一种基于摆线减速器一体化机器人驱动关节及机器人

本发明涉及机器人，尤其涉及一种基于摆线减速器一体化机器人驱动关节及机器人。

背景技术：

1、对于机器人来说，驱动单元是核心部件，直接影响机器人的运动性能，由于适用场景的限制，要求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。现有的机器人驱动关节的结构大部分是通过伺服电机和减速器与旋转臂相连来实现旋转臂的转动，由于所使用的均为标准的电机和减速器，导致驱动关节体积大、质量大、输出扭矩较小，响应较慢，直接影响机器人驱动关节的运动性能和相应精度，不利于实现关节结构轻量化、小型化以及紧凑化设计，并影响了机器人的性能提升。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。

2、目前，机器人驱动关节主要存在以下问题：传统电机减速器一体化驱动关节需要电机与减速器串接相连的布置方式，重量大、占用体积大并且不够紧凑。传统电机减速器组成的驱动关节一般只能实现一侧输入、一侧输出，限制了外接部件的数目以及驱动关节的布置方式。传统电机减速器组成的驱动关节结构复杂，装配繁琐。

3、因此，本领域技术人员致力于开发一种基于摆线减速器一体化机器人驱动关节及机器人。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何减小传统电机减速器串联一体化驱动关节的重量和体积，并提高其结构紧凑性。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，包括外壳组件、内置无框电机组件、减速器组件，所述内置无框电机组件设置在所述外壳组件内部，所述减速器组件在所述外壳组件内部对称设置于所述内置无框电机组件的两侧，所述减速器组件与所述内置无框电机组件之间为传动连接，以将所述无框电机组件的旋转运动通过所述减速器组件传递输出至所述外壳组件外部实现减速增扭。

3、进一步地，所述外壳组件包括压盖和外壳，所述外壳和所述压盖通过螺栓连接，在所述外壳外侧端面沿圆周方向均布设置有孔。

4、进一步地，内置无框电机组件包括驱动板、外定子，所述外定子通过机械限位的方式固定设置在所述外壳内部，所述驱动板与所述外定子通过螺栓固定连接。

5、进一步地，所述无框电机组件还包括内转子、内置轴承座、轴承，所述内转子间隙设置于所述外定子内部，所述内置轴承座连接设置在所述内转子内部，所述轴承设置在所述内置轴承座两侧，用于将所述内转子的旋转运动经所述内置轴承座传递给两侧的所述减速器组件。

6、进一步地，减速器组件包括摆线轮，所述摆线轮于所述内置无框电机组件的两侧对称设置，并通过所述轴承与所述内置轴承座连接，

7、进一步地，所述减速器组件还包括针齿，所述针齿在所述外壳外侧端面沿圆周方向均布设置，并与所述外壳外侧端面沿圆周方向均布设置的孔相配合，所述摆线轮在所述内转子的驱动和所述针齿的共同约束下进行公转和自转的平面运动，

8、进一步地，所述减速器组件还包括内置贯穿柱销、柱销轴承，所述内置贯穿柱销完全贯穿设置于所述内置轴承座内部，并通过所述柱销轴承与所述摆线轮端面上靠近所述摆线轮端面中心沿圆周方向均布设置的孔相配合，用于使所述摆线轮的运动传递给所述内置贯穿柱销。

9、进一步地，所述减速器组件还包括输出盘，所述输出盘通过螺栓与所述内置贯穿柱销连接，所述内转子的旋转运动经所述摆线轮减速后，通过所述内置贯穿柱销接同步传递至对称设置于所述摆线轮两侧的所述输出盘，用于实现动力的两侧对称同步输出。

10、进一步地，所述减速器组件还包括压盖轴承，所述压盖轴承设置在所述输出盘上，并与沿所述压盖中心线方向设置于所述压盖端面上的孔相配合。

11、进一步地，一种机器人，包括所述基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，所述机器人是工业机器人、农业机器人、医疗机器人。

