一体化外转子机械臂关节制造技术

本实用新型专利技术公开了一种一体化外转子机械臂关节，包括关节壳体，所述关节壳体内安装有外转子电机，所述外转子电机包括固定在所述关节壳体上的电机定子，所述电机定子外配合安装有作为关节输入的电机转子，所述电机转子作为减速器组件的输入端，所述电机转子的外周设置有N个相位角不同的偏心安装位，相邻两所述偏心安装位之间的相位角呈360

【技术实现步骤摘要】
一体化外转子机械臂关节


[0001]本技术涉及机械臂关节
，尤其涉及一种一体化外转子机械臂关节。

技术介绍

[0002]随着工业自动化技术的快速发展，机器人作为一种重要的工业自动化设备越来越得到重视，并且应用越来越广泛。机器人技术主要集中了机械工程、自动控制以及人工智能等多种技术的最新研究成果，体现了光电一体化的最新成就，是当代科学技术发展最为活跃的领域之一。机械臂是目前在机器人
中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在生产生活中具有极其重要的作用，在实际应用中，很多的工业流程环节都需要机械臂进行组装和提取作业。机械臂能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业，能够极大地提高劳动效率。
[0003]机械臂关节是机械臂的核心部件，关节的整体结构、负载能力及感知能力直接影响着机械臂整体的作业水平。目前常见的机械臂关节普遍采用电机、减速器、编码器、制动器以及驱动器进行串联的传动机构。目前，国内市场上机械臂关节普遍存在重量大、负载能力低、体积大等问题，限制了机械臂性能的进一步提升，尤其是目前的机械臂关节中的电机与减速器主要采用左右并列设置，使得机械臂关节的整体结构尺寸较大，并且内部还需要设置通过转轴将电机的动力传递至减速器，对装配安装较高，安装难度较大，导致产品的使用范围较小。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、布置合理、体积小、输出扭矩大、装配方便、制造成本低的一体化外转子机械臂关节。
[0005]为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一体化外转子机械臂关节，包括关节壳体，所述关节壳体内安装有外转子电机，所述外转子电机包括固定在所述关节壳体上的电机定子，所述电机定子外配合安装有作为关节输入的电机转子，所述电机转子作为减速器组件的输入端，所述电机转子的外周设置有N个相位角不同的偏心安装位，相邻两所述偏心安装位之间的相位角呈360
°
/N，N≥2；所述减速器组件安装在所述电机转子外周与所述关节壳体之间，所述减速器组件对应安装在所述电机转子的偏心安装位处，所述减速器组件的输出端安装有作为关节输出的行星输出架，所述电机转子与所述行星输出架之间安装有编码器组件。
[0006]作为优选的技术方案，所述减速器组件包括分别转动安装在各所述偏心安装位上的传动齿轮，所有传动齿轮的外周啮合有一固定齿圈，所述固定齿圈固定安装在所述关节壳体上。
[0007]作为优选的技术方案，所述行星输出架包括同轴配合安装在所有传动齿轮的两侧外端面的行星架上盖和行星架下盖，所述行星架上盖作为关节输出，所述编码器组件连接在所述行星架下盖上；所述行星架上盖与所述行星架下盖之间连接有将所有传动齿轮安装
在内的防松固定装置，所述行星架上盖与所述行星架下盖之间还设置有贯穿各所述传动齿轮的力矩传递装置。
[0008]作为优选的技术方案，所述防松固定装置包括将所述行星架上盖与所述行星架下盖螺纹固定的防松螺栓，所述防松螺栓由所述行星架下盖贯穿所有所述传动齿轮螺纹连接至所述行星架上盖，所有所述传动齿轮与所述防松螺栓之间设置有定位套，所述定位套的两端分别抵靠在所述行星架下盖与行星架上盖上。
[0009]作为优选的技术方案，所述力矩传递装置包括力矩传递销轴，所述力矩传递销轴贯穿所有所述传动齿轮且两端分别定位在所述行星架上盖与所述行星架下盖，各所述传动齿轮与所述力矩传递销轴之间分别设置有销轴套。
[0010]作为优选的技术方案，所述编码器组件包括码盘元件和读码元件，所述码盘元件包括可分别转动的码盘外环板和码盘内环板，所述码盘外环板同轴套装在所述码盘内环板外，所述码盘外环板固定在所述行星输出架上，所述码盘内环板固定安装在所述电机转子上；所述读码元件同轴固定在所述码盘元件的一侧且与所述码盘外环板、码盘内环板对应，所述读码元件对应固定在所述关节壳体上。
[0011]作为优选的技术方案，所述码盘外环板与所述码盘内环板位于同一平面。
[0012]作为优选的技术方案，所述关节壳体内还安装有与所述编码器组件对应的驱动组件。
