[发明专利]一种高输出转矩密度的旋转运动模块

说明书

本发明公开了一种高输出转矩密度的旋转运动模块，本发明通过将高速级行星减速器与外转子铁芯在轴向尺寸上完全重合，降低了旋转运动模块的高度；通过合理分配减速比和模数，合理布置轴承来改善旋转运动模块的运动和受力情况；在旋转运动模块的转子的设计中集成风扇，并设计有带进气槽孔的外壳，优化了电机部分的散热，减少了整机的质量；并在旋转运动模块的背部留有机械接口，可以根据需求配置各种类型的传感器、刹车等。

技术领域

本发明属于传动技术领域，具体涉及一种旋转运动模块。

背景技术

随着技术的发展，在某些应用领域，例如机器人、云台、无人机、交通工具等等，对旋转运动模块的输出能力，尤其是输出转矩密度提出了越来越高的要求。但现有的旋转运动模块的输出转矩密度低，体积和质量大，运动性能不理想，降低了产品的性能，有时也会存在一定的安全隐患。

本发明公开了一种高输出转矩密度的旋转运动模块。这里的输出转矩密度指的是输出转矩/整机的质量或者体积。

现有的高输出转矩的旋转运动模块技术方案主要有两种处理办法，第一种方案是通过电机、联轴器、外置减速器的配合，电机输出轴和减速器输入轴之间采用联轴器实现连接，这种方案电机、联轴器、减速器三者之间轴向尺寸上没有重合，轴向尺寸上有一个联轴器长度尺寸，因此轴向尺寸较大。第二种方案是常规减速电机，电机输出轴上有齿轮，此时电机输出轴就是减速器输入轴。电机和减速器之间虽然没有了联轴器，但是这种方案电机和减速器两者之间轴向尺寸上没有重合，电机和减速器结构件没有集成，轴向尺寸依然较大。在对尺寸和空间要求特别紧凑的场合适用性不高。

常规行星齿轮减速器输出轴支承使用的是一对相同规格的角接触球轴承或者角接触滚子轴承，通过一对轴承来实现承受径向载荷和双向轴向载荷。末级齿轮往往不在一对轴承中间，齿轮旋转精度较低。另外靠近输出端的轴承受力情况更恶劣，一对轴承的寿命往往差别很大，为了能够承受较大的载荷，往往会使轴承直径和宽度较大，增大了减速器的尺寸。

常规电机同时配有刹车、编码器和散热风扇的产品较少，可扩展能力较差。常规减速器输出轴直径相对于减速器外直径较小，一般通过键来实现轴毂连接。当驱动的传动件直径较大时会显得很不协调(即出现小轴连接大轮毂)。

因此，研发一种可以解决上述问题的旋转运动模块具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高输出转矩密度的旋转运动模块，所述旋转运动模块包括两级减速器总成、电机总成、壳体；

所述减速器总成中高速级减速器，与所述电机总成中外转子铁芯在轴向尺寸上完成重合(高速级减速器嵌套于外转子铁芯内部)；

进一步地，减速器总成近输出端配置有双轴向载荷和径向载荷承载能力的高承载力轴承，远输出端配置径向轴承；

进一步地，所述两级减速器中，低速级减速器中配置模数、尺寸较大的齿轮，高速级行星减速器中配置模数、尺寸较小的齿轮；

所述电机总成由电机定子部分、电机转子部分组成。所述电机转子与所述减速器总成的高速级输入轴相连；

进一步地，所述电机转子中设计有风扇扇叶，并且在旋转运动模块外壳体上设计有进气槽，当转子转动时，形成内外空气对流；

所述减速器总成的高速级输入轴和所述壳体尾部留有机械接口，可根据需求集成刹车、编码器等。