一种轮毂电机及机器人轮腿

本技术属于机器人，尤其涉及一种轮毂电机及机器人轮腿。

背景技术：

1、轮腿式机器人结合了轮式机器人和腿足式机器人的优点，具有一对带驱动轮组件的腿足结构，又称轮腿、轮足。其既能利用驱动轮快速移动，又能利用腿足结构做出越障等动作，功能全面，场景适应性强，且由于针对较平的地可以利用驱动轮来驱动，所以可有效降低电池能耗，保障续航。

2、轮腿式机器人也属于常规地面机器人的一种，其主机（也即轮腿式机器人的主机，下文中称“主机”）上需要安装电池、腿足结构（包括驱动腿足结构动作的多个电机）、驱动轮组件（需要带动驱动轮的电机）、各种线束、感应模块、通讯模块等多个结构，又考虑到主机没法做的很大（主机大的话，腿足结构、驱动轮组件等也需要做大，整体就会很重，不仅不利于多种场景下的使用，更会导致续航大减），因此在主机尺寸优先的条件下，各结构布局的合理性是相当重要的，尤其是对于各结构的安装空间来说，需要“精打细算”。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种轮毂电机及机器人轮腿，将带动驱动轮的电机以及电机驱动板全部集成在了驱动轮之上，从而极大地节省了主机上的安装空间，让轮腿式机器人整体布局的合理性得到明显提升，且相较于更多的重量集中在位置相对更高的主机上而言，让更多的重量集中在位置相对较低的驱动轮上，可以让轮腿式机器人的工作过程稳定性显著提升。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种轮毂电机，用于驱动轮腿式机器人的驱动轮转动，包括机壳、电机定子、电机转子及电机驱动板；

4、所述机壳包括转侧壳部及定侧壳部，所述转侧壳部与所述定侧壳部转动连接；

5、所述转侧壳部，用于带着驱动轮一起转动，包括与所述驱动轮连接的转侧套筒部，所述驱动轮的转动中心线与所述转侧壳部的转动中心线重合；

6、所述定侧壳部，用于与轮腿式机器人的腿足末端连接，包括用于安装电机定子的定子座及用于连接轮腿式机器人的腿足末端的定侧连接座，所定子座内设有定子安装环腔，所述电机定子安装在定子安装环腔内，所述电机定子具有中心内容腔；

7、所述电机转子，包括转子输出轴、转子本体及由若干转子辐条构成的转子辐条组，所述转子本体套设在所述电机定子外，所述转子输出轴通过转子辐条组连接转子本体，所述转子输出轴用于驱动所述转侧壳部，所述转子输出轴的一端处在中心内容腔内，所述电机驱动板处在中心内容腔内。

8、作为优选，所述机壳内设有行星减速结构，所述行星减速结构包括输出齿圈及中间齿轮组，所述中间齿轮组由三个沿输出齿圈周向均布的中齿轮构成，所述转子输出轴上套设有轴齿轮，所述中齿轮与所述轴齿轮啮合，所述输出齿圈连接所述转侧壳部。

9、作为优选，所述定侧壳部上设有远侧轴承及近侧轴承，所述转侧壳部还包括设于转侧套筒部一端的远侧盖、与远侧轴承配合的台环部、设于远侧盖与台环部之间的接环部及与转侧套筒部另一端连接的端套部，所述端套部与近侧轴承配合，所述台环部套设在远侧轴承上，所述端套部套设在近侧轴承）上，所述转子本体（202）与定子安装腔均处在套筒部内。

10、作为优选，所述轮腿式机器人的腿足末端设有同心度定位凸台，所述定侧连接座上设有与所述同心度定位凸台适配的定位圆槽，所述定侧壳部上设有若干定侧螺栓孔，所述同心度定位凸台上设有若干与定侧螺栓孔一一对应的定侧螺钉，所述定侧螺钉与对应的同心度定位凸台螺纹连接，所述定侧螺钉与对应的定侧螺栓孔螺纹固定。

11、作为优选，所述驱动轮包括轮子本体及轮子辐条组，轮子辐条组包括若干轮子单辐条，在一个轮子单辐条中：所述轮子单辐条一端与所述侧套筒部的外侧壁连接，所述轮子单辐条另一端与所述轮子本体连接。

12、作为优选，所述同心度定位凸台上设有若干撞风孔，所述撞风孔的开口朝向轮腿式机器人的前方，所述撞风孔通过设于所述同心度定位凸台上的腿足风道连通至中心内容腔，所述远侧盖内设有散排腔，所述中心内容腔连通所述散排腔，所述远侧盖上设有与散排腔连通的散排孔，所述转子输出轴的另一端处在所述散排腔内，所述转子输出轴处在散排腔内的一端设有导流叶轮，定位圆槽、中心内容腔、散排腔及散排孔沿转子输出轴轴向依次布置，所述导流叶轮的导流方向为由所述中心内容腔至所述散排孔。

