轮直径小于所述螺旋状轨道槽槽宽0.01
‑
0.2mm；
[0029]所述第二滚轮直径小于所述直线轨道槽的槽宽0.01
‑
0.2mm。
[0030]进一步的，所述导向导轨一侧设有电机连接段。
[0031]本专利技术还公开了一种电机减速方法，包括将电机的转子端输出的旋转运动转变为直线运动，再将所述直线运动转化为旋转运动，降低了转速，提高了输出扭矩。
[0032]进一步的，将电机的转子端输出的旋转扭矩输送至丝杆，带动所述丝杆旋转；通过旋转的丝杆带动设置在所述丝杆上的丝杆螺母直线运动；
[0033]在所述丝杆驱动丝杆螺母直线运动的同时，所述丝杆螺母在导向导轨引导下，绕所述丝杆做回转运动；
[0034]所述丝杆螺母回转运动过程中，带动旋转输出轴做回转运动；
[0035]所述导向导轨引导所述丝杆螺母运动的轨迹为绕所述导向导轨管壁的圆柱螺旋线。
[0036]本专利技术还公开了一种人体助力装置，包括驱动机构和所述驱动机构驱动的机械骨架；所述驱动机构通过上述任一减速电机模组实现减速，为所述机械骨架输出动力。
[0037]有益效果：
[0038]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0039]1.相较于现有减速器，采用大小齿轮间的传动比或利用柔性元件可控制的弹性变形来传递运动和动力的方法，本专利技术提出一种新的减速器及减速方法，采用将电机的转子端输出的旋转运动转变为直线运动，再将直线运动转化为旋转运动，降低了转速，提高了输出扭矩。
[0040]2.本专利技术采用导向导轨及旋转输出轴，分别设有螺旋状轨道槽和直线轨道槽，丝杆螺母上的第一轴承及第二轴承分别在螺旋状轨道槽和直线轨道槽内运动，可直接限制原动机的驱动行程；通过本专利技术的结构限位，即旋转输出轴相对于导向导轨的最大转角，是在装置结构层面固定的，仅通过原动机的输出扭矩无法改变，即旋转输出轴的转角是通过第一轴承被导向导轨的螺旋状轨道槽限制，不会产生失控情况，可靠性更高；因此一定程度上预防了控制系统失效时，转子不受控转动致使人肢体受伤的情况发生；
[0041]3.相较于齿轮传动，本专利技术中各个传动件之间接触面积较大，即轴承与轨道槽的接触面积大于齿轮配合时的接触面积，因此本专利技术在工作时噪音更小，且在质量一定的情况下，相较于现有减速器，能承载更大扭矩，性能更强更稳定。
[0042]4.本专利技术结构简单，在安装过程中，无需考虑现有齿轮组的配合关系，仅需将第一轴承及第二轴承分别对应相应的轨道槽即可；因此相较于现有技术，本专利技术具有更好的模块化设计，只需更换导螺旋状轨道槽转角导程不同的定子外壳，就可获得不同的传动比。
[0043]5.本专利技术无需齿轮组，缩小了减速电机的径向尺本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种减速电机模组，其特征在于：包括驱动端和旋转输出轴(2)；所述驱动端包括丝杆(3)和丝杆螺母(4)；所述丝杆(3)一端设有匹配所述丝杆(3)，可连接原动机(5)驱动所述丝杆(3)旋转的动力接口(30)；在所述丝杆(3)驱动丝杆螺母(4)直线运动的同时，所述丝杆螺母(4)在导向导轨(1)引导下，绕所述丝杆(3)做回转运动；所述丝杆螺母(4)回转运动过程中，带动旋转输出轴(2)做回转运动。2.根据权利要求1所述的减速电机模组，其特征在于：所述导向导轨(1)为管状；所述导向导轨(1)的轴线与所述丝杆(3)轴线重合；所述导向导轨(1)引导所述丝杆螺母(4)运动的轨迹为绕所述导向导轨(1)管壁的圆柱螺旋线。3.根据权利要求1所述的减速电机模组，其特征在于：所述导向导轨(1)呈管状，在所述导向导轨(1)管壁上，设有贯穿所述导向导轨(1)一侧管壁的螺旋状轨道槽(10)；所述螺旋状轨道槽(10)的轨迹为绕所述导向导轨(1)管壁的圆柱螺旋线；所述导向导轨(1)管壁内设有管状中空的旋转输出轴(2)；在所述旋转输出轴(2)管壁上，设有贯穿所述旋转输出轴(2)一侧管壁的直线轨道槽(20)；所述直线轨道槽(20)的槽口轨迹平行所述旋转输出轴(2)轴线方向；在所述旋转输出轴(2)管壁内，沿所述旋转输出轴(2)轴线方向设有丝杆(3)及设置在所述丝杆(3)上，可沿所述丝杆往复运动的丝杆螺母(4)。4.根据权利要求3所述的减速电机模组，其特征在于：所述丝杆螺母(4)包括沿丝杆运动的螺母本体(40)和设置在所述螺母本体上的第一轴承(41)和第二轴承(42)；所述第一轴承(41)穿过直线轨道槽(20)，接触所述螺旋状轨道槽(10)，可在所述螺旋状轨道槽(10)内滚动；驱动所述螺母本体(40)在直线运动同时，沿所述螺旋状轨道槽(10)的轨迹回转运动；所述第二轴承(42)接触所述直线轨道槽(20)，可在所述直线轨道槽(20)滚动；在螺母本体(40)带动下，沿...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙宽，
申请(专利权)人：极壳科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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