一種空心無刷電機、諧波減速器一體機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空心無刷電機、諧波減速器一體機，其包括機器殼體、殼體蓋板、空心主軸、空心無刷電機總成、諧波減速器總成、法蘭蓋、控制器，空心無刷電機總成包括無刷電機定子組件、無刷電機轉(zhuǎn)子組件、PCB電路板，無刷電機定子組件包括定子鐵芯疊片、線圈繞組，無刷電機轉(zhuǎn)子組件包括銣鐵硼磁鐵；諧波減速器總成包括柔輪、與柔輪配合的剛輪、位于柔輪與剛輪之間的交叉圓柱滾子軸承，機器殼體、柔輪的傳動部、交叉圓柱滾子軸承的外圈依次螺接，法蘭盤、剛輪、交叉圓柱滾子軸承的內(nèi)圈依次螺接。通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，本發(fā)明具有設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕的優(yōu)點，且能有效解決機器人走線問題，以便于機器人實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】
一種空心無刷電機、諧波減速器一體機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空心無刷電機、諧波減速器一體機。
【背景技術(shù)】
[0002]機器人諧波減速器憑借其結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、噪音小、傳動比大、傳動精度高和效率高等優(yōu)點，而被作為機器人關(guān)節(jié)的重要部件廣泛使用。自從1955年美國C.W.麥塞爾發(fā)明了第一臺諧波減速器以來，全世界主要工業(yè)國家都對其進行了全面研究，進而陸續(xù)制備出很多系列種類和尺寸規(guī)格不同的諧波減速器，其中以漸開線小模數(shù)齒輪齒廓諧波減速器使用最為廣泛。其中，諧波減速器憑借上述優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用在機器人的關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)部位、機械加工中心的旋轉(zhuǎn)工作臺、機械手旋轉(zhuǎn)部、精密旋轉(zhuǎn)工作臺、醫(yī)療儀器、計量器具、IC制造裝置、航空航天裝置、國防設(shè)備(例如導(dǎo)彈、雷達、火箭)等廣泛領(lǐng)域，尤其是在工業(yè)機器人領(lǐng)域應(yīng)用十分普遍;對于工業(yè)機器人而言，諧波減速器能夠大大減小工業(yè)機器人的尺寸、降低噪音、提高效率和精度。
[0003]對于現(xiàn)有的機器人而言，諧波減速器一般通過伺服電機進行驅(qū)動，以實現(xiàn)機器人傳動的減速動作;然而，對于現(xiàn)有的機器人驅(qū)動機構(gòu)而言，其普遍存在設(shè)計不合理、走線復(fù)雜且不能實現(xiàn)360度轉(zhuǎn)動的缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種空心無刷電機、諧波減速器一體機，該空心無刷電機、諧波減速器一體機設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，且能夠有效地解決機器人走線問題，以便于機器人實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
[0006]—種空心無刷電機、諧波減速器一體機，包括有機器殼體，機器殼體的內(nèi)部開設(shè)有前后完全貫穿的殼體容置腔，機器殼體的后端部螺裝有蓋裝于殼體容置腔的后端開口處的殼體蓋板，殼體蓋板的中間位置開設(shè)有前后完全貫穿的蓋板通孔，機器殼體的殼體容置腔內(nèi)可相對轉(zhuǎn)動地嵌裝有空心主軸，空心主軸的前端部延伸至機器殼體的前端側(cè)，空心主軸的后端部伸入至殼體蓋板的蓋板通孔內(nèi)；