[0013]由于采用了上述技术方案，一体化外转子机械臂关节，包括关节壳体，所述关节壳体内安装有外转子电机，所述外转子电机包括固定在所述关节壳体上的电机定子，所述电机定子外配合安装有作为关节输入的电机转子，所述电机转子作为减速器组件的输入端，所述电机转子的外周设置有N个相位角不同的偏心安装位，相邻两所述偏心安装位之间的相位角呈360
°
/N，N≥2；所述减速器组件安装在所述电机转子外周与所述关节壳体之间，所述减速器组件对应安装在所述电机转子的偏心安装位处，所述减速器组件的输出端安装有作为关节输出的行星输出架，所述电机转子与所述行星输出架之间安装有编码器组件；本技术的有益效果是：
[0014]1、本技术中，将外转子电机与减速器结合，减速器安装在外转子电机的外周，与现有技术中左右并列设置布置方式相比，此种同心套装的安装方式可以有效减少机械臂关节的整体结构尺寸，具有布置合理、结构紧凑、体积小等优点；并且外转子电机的输出直接传递至减速器组件上，不再与现有技术一样通过转轴进行传递，结构明显简化，装配方便、制造成本低；同时，采用此种次摆线减速结构，将外转子电机安装在传动齿轮的内部，不需要改变传动齿轮与齿圈之间的结构即可达到速比要求，实现低转速、高扭矩的输出；明显增大机械臂关节的应用范围，具有较好的市场推广价值；
[0015]2、本技术中，所述电机转子外一体成型加工有偏心安装位，即所述电机转子可作为用于安装所述传动齿轮的偏心套结构，不再如现有技术一样需要在电机转子的外周单独固定偏心套，然后在偏心套外安装传动齿轮，本技术将偏心安装位一体成型设置在所述电机转子上，加工时将偏心结构一体加工，可以有效减少后续偏心套与外转子之间的加工配合难度，同时安装程序简化，操作难度降低；且通过简化结构，也可以减少结构的整体体积，实现结构紧凑、小型化的需求。
附图说明
[0016]以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。
[0017]图1是本技术实施例的结构原理图；
[0018]图2是本技术实施例另一角度的结构原理图；
[0019]图3是本技术的使用状态示意图一；
[0020]图4是本技术的使用状态示意图二；
[0021]图中：1
‑
关节壳体；2
‑
外转子电机；21
‑
电机定子；22
‑
电机转子；3
‑
减速器组件；31
‑
传动齿轮；32
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固定齿圈；33
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行星架上盖；34
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行星架下盖；35
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防松螺栓；36
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定位套；37
‑
力矩传递销轴；38
‑
销轴套；4...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一体化外转子机械臂关节，包括关节壳体，其特征在于：所述关节壳体内安装有外转子电机，所述外转子电机包括固定在所述关节壳体上的电机定子，所述电机定子外配合安装有作为关节输入的电机转子，所述电机转子作为减速器组件的输入端，所述电机转子的外周设置有N个相位角不同的偏心安装位，相邻两所述偏心安装位之间的相位角呈360
°
/N，N≥2；所述减速器组件安装在所述电机转子外周与所述关节壳体之间，所述减速器组件对应安装在所述电机转子的偏心安装位处，所述减速器组件的输出端安装有作为关节输出的行星输出架，所述电机转子与所述行星输出架之间安装有编码器组件。2.如权利要求1所述的一体化外转子机械臂关节，其特征在于：所述减速器组件包括分别转动安装在各所述偏心安装位上的传动齿轮，所有传动齿轮的外周啮合有一固定齿圈，所述固定齿圈固定安装在所述关节壳体上。3.如权利要求2所述的一体化外转子机械臂关节，其特征在于：所述行星输出架包括同轴配合安装在所有传动齿轮的两侧外端面的行星架上盖和行星架下盖，所述行星架上盖作为关节输出，所述编码器组件连接在所述行星架下盖上；所述行星架上盖与所述行星架下盖之间连接有将所有传动齿轮安装在内的防松固定装置，所述行星架上盖与所述行星架下盖之间还设置有贯穿各所述传动齿轮的力矩传递装置。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红兵，李国才，王庆国，
申请(专利权)人：凡点青岛智能装备有限公司，
类型：新型
国别省市：