[发明专利]一种一体化旋转驱动执行器

说明书

本发明公开了一种一体化旋转驱动执行器，包括电机、同轴减速器和轴法兰；电机设有电机编码器，并由驱动电路板驱动；同轴减速器的输入端与电机配合，同轴减速器设有减速器编码器；轴法兰为设有法兰盘的输出轴，法兰盘与同轴减速器的输出端配合，输出轴输出转动信号。该驱动执行器工作时，驱动电路板驱动电机，通过编码器能够获取电机的转速和同轴减速器输出端的转速，根据转速情况可以通过驱动电路板对转速进行调节，实现精确控制。该驱动执行器将驱动器、电机、编码器、同轴减速器集成了一个小巧灵活的整体，提高了安装和使用的便利性。该驱动执行器结构紧凑，体积小，输出扭矩大，易于控制，控制精度高，安全性高。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体地，涉及一种一体化旋转驱动执行器。

背景技术

近些年来随着工业技术的发展，智能机器人在工业、医疗、服务等领域与人有了更多的接触。

传统机器人采用电机-减速器-负载线性传动的刚性关节。刚性关节具有结构简单、体积紧凑、定位精准等优点，能满足工业生产的要求。但刚性关节不能对外界环境做出及时的响应，这使得搭载刚性关节的机器人的兼容性差，能量效率低下且能耗很大，机器人与环境发生刚性碰撞时，可能会损坏昂贵设备或伤及人畜。

目前，伺服一般为驱动器和电机分离，二者通过线缆连接，这样连接线较多，布线麻烦，且线路易受外界干扰，接触不良或老化容易影响整体运行。尤其编码器线随着距离的增大，外界环境干扰的增强，通信质量会明显下降。

现有伺服大都采用内转子电机，其成本高，体积大，扭矩小，过载能力弱。电机、驱动器、编码器分离使得线路杂乱抗干扰能力弱，并且导致整体体积大。

现有伺服整体体积大，性价比低，能源利用率低，安全性低。

发明内容

本发明的目的是提供了一种一体化旋转驱动执行器，该一体化旋转驱动执行器结构紧凑，集成化，小型化，低成本，高性能，具有柔性控制等高级控制。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一体化旋转驱动执行器，包括电机、同轴减速器和轴法兰；所述电机设有电机编码器，并由驱动电路板驱动；所述同轴减速器的输入端与所述电机配合，所述同轴减速器设有减速器编码器；所述轴法兰为设有法兰盘的输出轴，所述法兰盘与所述同轴减速器的输出端配合，所述输出轴输出转动信号。

可选的，所述同轴减速器为谐波传动减速器，所述谐波传动减速器由内到外依次为内圈凸轮、柔性轴承、上钢轮和下钢轮；所述内圈凸轮为所述输入端，与所述电机配合；所述下钢轮与外壳连接，所述上钢轮为所述输出端，与所述法兰盘连接。

可选的，还设有扭簧缓冲器和末端编码器，所述扭簧缓冲器的内圈与所述输出轴配合，所述扭簧缓冲器的外圈法兰输出转动信号。

可选的，所述法兰盘外侧从下到上依次设有第一端盖、第二端盖、第三端盖和第四端盖；所述第一端盖和所述第二端盖位于所述法兰盘外侧，二者与所述法兰盘之间设有交叉滚子轴承；所述第三端盖和所述第四端盖位于所述扭簧缓冲器的外侧，二者与所述扭簧缓冲器之间设有交叉滚子轴承。

可选的，所述法兰盘与所述扭簧缓冲器之间设有编码器电路板，且所述编码器电路板位于所述第二端盖和所述第三端盖之间；所述减速器编码器的转子设于所述法兰盘的上端面，所述减速器编码器的定子设于所述编码器电路板的下侧；所述外圈法兰的下端面设有所述末端编码器的转子，所述末端编码器的定子设于所述编码器电路板的上侧。

可选的，所述编码器电路板通过通路与所述驱动电路板连通，所述通路从上到下依次穿过所述第三盖板、所述第二盖板、所述第一盖板和所述外壳。

可选的，所述同轴减速器为行星减速器，所述行星减速器由内到外依次为太阳轮、行星轮、保持架和内齿圈；所述太阳轮为所述输入端，与所述电机配合；所述内齿圈与所述外壳连接，所述保持架为所述输出端，与所述法兰盘连接。