機器殼體的殼體容置腔內(nèi)嵌裝有位于空心主軸外圍的空心無刷電機總成，機器殼體的前端側(cè)裝設(shè)有位于空心無刷電機總成前端側(cè)且位于空心主軸外圍的諧波減速器總成，空心無刷電機總成包括有無刷電機定子組件、位于無刷電機定子組件內(nèi)側(cè)且與無刷電機定子組件相配合的無刷電機轉(zhuǎn)子組件，無刷電機定子組件包括有由硅鋼片層疊而成的定子鐵芯疊片、纏繞于定子鐵芯疊片的線圈繞組，無刷電機轉(zhuǎn)子組件包括有裝設(shè)于定子鐵芯疊片內(nèi)側(cè)且套卡于空心主軸外圍的銣鐵硼磁鐵，殼體容置腔內(nèi)于無刷電機定子組件的后端側(cè)嵌裝有PCB電路板，PCB電路板通過導(dǎo)線與無刷電機定子組件的線圈繞組電連接；
諧波減速器總成包括有柔輪、與柔輪相配合的剛輪、裝設(shè)于柔輪與剛輪之間的交叉圓柱滾子軸承，柔輪設(shè)置有外齒輪部以及垂直于外齒輪部的傳動部，外齒輪部與傳動部一體成型，柔輪的外齒輪部芯部開設(shè)有完全貫穿的柔輪中心孔，外齒輪部的外圓周面設(shè)置有沿著柔輪中心孔的軸線方向延伸且呈圓周環(huán)狀均勻間隔分布的柔輪輪齒，剛輪的芯部開設(shè)有完全貫穿的剛輪中心孔，剛輪中心孔的圓周面設(shè)置有沿著剛輪中心孔軸線方向延伸且呈圓周環(huán)狀均勻間隔分布的剛輪輪齒，柔輪的外齒輪部嵌裝于剛輪中心孔內(nèi)且剛輪輪齒與柔輪輪齒相嚙合，空心主軸穿過柔輪中心孔且空心主軸通過柔性軸承與柔輪中心孔相配合，機器殼體、柔輪的傳動部、交叉圓柱滾子軸承的外圈依次螺接，剛輪的前端側(cè)裝設(shè)有套裝于空心主軸外圍的法蘭盤，法蘭盤、剛輪、交叉圓柱滾子軸承的內(nèi)圈依次螺接；
該空心無刷電機、諧波減速器一體機還包括有控制器，控制器通過導(dǎo)線與PCB電路板電連接。
[0007]其中，所述空心主軸的外圍套卡軸套，所述銣鐵硼磁鐵套裝于軸套外套且銣鐵硼磁鐵與軸套通過平鍵止轉(zhuǎn)連接。
[0008]其中，所述銣鐵硼磁鐵外圍套裝有麥拉保護片。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明所述的一種空心無刷電機、諧波減速器一體機，其包括機器殼體、殼體蓋板，機器殼體的殼體容置腔內(nèi)嵌裝空心主軸、位于空心主軸外圍的空心無刷電機總成，機器殼體前端側(cè)裝設(shè)諧波減速器總成，空心無刷電機總成包括無刷電機定子組件、無刷電機轉(zhuǎn)子組件，無刷電機定子組件包括定子鐵芯疊片、線圈繞組，無刷電機轉(zhuǎn)子組件包括銣鐵硼磁鐵，殼體容置腔內(nèi)于無刷電機定子組件后端側(cè)嵌裝PCB電路板，PCB電路板通過導(dǎo)線與線圈繞組電連接;諧波減速器總成包括柔輪、剛輪、交叉圓柱滾子軸承，柔輪設(shè)置外齒輪部、傳動部，柔輪的外齒輪部嵌裝于剛輪的剛輪中心孔內(nèi)且剛輪輪齒與柔輪輪齒相嚙合，空心主軸穿過柔輪中心孔且空心主軸通過柔性軸承與柔輪中心孔相配合，機器殼體、柔輪的傳動部、交叉圓柱滾子軸承的外圈依次螺接，剛輪的前端側(cè)裝設(shè)有套裝于空心主軸外圍的法蘭盤，法蘭盤、剛輪、交叉圓柱滾子軸承的內(nèi)圈依次螺接;該空心無刷電機、諧波減速器一體機還包括控制器，控制器通過導(dǎo)線與PCB電路板電連接。通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，本發(fā)明具有設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕的優(yōu)點，且能夠有效地解決機器人走線問題，以便于機器人實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0010]下面利用附圖來對本發(fā)明進行進一步的說明，但是附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]在圖1中包括有:
11——機器殼體111——殼體容置腔
12 殼體蓋板121 蓋板通孔
2--空心主軸3--空心無刷電機總成
31 定子鐵芯疊片321 働鐵棚磁鐵
322——軸套323——平鍵
324——麥拉保護片33——PCB電路板
4諧波減速器總成41 柔輪
411——外齒輪部4111——柔輪中心孔 412——傳動部42——剛輪
421一一剛輪中心孔43—一交叉圓柱滾子軸承
44——柔性軸承5——法蘭盤
6——深溝球軸承7——油封。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體的實施方式來對本發(fā)明進行說明。
