一种行星关节模组及装有该模组的机器人的制作方法

本申请涉及机器人，尤其涉及一种行星关节模组及装有该模组的机器人。

背景技术：

1、关节模组是机器人的核心动力部件，是决定机器人运动性能的关键因素。

2、现有机器人用的关节模组大多采用一级减速，减速比较小，关节的转矩密度低，且关节模组一般会在电机端固定一个编码器，该编码器只能对电机端的状态进行检测和反馈，不能检测输出端的状态，导致关节输出端的控制精度低，并且不能实现零位记忆功能。如果再安装一个输出端编码器总成，就需要额外设计安装结构和布置线缆，导致关节模组结构复杂且影响关节的整体尺寸。除此之外，当前机器人在安装关节时需要外置线缆，会影响线缆寿命，并使得回转单元的布线复杂，影响机器人外观。

3、因此，用于机器人的关节模组还存在着诸多缺陷，亟需提出一种新的技术方案来解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种行星关节模组及装有该模组的机器人，以解决当前关节模组输出端控制精度低的问题。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、一方面，本申请提供一种行星关节模组，包括外壳及设置在外壳内的行星减速器组件、电机组件和电气舱；外壳包括壳体及相对设置在壳体两端的前端盖和后端盖，壳体中设置中空轴和内齿圈，中空轴的中心轴线与壳体的中心轴线重合；

4、行星减速器组件包括输入级减速器和输出级减速器，输入级减速器包括设置在中空轴上的输入级太阳轮及用于将输入级太阳轮与内齿圈传动连接的输入级中间传动件；输出级减速器包括与内齿圈啮合传动的多个输出级行星轮，多个输出级行星轮通过输出级太阳轮与输入级减速器传动连接；

5、电机组件包括安装在中空轴上的电机转轴，电机转轴的一端与输入级太阳轮相连，另一端设置电机端磁环，电机端磁环与中空轴之间形成用以安装输出端磁环的安装空间；

6、后端盖内形成电气舱，电气舱内设置码盘读数头，码盘读数头用以自电机端磁环和输出端磁环中获取信息。

7、上述技术方案中进一步的，输入级中间传动件包括输入级行星架、输入级轴承、输入级行星轴和输入级行星轮；输入级行星架通过输入级轴承安装在内齿圈上，输入级行星架上设置多个输入级行星轴，每个输入级行星轴上安装有输入级行星轮，多个输入级行星轮与输入级太阳轮啮合传动，输入级太阳轮的中心处设置有与中空轴适配安装的通孔。

8、进一步的，输出级减速器还包括输出级行星轴、输出级轴承和输出级行星架；输出级行星架为设置在中空轴外的环体，输出级太阳轮的中心设置允许中空轴通过的通孔，输出级太阳轮的一端安装输出级轴承，且通过输出级轴承与输出级行星架传动连接，输出级太阳轮的另一端与输入级行星架固定相连；输出级行星架上设置多个输出级行星轴，每个输出级行星轴上设置有输出级行星轮，多个输出级行星轮与输出级太阳轮啮合传动，且多个输出级行星轮与内齿圈啮合传动。

9、进一步的，输出级行星架的一端安装有交叉滚子轴承，交叉滚子轴承的内圈与输出级行星架适配安装，交叉滚子轴承的外圈与内齿圈适配安装。

10、进一步的，输出级行星轮通过轴承与输出级行星轴适配安装；多个输出级行星轮沿输出级行星架的周向平均分布。

11、进一步的，电机转轴上设置有用以和中空轴适配安装的安装孔，安装孔的孔壁上设置密封结构。

12、进一步的，电机转轴的一端设置有用以和输入级太阳轮的一端适配安装的连接孔座，连接孔座外设置有第一电机轴承，电机转轴通过第一电机轴承与壳体或输入级行星支架适配安装；电机转轴的另一端设置有第二电机轴承，电机转轴通过第二电机轴承与后端盖适配安装。

13、进一步的，电机转轴朝向后端盖的端部安装有电机端磁环，电机端磁环的一端相对电机转轴的端部向外凸出并与码盘读数头抵接，电机端磁环的凸出部分与中空轴的外壁围成用以安装输出端磁环的安装空间，码盘读数头固定在后端盖上。

14、进一步的，电机组件还包括电机定子和电机转子；电机转子与电机转轴固定相连。

15、进一步的，中空轴朝向前端盖的一端形成一圈连接凸缘，连接凸缘与输出级行星架固定相连，中空轴的另一端与后端盖转动连接。

16、进一步的，后端盖的一端形成与电机组件中的电机轴承适配安装的第一安装座，另一端形成用以安装尾盖的第二安装座，尾盖与后端盖围成电气舱；尾盖上设置有用以安装中空轴的轴承和轴承端盖。

