專利名稱:中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種運(yùn)用于轉(zhuǎn)動(dòng)副的動(dòng)力部件，具體涉及一種具有伺服控制的力矩驅(qū)動(dòng)單元。中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，包括減速器和電機(jī)，其特征是，設(shè)有隔板（10）、角度傳感器（14），減速器輸入軸（30）為中空結(jié)構(gòu)，隔板（10）穿套在減速器輸入軸（30）上，隔板端部分別與電機(jī)殼體（8）與電機(jī)后蓋（12）配合連接，角度傳感器（14）安裝在減速器輸入軸(30)的臺(tái)階軸上，通過(guò)螺母（16）實(shí)現(xiàn)軸向固定。本實(shí)用新型具有伺服控制、結(jié)構(gòu)緊湊、大慣量和大力矩輸出、中間為中空結(jié)構(gòu)以便于動(dòng)力及信號(hào)線從中間通過(guò)。
【專利說(shuō)明】
中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種運(yùn)用于轉(zhuǎn)動(dòng)副的動(dòng)力部件，具體涉及一種具有伺服控制的力矩驅(qū)動(dòng)單元，結(jié)構(gòu)緊湊，其中間為中空的結(jié)構(gòu)，便于動(dòng)力及信號(hào)線從中間通過(guò)。下面簡(jiǎn)稱中空力矩單元。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人的關(guān)節(jié)是否緊湊，直接影響了機(jī)器人的性能指標(biāo)。目前機(jī)器人的關(guān)節(jié)大多為轉(zhuǎn)動(dòng)副，常用的結(jié)構(gòu)為控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器運(yùn)動(dòng);控制電機(jī)+減速器運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，存在結(jié)構(gòu)尺寸偏大，零件數(shù)目偏多的不足。如果，通過(guò)設(shè)計(jì)，將減速器和電機(jī)有機(jī)融合在一起的結(jié)構(gòu)，可以減少零件數(shù)目、優(yōu)化其結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)來(lái)說(shuō)，是非常需要的。本實(shí)用新型，將電機(jī)的轉(zhuǎn)子的磁鋼直接粘貼在減速器的輸入軸，相比與控制電機(jī)+減速器運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu):I)減少了電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端支撐的軸承;2)減少了電機(jī)和減少器之間的連接件，如聯(lián)軸器或鍵等零件。
[0003]現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人均需要結(jié)構(gòu)緊湊、伺服控制、大慣量、大力矩輸出的功能部件，目前常規(guī)的做法是伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器實(shí)現(xiàn)這一要求的。為進(jìn)一步減小結(jié)構(gòu)尺寸，需要具有伺服控制、結(jié)構(gòu)緊湊、大慣量和大力矩輸出、中間為中空結(jié)構(gòu)以便于動(dòng)力及信號(hào)線從中間通過(guò)的中空力矩單元。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，具有伺服控制、結(jié)構(gòu)緊湊、大慣量和大力矩輸出、中間為中空結(jié)構(gòu)以便于動(dòng)力及信號(hào)線從中間通過(guò)。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，包括減速器和電機(jī)，其特征是，設(shè)有隔板、角度傳感器，減速器輸入軸為中空結(jié)構(gòu)，隔板穿套在減速器輸入軸上，隔板端部分別與電機(jī)殼體與電機(jī)后蓋配合連接，角度傳感器安裝在減速器輸入軸的臺(tái)階軸上，通過(guò)螺母實(shí)現(xiàn)軸向固定。