[0014]如圖1所不，一種空心無刷電機、諧波減速器一體機，包括有機器殼體11，機器殼體11的內(nèi)部開設(shè)有前后完全貫穿的殼體容置腔111，機器殼體11的后端部螺裝有蓋裝于殼體容置腔111的后端開口處的殼體蓋板12，殼體蓋板12的中間位置開設(shè)有前后完全貫穿的蓋板通孔121，機器殼體11的殼體容置腔111內(nèi)可相對轉(zhuǎn)動地嵌裝有空心主軸2，空心主軸2的前端部延伸至機器殼體11的前端側(cè)，空心主軸2的后端部伸入至殼體蓋板12的蓋板通孔121內(nèi)。
[0015]進一步的，機器殼體11的殼體容置腔111內(nèi)嵌裝有位于空心主軸2外圍的空心無刷電機總成3，機器殼體11的前端側(cè)裝設(shè)有位于空心無刷電機總成3前端側(cè)且位于空心主軸2外圍的諧波減速器總成4，空心無刷電機總成3包括有無刷電機定子組件、位于無刷電機定子組件內(nèi)側(cè)且與無刷電機定子組件相配合的無刷電機轉(zhuǎn)子組件，無刷電機定子組件包括有由硅鋼片層疊而成的定子鐵芯疊片31、纏繞于定子鐵芯疊片31的線圈繞組，無刷電機轉(zhuǎn)子組件包括有裝設(shè)于定子鐵芯疊片31內(nèi)側(cè)且套卡于空心主軸2外圍的銣鐵硼磁鐵321，殼體容置腔111內(nèi)于無刷電機定子組件的后端側(cè)嵌裝有PCB電路板33，PCB電路板33通過導(dǎo)線與無刷電機定子組件的線圈繞組電連接。
[0016]更進一步的，諧波減速器總成4包括有柔輪41、與柔輪41相配合的剛輪42、裝設(shè)于柔輪41與剛輪42之間的交叉圓柱滾子軸承43，柔輪41設(shè)置有外齒輪部411以及垂直于外齒輪部411的傳動部412，外齒輪部411與傳動部412—體成型，柔輪41的外齒輪部411芯部開設(shè)有完全貫穿的柔輪中心孔4111，外齒輪部411的外圓周面設(shè)置有沿著柔輪中心孔4111的軸線方向延伸且呈圓周環(huán)狀均勻間隔分布的柔輪輪齒，剛輪42的芯部開設(shè)有完全貫穿的剛輪中心孔421，剛輪中心孔421的圓周面設(shè)置有沿著剛輪中心孔421軸線方向延伸且呈圓周環(huán)狀均勻間隔分布的剛輪輪齒，柔輪41的外齒輪部411嵌裝于剛輪中心孔421內(nèi)且剛輪輪齒與柔輪輪齒相嚙合，空心主軸2穿過柔輪中心孔4111且空心主軸2通過柔性軸承44與柔輪中心孔4111相配合，機器殼體11、柔輪41的傳動部412、交叉圓柱滾子軸承43的外圈依次螺接，剛輪42的前端側(cè)裝設(shè)有套裝于空心主軸2外圍的法蘭盤5，法蘭盤5、剛輪42、交叉圓柱滾子軸承43的內(nèi)圈依次螺接。
[0017]另外，該空心無刷電機、諧波減速器一體機還包括有控制器，控制器通過導(dǎo)線與PCB電路板33電連接。
[0018]需進一步指出，如圖1所示，空心主軸2的外圍套卡軸套322，銣鐵硼磁鐵321套裝于軸套322外套且銣鐵硼磁鐵321與軸套322通過平鍵323止轉(zhuǎn)連接。另外，銣鐵硼磁鐵321外圍套裝有麥拉保護片324。
[0019]在本發(fā)明工作過程中，控制器通過PCB電路板33為纏繞于定子鐵芯疊片31的線圈繞組供電，無刷電機定子組件所產(chǎn)生的磁場驅(qū)動銣鐵硼磁鐵321轉(zhuǎn)動，銣鐵硼磁鐵321再帶動空心主軸2轉(zhuǎn)動，空心主軸2與柔性軸承44組成波發(fā)生器，高速轉(zhuǎn)動的空心主軸2通過波發(fā)生器帶動柔輪41并將柔輪41變成橢圓形，柔輪41與剛輪42相配合并實現(xiàn)諧波減速;其中，本發(fā)明的法蘭蓋作為運動和動力輸出端，且法蘭蓋與剛輪42同步轉(zhuǎn)動。
[0020]需進一步解釋，本發(fā)明的定子鐵芯疊片31可通過粘合劑粘接于殼體容置腔111的內(nèi)壁，機器殼體11與空心主軸2之間以及法蘭蓋與空心主軸2之間分別裝設(shè)有深溝球軸承6;另外，為保證深溝球軸承6、諧波減速器總成4的密封性，本發(fā)明于機器殼體11與空心主軸2之間、法蘭蓋與空心主軸2之間、交叉圓柱滾子軸承43的外圈與內(nèi)圈之間分別裝設(shè)有油封7。
[0021]綜合上述情況可知，通過上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，本發(fā)明具有以下優(yōu)點，具體為:1、對于機器人而言，電源線和信號線可以通過空心主軸2而穿過空心無刷電機總成3以及諧波減速器總成4，進而可以有效地解決機器人走線的問題，且可以使得機器人實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn);2、尺寸大大減小，重量減輕，從而減小了機器人各關(guān)鍵的外形尺寸，增加了機器人的有效負載，增加了機器人的電機、減速器、機器人本體的壽命;3、結(jié)構(gòu)緊湊，剛度大，精度高;4、運動平穩(wěn)性大大增加，振動小;5、噪音小;6、機械效率高，發(fā)熱小。