17、进一步的，电气舱中设置有与后端盖固定相连的驱动板，驱动板上的发热芯片通过导热胶与尾盖接触。

18、另一方面，基于上述提供的行星关节模组，本申请提供一种安装有该行星关节模组的机器人。

19、相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

20、本申请提供一种行星关节模组，其壳体内设置中空轴和内齿圈，壳体内的行星减速器组件与中空轴和内齿圈传动连接，中空轴将行星减速器组件输出端的运动传递到关节模组外壳内的电气舱中实现输出端和电机端的双编码检测，提升了关节输出端的控制精度；中空轴内可用于走线，避免外置线缆，同时，由于行星减速器组件输出端的运动通过中空轴来传递，因此，本申请在中空轴上设置了输出端磁环和电机端磁环，两个磁环嵌入式安装，通过一个码盘读数头就可以检测两个磁环的信号，可见，本申请不需额外安装一个输出端编码器总成就可以同时检测到电机端和输出端的信号，本申请整体具有结构简明、集成度高、体积小、减速比高、转矩密度高、通用性强、传动效率高、转动惯量小、反驱性能好、耐冲击、成本低、便于布线的特点。

技术特征：

1.一种行星关节模组，其特征在于，包括外壳及设置在所述外壳内的行星减速器组件、电机组件和电气舱；

2.根据权利要求1所述的行星关节模组，其特征在于，所述输入级中间传动件包括输入级行星架(208)、输入级轴承(210)、输入级行星轴(211)和输入级行星轮(212)；

3.根据权利要求1或2所述的行星关节模组，其特征在于，所述输出级减速器还包括输出级行星轴(204)、输出级轴承(206)和输出级行星架(207)；

4.根据权利要求3所述的行星关节模组，其特征在于，所述输出级行星架(207)的一端安装有交叉滚子轴承(202)，所述交叉滚子轴承(202)的内圈与所述输出级行星架(207)适配安装，所述交叉滚子轴承(202)的外圈与所述内齿圈(201)适配安装；

5.根据权利要求1所述的行星关节模组，其特征在于，所述电机转轴(303)上设置有用以和所述中空轴(106)适配安装的安装孔，所述安装孔的孔壁上设置密封结构；

6.根据权利要求1或5所述的行星关节模组，其特征在于，所述电机组件还包括电机定子(301)和电机转子(302)，所述电机转子(302)与所述电机转轴(303)固定相连。

7.根据权利要求3所述的行星关节模组，其特征在于，所述中空轴(106)朝向所述前端盖(107)的一端形成一圈连接凸缘，所述连接凸缘与所述输出级行星架(207)固定相连，所述中空轴(106)的另一端与所述后端盖(102)转动连接，所述中空轴(106)的中心轴线与壳体(101)的中心轴线重合。

8.根据权利要求7所述的行星关节模组，其特征在于，所述后端盖(102)的一端形成与所述电机组件中的电机轴承适配安装的第一安装座，另一端形成用以安装尾盖(103)的第二安装座，所述尾盖(103)与所述后端盖(102)围成所述电气舱；所述尾盖(103)上设置有用以安装所述中空轴(106)的轴承(105)和轴承端盖(104)。

9.根据权利要求8所述的行星关节模组，其特征在于，所述电气舱中设置有与所述后端盖(102)固定相连的驱动板(401)，所述驱动板(401)上的发热芯片通过导热胶与尾盖(103)接触。

10.一种机器人，其特征在于，其上安装有权利要求1-9任一项所述的行星关节模组。

技术总结本申请公开了一种行星关节模组及装有该模组的机器人，该行星关节模组包括外壳及设置在外壳内的行星减速器组件、电机组件和电气舱，外壳内设置中空轴和内齿圈，行星减速器组件包括输入级减速器和输出级减速器，行星减速器组件与中空轴和内齿圈传动连接，行星减速器组件输出端的运动通过中空轴传递到关节的电气舱，本申请在中空轴上设置输出端磁环和电机端磁环，两个磁环嵌入式安装，通过一个码盘读数头就可检测两个磁环的信号，即不需额外安装一个输出端编码器总成就可以同时检测到电机端和输出端的信号，提升了关节输出端的控制精度；本申请中行星减速器组件采用多级减速，减速比大，关节的转矩密度高、转动惯量小，整体集成度高。技术研发人员：张明伟受保护的技术使用者：北京加速进化科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16