[0006]優(yōu)選的，所述隔板上有肩，隔板上的肩和電機(jī)殼體配合，通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)兩者的連接;隔板的肩和電機(jī)后蓋配合，通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)兩者的連接;減速器輸入軸的臺(tái)階軸上安裝調(diào)整墊片，調(diào)整墊片通過(guò)螺栓和隔板連接;角度傳感器的固定端通過(guò)螺栓和調(diào)整墊片連接。
[0007]優(yōu)選的，所述減速器輸入軸的臺(tái)階軸上安裝調(diào)整墊片，調(diào)整墊片并通過(guò)螺栓固定在電機(jī)后蓋上，角度傳感器通過(guò)螺栓和調(diào)整墊片連接。
[0008]優(yōu)選的，電機(jī)轉(zhuǎn)子的安裝方式為:電機(jī)轉(zhuǎn)子為磁性材料，電機(jī)轉(zhuǎn)子直接粘貼在減速器輸入軸的臺(tái)階軸上;或者電機(jī)轉(zhuǎn)子通過(guò)鍵和減速器輸入軸實(shí)現(xiàn)周向固定，并通過(guò)彈簧卡或螺母實(shí)現(xiàn)軸向固定。
[0009]優(yōu)選的，電機(jī)定子和電機(jī)殼體做成一體。
[0010]優(yōu)選的，電機(jī)殼體和隔板之間有隔熱材料隔開(kāi)；電機(jī)法蘭和減速器后法蘭之間有隔熱材料隔開(kāi)。
[0011]優(yōu)選的，所述隔板還包括隔板安裝孔、剎車安裝面、剎車非接觸面，剎車安裝面位于隔板肩徑向內(nèi)側(cè)，剎車安裝面的寬度大于所述隔板安裝孔的寬度，剎車安裝面一側(cè)的隔板中部向內(nèi)凹陷形成剎車非接觸面，剎車安裝在隔板剎車安裝面上，并通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)兩者的連接。
[0012]優(yōu)選的，電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)定子之間的遠(yuǎn)離減速器輸入端安裝軸承，軸承用彈簧卡或螺母實(shí)現(xiàn)軸向固定。
[0013]優(yōu)選的，運(yùn)動(dòng)輸出法蘭和減速器殼體之間安裝密封圈A;減速器殼體上有減速器前法蘭和減速器后法蘭，減速器前法蘭上有減速器前法蘭孔和螺栓孔，減速器后法蘭上的缺口正對(duì)減速器前法蘭孔；電機(jī)法蘭和減速器后法蘭通過(guò)止口配合，兩者的缺口對(duì)缺口，螺栓孔對(duì)螺栓孔，通過(guò)螺栓連接。
[0014]優(yōu)選的，減速器輸入軸和電機(jī)后蓋之間為間隙配合，并通過(guò)密封圈B實(shí)現(xiàn)密封。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0016]第一，將減速器的輸入端進(jìn)行針對(duì)性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以便于電機(jī)轉(zhuǎn)子的矽鋼片直接粘貼在減速器的輸入端，電機(jī)轉(zhuǎn)子可以直接驅(qū)動(dòng)減速器的輸入端，而無(wú)需另外的連接零件實(shí)現(xiàn)兩者的運(yùn)動(dòng)傳遞;也減少了支撐電機(jī)兩端的軸承。
[0017]第二，由于本實(shí)用新型所采用的減速器為高精密等級(jí)，減速器零件的精度高、之間的間隙小，如受到電機(jī)發(fā)熱的影響，將改變減速器零件之間合理的間隙，造成不利影響，為此，在減速器的殼體和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間、減速器后蓋和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間安裝隔熱材料，以減小電機(jī)定子工作時(shí)產(chǎn)生的熱量對(duì)減速器的影響。
[0018]第三，減速器殼體和電機(jī)定子之間的連接固定的結(jié)構(gòu)，直接影響到連接的便捷性和中空力矩單元的徑向尺寸和軸向尺寸大小。為此，在減速器殼體設(shè)計(jì)了雙法蘭結(jié)構(gòu)，減速器殼體的前法蘭上有螺紋孔和通孔，便于中空力矩單元在機(jī)架上的安裝;減速器殼體的后法蘭有螺紋孔，實(shí)現(xiàn)減速器殼體和電機(jī)定子之間的連接固定;且減速器殼體的后法蘭對(duì)于減速器殼體的前法蘭的通孔位置開(kāi)有缺口，便于安裝減速器殼體前法蘭的螺絲通過(guò)，實(shí)現(xiàn)安裝固定。
[0019]第四，在減速器的輸入軸上安裝編碼器和剎車元件，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)和斷電時(shí)的安全保護(hù)。
【附圖說(shuō)明】