[0022]以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項】
1.一種空心無刷電機、諧波減速器一體機，其特征在于:包括有機器殼體(11)，機器殼體(11)的內(nèi)部開設(shè)有前后完全貫穿的殼體容置腔(111)，機器殼體(11)的后端部螺裝有蓋裝于殼體容置腔(111)的后端開口處的殼體蓋板(12)，殼體蓋板(12)的中間位置開設(shè)有前后完全貫穿的蓋板通孔(121)，機器殼體(11)的殼體容置腔(111)內(nèi)可相對轉(zhuǎn)動地嵌裝有空心主軸(2)，空心主軸(2)的前端部延伸至機器殼體(11)的前端側(cè)，空心主軸(2)的后端部伸入至殼體蓋板(12)的蓋板通孔(121)內(nèi)； 機器殼體(11)的殼體容置腔(111)內(nèi)嵌裝有位于空心主軸(2)外圍的空心無刷電機總成(3)，機器殼體(11)的前端側(cè)裝設(shè)有位于空心無刷電機總成(3)前端側(cè)且位于空心主軸(2)外圍的諧波減速器總成(4)，空心無刷電機總成(3)包括有無刷電機定子組件、位于無刷電機定子組件內(nèi)側(cè)且與無刷電機定子組件相配合的無刷電機轉(zhuǎn)子組件，無刷電機定子組件包括有由硅鋼片層疊而成的定子鐵芯疊片(31)、纏繞于定子鐵芯疊片(31)的線圈繞組，無刷電機轉(zhuǎn)子組件包括有裝設(shè)于定子鐵芯疊片(31)內(nèi)側(cè)且套卡于空心主軸(2)外圍的銣鐵硼磁鐵(321)，殼體容置腔(111)內(nèi)于無刷電機定子組件的后端側(cè)嵌裝有PCB電路板(33)，PCB電路板(33)通過導(dǎo)線與無刷電機定子組件的線圈繞組電連接； 諧波減速器總成(4)包括有柔輪(41)、與柔輪(41)相配合的剛輪(42)、裝設(shè)于柔輪(41)與剛輪(42)之間的交叉圓柱滾子軸承(43)，柔輪(41)設(shè)置有外齒輪部(411)以及垂直于外齒輪部(411)的傳動部(412)，外齒輪部(411)與傳動部(412)—體成型，柔輪(41)的外齒輪部(411)芯部開設(shè)有完全貫穿的柔輪中心孔(4111)，外齒輪部(411)的外圓周面設(shè)置有沿著柔輪中心孔(4111)的軸線方向延伸且呈圓周環(huán)狀均勻間隔分布的柔輪輪齒，剛輪(42)的芯部開設(shè)有完全貫穿的剛輪中心孔(421)，剛輪中心孔(421)的圓周面設(shè)置有沿著剛輪中心孔(421)軸線方向延伸且呈圓周環(huán)狀均勻間隔分布的剛輪輪齒，柔輪(41)的外齒輪部(411)嵌裝于剛輪中心孔(421)內(nèi)且剛輪輪齒與柔輪輪齒相嚙合，空心主軸(2)穿過柔輪中心孔(4111)且空心主軸(2)通過柔性軸承(44)與柔輪中心孔(4111)相配合，機器殼體(11)、柔輪(41)的傳動部(412)、交叉圓柱滾子軸承(43)的外圈依次螺接，剛輪(42)的前端側(cè)裝設(shè)有套裝于空心主軸(2)外圍的法蘭盤(5)，法蘭盤(5)、剛輪(42)、交叉圓柱滾子軸承(43)的內(nèi)圈依次螺接； 該空心無刷電機、諧波減速器一體機還包括有控制器，控制器通過導(dǎo)線與PCB電路板(33)電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心無刷電機、諧波減速器一體機，其特征在于:所述空心主軸(2)的外圍套卡軸套(322)，所述銣鐵硼磁鐵(321)套裝于軸套(322)外套且銣鐵硼磁鐵(321)與軸套(322)通過平鍵(323)止轉(zhuǎn)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空心無刷電機、諧波減速器一體機，其特征在于:所述銣鐵硼磁鐵(321)外圍套裝有麥拉保護片(324)。
【文檔編號】H02K7/116GK106026515SQ201610672283
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月16日
【發(fā)明人】馬新全
【申請人】馬新全