13、一种机器人轮腿，包括前述方案中任一项所述的一种轮毂电机。

14、本实用新型的有益效果是：将带动驱动轮的电机以及电机驱动板全部集成在了驱动轮之上，从而极大地节省了主机上的安装空间，让轮腿式机器人整体布局的合理性得到明显提升，且相较于更多的重量集中在位置相对更高的主机上而言，让更多的重量集中在位置相对较低的驱动轮上，可以让轮腿式机器人的工作过程稳定性显著提升。

技术特征：

1.一种轮毂电机，用于驱动轮腿式机器人的驱动轮（7）转动，其特征是，包括机壳、电机定子（1）、电机转子（2）及电机驱动板（3）；

2.根据权利要求1所述的一种轮毂电机，其特征是，所述机壳内设有行星减速结构（6），所述行星减速结构（6）包括输出齿圈（601）及中间齿轮组（602），所述中间齿轮组（602）由三个沿输出齿圈（601）周向均布的中齿轮构成，所述转子输出轴（201）上套设有轴齿轮，所述中齿轮与所述轴齿轮啮合，所述输出齿圈（601）连接所述转侧壳部（4）。

3.根据权利要求1所述的一种轮毂电机，其特征是，所述定侧壳部（5）上设有远侧轴承（5.1）及近侧轴承（5.2），所述转侧壳部（4）还包括设于转侧套筒部（401）一端的远侧盖（402）、与远侧轴承（5.1）配合的台环部（403）、设于远侧盖（402）与台环部（403）之间的接环部（404）及与转侧套筒部（401）另一端连接的端套部（405），所述端套部（405）与近侧轴承（5.2）配合，所述台环部（403）套设在远侧轴承（5.1）上，所述端套部（405）套设在近侧轴承（5.2）上，所述转子本体（202）与定子安装腔均处在套筒部内。

4.根据权利要求3所述的一种轮毂电机，其特征是，所述轮腿式机器人的腿足末端设有同心度定位凸台（8），所述定侧连接座（502）上设有与所述同心度定位凸台（8）适配的定位圆槽（502a），所述定侧壳部（5）上设有若干定侧螺栓孔，所述同心度定位凸台（8）上设有若干与定侧螺栓孔一一对应的定侧螺钉，所述定侧螺钉与对应的同心度定位凸台（8）螺纹连接，所述定侧螺钉与对应的定侧螺栓孔螺纹固定。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种轮毂电机，其特征是，所述驱动轮（7）包括轮子本体（71）及轮子辐条组（72），轮子辐条组（72）包括若干轮子单辐条，在一个轮子单辐条中：所述轮子单辐条一端与所述侧套筒部的外侧壁连接，所述轮子单辐条另一端与所述轮子本体（71）连接。

6.根据权利要求4所述的一种轮毂电机，其特征是，所述同心度定位凸台（8）上设有若干撞风孔（8a），所述撞风孔（8a）的开口朝向轮腿式机器人的前方，所述撞风孔（8a）通过设于所述同心度定位凸台（8）上的腿足风道连通至中心内容腔（1a），所述远侧盖（402）内设有散排腔（402a），所述中心内容腔（1a）连通所述散排腔（402a），所述远侧盖（402）上设有与散排腔（402a）连通的散排孔（402b），所述转子输出轴（201）的另一端处在所述散排腔（402a）内，所述转子输出轴（201）处在散排腔（402a）内的一端设有导流叶轮（201.2），定位圆槽（502a）、中心内容腔（1a）、散排腔（402a）及散排孔（402b）沿转子输出轴（201）轴向依次布置，所述导流叶轮（201.2）的导流方向为由所述中心内容腔（1a）至所述散排孔（402b）。

7.一种机器人轮腿，包括如权利要求1至6中任一项所述的一种轮毂电机。

技术总结本技术公开了一种轮毂电机及机器人轮腿，将带动驱动轮的电机以及电机驱动板等结构全部集成在了驱动轮之上，从而极大地节省了主机上的安装空间，让轮腿式机器人整体布局的合理性得到明显提升。本申请的主要结构包括机壳、电机定子、电机转子及电机驱动板，机壳包括转侧壳部及定侧壳部，转侧壳部与定侧壳部转动连接；转侧壳部包括与所述驱动轮连接的转侧套筒部，驱动轮的转动中心线与转侧壳部的转动中心线重合，定侧壳部具有定子安装环腔，电机定子处在定子安装环腔内，电机定子内具有中心内容腔，电机转子包括输出轴、转子本体及辐条组，转子本体套设在电机定子外，所述电机驱动板处在中心内容腔内。技术研发人员：卢彪,刘忠岩,陈万楷,江微杰,幸星海受保护的技术使用者：南开大学技术研发日：20230823技术公布日：2024/7/9