[0020]圖1是本實(shí)用新型中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元的隔板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:密封圈Al，運(yùn)動(dòng)輸出法蘭上3，減速器殼體4，減速器前法蘭孔5，缺口 6，隔熱材料7，電機(jī)殼體8，電機(jī)轉(zhuǎn)子9，隔板10，剎車11，電機(jī)后蓋12，調(diào)整墊片13，角度傳感器14，密封圈B15，螺母16，電機(jī)轉(zhuǎn)子17，電機(jī)法蘭18，減速器后法蘭19，減速器前法蘭20，減速器輸入軸30。
[0022]隔板10上的說(shuō)明序號(hào):肩101，剎車安裝面102，剎車非接觸面103，隔板孔104。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本實(shí)用新型中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元的具體結(jié)構(gòu)說(shuō)明。
[0024]1、電機(jī)殼體和減速器殼體的連接結(jié)構(gòu)
[0025]電機(jī)殼體和減速器殼體的連接結(jié)構(gòu)直接影響了兩者連接的便捷性和中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元的徑向尺寸，為此，特在減速器部分設(shè)計(jì)了雙法蘭結(jié)構(gòu);減速器前法蘭用于中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元的安裝;減速器后法蘭用于電機(jī)殼體和減速器殼體的連接:減速器殼體4上有減速器前法蘭20和減速器后法蘭19，減速器前法蘭20上有減速器前法蘭孔5和螺栓孔，減速器后法蘭19上的缺口6正對(duì)減速器前法蘭孔5;電機(jī)法蘭18和減速器后法蘭19通過(guò)止口配合，兩者的缺口對(duì)缺口，螺栓孔對(duì)螺栓孔，通過(guò)螺栓連接。
[0026]2、電機(jī)轉(zhuǎn)子和減速器輸入軸的連接結(jié)構(gòu)[0027 ]電機(jī)轉(zhuǎn)子和減速器輸入軸有多種連接方式:
[0028]I電機(jī)轉(zhuǎn)子17的磁性材料，直接粘貼在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上；
[0029]2電機(jī)轉(zhuǎn)子17通過(guò)鍵和減速器輸入軸30實(shí)現(xiàn)周向固定，并通過(guò)彈簧卡或螺母實(shí)現(xiàn)軸向固定。
[0030]3、隔熱結(jié)構(gòu)
[0031]由于本實(shí)用新型所采用的減速器為高精密等級(jí)，減速器零件的精度高、之間的間隙小，如受到電機(jī)發(fā)熱的影響，將改變減速器零件之間合理的間隙，造成不利影響，為此，在減速器的殼體和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間、減速器后蓋和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間安裝隔熱材料，以減小電機(jī)定子工作時(shí)產(chǎn)生的熱量對(duì)減速器的影響:電機(jī)法蘭18和減速器后法蘭19之間隔熱材料隔開(kāi)；電機(jī)殼體8和隔板10之間有隔熱材料隔開(kāi)。
[0032]4、隔板的結(jié)構(gòu)說(shuō)明
[0033]隔板的作用:1用于固定剎車11的固定法蘭，2固定角度傳感器14的固定端。
[0034]隔板肩101的作用:隔板和電機(jī)殼體8、電機(jī)后蓋12的定位。
[0035]隔板和電機(jī)殼體8、電機(jī)后蓋12的定位不限于圖中所敘述結(jié)構(gòu)，即定位的止口可以有多種形式。對(duì)于隔板10的剎車安裝面102用于和剎車的端面法蘭連接;剎車飛接觸面103低于剎車安裝面102，目的是避免剎車11的活動(dòng)軸套被抵住。
[0036]5、力矩驅(qū)動(dòng)單元的中空結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)說(shuō)明
[0037]RV減速器、spinea減速器等，其中空輸入軸型號(hào)均可以實(shí)現(xiàn)布線從其中間穿過(guò)。當(dāng)用上述類型的減速器制造中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，需將減速器輸入軸30做成中空結(jié)構(gòu)，電機(jī)轉(zhuǎn)子固定在中空的減速器輸入軸上，減速器輸入軸30和電機(jī)后蓋12之間為間隙配合，并通過(guò)密封圈BI 5實(shí)現(xiàn)密封。