12、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

13、(1)本发明能够实现电机减速器一体化关节的集成，有利于关节结构的轻量化设计、小型化以及紧凑化设计。

14、(2)本发明能够实现双侧对称同步输出，拓展减速器输出端的外接部件数目，并且内置贯穿柱销分别连接两侧输出盘的设计使得两端的输出同步一致，避免两侧的输出转速和力矩出现偏差，增加机器人运动的平稳性、可靠性以及普遍适用性。

15、(3)本发明整体结构简单，拆装方便，实用性和便利性更好。

16、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

技术特征：

1.一种基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，其特征在于，包括外壳组件、内置无框电机组件、减速器组件，所述内置无框电机组件设置在所述外壳组件内部，所述减速器组件在所述外壳组件内部对称设置于所述内置无框电机组件的两侧，所述减速器组件与所述内置无框电机组件之间为传动连接，以将所述无框电机组件的旋转运动通过所述减速器组件传递输出至所述外壳组件外部实现减速增扭。

2.如权利要求1所述基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，其特征在于，所述外壳组件包括压盖和外壳，所述外壳和所述压盖通过螺栓连接，在所述外壳外侧端面沿圆周方向均布设置有孔。

3.如权利要求2所述基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，其特征在于，内置无框电机组件包括驱动板、外定子，所述外定子通过机械限位的方式固定设置在所述外壳内部，所述驱动板与所述外定子通过螺栓固定连接。

4.如权利要求3所述基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，其特征在于，所述无框电机组件还包括内转子、内置轴承座、轴承，所述内转子间隙设置于所述外定子内部，所述内置轴承座连接设置在所述内转子内部，所述轴承设置在所述内置轴承座两侧，用于将所述内转子的旋转运动经所述内置轴承座传递给两侧的所述减速器组件。

5.如权利要求4所述基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，其特征在于，减速器组件包括摆线轮，所述摆线轮于所述内置无框电机组件的两侧对称设置，并通过所述轴承与所述内置轴承座连接。

6.如权利要求5所述基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，其特征在于，所述减速器组件还包括针齿，所述针齿在所述外壳外侧端面沿圆周方向均布设置，并与所述外壳外侧端面沿圆周方向均布设置的孔相配合，所述摆线轮在所述内转子的驱动和所述针齿的共同约束下进行公转和自转的平面运动。

7.如权利要求6所述基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，其特征在于，所述减速器组件还包括内置贯穿柱销、柱销轴承，所述内置贯穿柱销完全贯穿设置于所述内置轴承座内部，并通过所述柱销轴承与所述摆线轮端面上靠近所述摆线轮端面中心沿圆周方向均布设置的孔相配合，用于使所述摆线轮的运动传递给所述内置贯穿柱销。

8.如权利要求7所述基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，其特征在于，所述减速器组件还包括输出盘，所述输出盘通过螺栓与所述内置贯穿柱销连接，所述内转子的旋转运动经所述摆线轮减速后，通过所述内置贯穿柱销接同步传递至对称设置于所述摆线轮两侧的所述输出盘，用于实现动力的两侧对称同步输出。

9.如权利要求8所述基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，其特征在于，所述减速器组件还包括压盖轴承，所述压盖轴承设置在所述输出盘上，并与沿所述压盖中心线方向设置于所述压盖端面上的孔相配合。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述基于摆线减速器一体化机器人驱动关节，所述机器人是工业机器人、农业机器人、医疗机器人。

技术总结本发明公开一种基于摆线减速器一体化机器人驱动关节及机器人，涉及机器人技术领域，包括外壳组件、内置无框电机组件、减速器组件，所述内置无框电机组件设置在所述外壳组件内部，所述减速器组件在所述外壳组件内部对称设置于所述内置无框电机组件的两侧，所述减速器组件与所述内置无框电机组件之间为传动连接，以将所述无框电机组件的旋转运动通过所述减速器组件传递输出至所述外壳组件外部实现减速增扭。本发明采用电机减速器一体化集成及双侧对称同步输出，使得关节结构轻量化、小型化、紧凑化，增加机器人运动的平稳性、可靠性、普适性，整体结构简单，拆装方便，实用性，便利性更好。技术研发人员：陈根良,闫天一,陈正涛,王衍军,王皓受保护的技术使用者：上海交通大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5