[0038]6、角度傳感器的安裝說(shuō)明
[0039](I)調(diào)整墊片13安裝在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上，并通過(guò)螺栓和隔板10連接，角度傳感器14安裝在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上，通過(guò)螺母16實(shí)現(xiàn)軸向固定，角度傳感器14的固定端通過(guò)螺栓和調(diào)整墊片13連接；
[0040](2)角度傳感器14安裝在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上，調(diào)整墊片13安裝在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上，并通過(guò)螺栓固定在電機(jī)后蓋12上，角度傳感器14通過(guò)螺栓和調(diào)整墊片13連接。
[0041]如圖1所示，中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，密封圈Al安裝在運(yùn)動(dòng)輸出法蘭3和減速器殼體4之間；減速器殼體4上有減速器前法蘭20和減速器后法蘭19，減速器前法蘭20上有減速器前法蘭孔5和螺栓孔，減速器后法蘭19上的缺口 6正對(duì)減速器前法蘭孔5;電機(jī)法蘭18和減速器后法蘭19通過(guò)止口配合，兩者的缺口對(duì)缺口，螺栓孔對(duì)螺栓孔，通過(guò)螺栓連接；電機(jī)轉(zhuǎn)子17安裝在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上；電機(jī)定子9安裝在電機(jī)殼體8的臺(tái)階孔內(nèi)；隔板10上有肩101和電機(jī)殼體8配合，通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)兩者的連接；隔板10上有肩101和電機(jī)后蓋12配合，通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)兩者的連接;調(diào)整墊片13安裝在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上，并通過(guò)螺栓和隔板10連接;角度傳感器14安裝在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上，通過(guò)螺母16實(shí)現(xiàn)軸向固定，角度傳感器14的固定端通過(guò)螺栓和調(diào)整墊片13連接;減速器輸入軸30和電機(jī)后蓋12之間為間隙配合，并通過(guò)密封圈B15實(shí)現(xiàn)密封;減速器輸入軸30為中空結(jié)構(gòu)。
[0042 ]電機(jī)轉(zhuǎn)子17的磁性材料，直接粘貼在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上。
[0043]電機(jī)轉(zhuǎn)子17通過(guò)鍵和減速器輸入軸30實(shí)現(xiàn)周向固定，并通過(guò)彈簧卡或螺母實(shí)現(xiàn)軸向固定。
[0044]電機(jī)定子9和電機(jī)殼體8做成一體。
[0045]電機(jī)殼體8和隔板10之間、有隔熱材料隔開(kāi)；電機(jī)法蘭18和減速器后法蘭19之間隔熱材料隔開(kāi)。
[0046]剎車11安裝在隔板10剎車安裝面102上，并通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)兩者的連接。
[0047]角度傳感器14安裝在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上，調(diào)整墊片13安裝在減速器輸入軸30的臺(tái)階軸上，并通過(guò)螺栓固定在電機(jī)后蓋12上，角度傳感器14通過(guò)螺栓和調(diào)整墊片13連接。
[0048]電機(jī)轉(zhuǎn)子17和電機(jī)定子9之間的遠(yuǎn)離減速器輸入端安裝軸承，軸承用彈簧卡或螺母實(shí)現(xiàn)軸向固定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，包括減速器和電機(jī)，其特征是，設(shè)有隔板(10)、角度傳感器(14)，減速器輸入軸(30)為中空結(jié)構(gòu)，隔板(10)穿套在減速器輸入軸(30)上，隔板端部分別與電機(jī)殼體(8)與電機(jī)后蓋(12)配合連接，角度傳感器(14)安裝在減速器輸入軸(30)的臺(tái)階軸上，通過(guò)螺母(16)實(shí)現(xiàn)軸向固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，其特征是，所述隔板(10)上有肩(101)，隔板(10)上的肩(101)和電機(jī)殼體(8)配合，通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)兩者的連接;隔板(10)的肩(101)和電機(jī)后蓋(12)配合，通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)兩者的連接;減速器輸入軸(30)的臺(tái)階軸上安裝調(diào)整墊片(13)，調(diào)整墊片(13)通過(guò)螺栓和隔板(10)連接;角度傳感器(14)的固定端通過(guò)螺栓和調(diào)整墊片(13)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，其特征是，所述減速器輸入軸(30)的臺(tái)階軸上安裝調(diào)整墊片(13)，調(diào)整墊片(13)并通過(guò)螺栓固定在電機(jī)后蓋(12)上，角度傳感器(14)通過(guò)螺栓和調(diào)整墊片(13)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，其特征是，電機(jī)轉(zhuǎn)子(17)的安裝方式為:電機(jī)轉(zhuǎn)子(17)為磁性材料，電機(jī)轉(zhuǎn)子(17)直接粘貼在減速器輸入軸(30)的臺(tái)階軸上;或者電機(jī)轉(zhuǎn)子(17)通過(guò)鍵和減速器輸入軸(30)實(shí)現(xiàn)周向固定，并通過(guò)彈簧卡或螺母實(shí)現(xiàn)軸向固定。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，其特征是，電機(jī)定子(9)和電機(jī)殼體(8)做成一體。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，其特征是，電機(jī)殼體(8)和隔板(10)之間有隔熱材料隔開(kāi);電機(jī)法蘭(18)和減速器后法蘭(19)之間有隔熱材料隔開(kāi)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，其特征是，所述隔板(10)還包括隔板安裝孔(104)、剎車安裝面(102)、剎車非接觸面(103)，剎車安裝面(102)位于隔板肩(101)徑向內(nèi)側(cè)，剎車安裝面(102)的寬度大于所述隔板安裝孔(104)的寬度，剎車安裝面(102)—側(cè)的隔板中部向內(nèi)凹陷形成剎車非接觸面(103)，剎車(11)安裝在隔板(10)剎車安裝面(102)上，并通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)兩者的連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，其特征是，電機(jī)轉(zhuǎn)子(17)和電機(jī)定子(9)之間的遠(yuǎn)離減速器輸入端安裝軸承，軸承用彈簧卡或螺母實(shí)現(xiàn)軸向固定。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，其特征是，運(yùn)動(dòng)輸出法蘭(3)和減速器殼體(4)之間安裝密封圈A(I);減速器殼體(4)上有減速器前法蘭(20)和減速器后法蘭(19)，減速器前法蘭(20)上有減速器前法蘭孔(5)和螺栓孔，減速器后法蘭(19)上的缺口(6)正對(duì)減速器前法蘭孔(5);電機(jī)法蘭(18)和減速器后法蘭(19)通過(guò)止口配合，兩者的缺口對(duì)缺口，螺栓孔對(duì)螺栓孔，通過(guò)螺栓連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的中空的力矩驅(qū)動(dòng)單元，其特征是，減速器輸入軸(30)和電機(jī)后蓋(12)之間為間隙配合，并通過(guò)密封圈B(15)實(shí)現(xiàn)密封。
【文檔編號(hào)】H02K7/10GK205725307SQ201620272735
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月5日
【發(fā)明人】姜銘, 王心成, 姜欣悅, 喬小萍, 喬玉蘭
【申請(qǐng)人】姜銘