[发明专利]一种内置力矩电机直接驱动的机器人下臂

权利要求书

1.一种内置力矩电机直接驱动的机器人下臂，其特征在于，包括：

腰体(1)，所述腰体(1)是机器人的腰回转运动部件，所述腰体(1)为上方带突耳和后盖(1.1)的异形中空法兰连接盘，所述腰体(1)的上方突耳用于驱动电机(3)安装和下臂(6)支承，后盖(1.1)用于密封与防护；所述腰体(1)的突耳为带法兰的中空圆柱体；突耳的前侧内腔用来安装所述驱动电机(3)，电机定子(3.3)通过前后法兰与腰体(1)连成一体；突耳的前端法兰用来固定下臂(6)的支承轴承(5)的内圈(5.1)，支承下臂(6)的摆动运动；突耳的后侧内孔用来安装所述转子内套(8)的辅助支承轴承(4)及定位挡圈(4.1)，对所述转子内套(8)进行径向定位、轴向浮动支承；所述编码器(2)的测头(2.2)固定在所述腰体(1)的后端面。

驱动电机(3)，设于所述腰体(1)的突耳内腔，所述驱动电机(3)用于下臂(6)摆动驱动，所述驱动电机(3)采用专门用于伺服回转轴直接驱动的低转速、大转矩新颖带冷却内置力矩电机；所述驱动电机(3)为中空结构，转子(3.2)和定子(3.3)可分离；所述驱动电机的定子(3.3)通过前后法兰安装在所述腰体(1)的突耳内腔，定子(3.3)的后法兰直接固定在腰体突耳上，定子(3.3)的前法兰通过定子固定圈(9)与腰体突耳连接；中空转子(3.2)安装在所述转子内套(8)上，所述转子内套(8)和所述下臂(6)连成一体，从而使驱动电机(3)可直接带动所述下臂(6)进行摆动运动，以实现机器人下臂的无间隙直接驱动；所述驱动电机的冷却管(3.1)和电枢电缆(3.4)从所述腰体(1)的突耳后盖(1.1)引入；

转子内套(8)，设于所述驱动电机转子(3.2)内腔，所述转子内套(8)是连接驱动电机转子(3.2)与所述下臂(6)的中间部件；所述转子内套(8)为中空圆柱体；所述转子内套(8)的外侧用来固定所述驱动电机(3)的转子(3.2)，前端用来固定所述下臂(6)，后端面用来固定所述编码器(2)的磁环(2.1)；通过所述转子内套(8)，可使驱动电机转子(3.2)、机器人下臂(6)、编码器(9)成为一体，从而实现三者的无间隙刚性连接，使驱动电机(3)直接驱动下臂(6)运动；所述转子内套(8)的后端通过安装在所述腰体(1)突耳后侧内孔的辅助支承轴承(4)进行径向定位、轴向浮动支承；机器人管线(7)可从转子内套(8)的中空孔穿越；

编码器(2)，设于所述转子内套(8)后端面，所述编码器(2)用于所述驱动电机(3)的速度与位置检测；所述编码器(2)采用可直接与机器人控制系统进行串行数据通信、利用后备电池保存绝对位置数据的高精度磁栅绝对位置编码器；所述编码器(2)为中空圆环结构；所述编码器(2)包括磁环(2.1)和测头(2.2)，磁环(2.1)安装在转子内套(8)后端面，随所述驱动电机转子(3.2)一体旋转，测头(2.2)固定在所述腰体(1)的突耳后端面，编码器电缆(2.3)从所述腰体(1)的突耳后盖(1.1)引入；

下臂(6)，设于所述腰体(1)突耳前侧，所述下臂(6)用来实现机器人的下臂摆动运动；所述下臂(6)为下端带中空法兰连接盘的连杆；所述下臂(6)的法兰连接盘内侧用来连接所述转子内套(8)，法兰连接盘外侧用来连接支承轴承(5)，机器人管线(7)可从法兰连接盘中空孔穿越；所述下臂(6)通过固定螺钉与所述转子内套(8)连成一体；所述支承轴承(5)的外圈(5.2)通过压板(5.3)和固定螺钉(5.4)固定在所述下臂(6)上，轴承间隙可通过所述压板(5.3)和固定螺钉(5.4)调整；所述下臂(6)可在所述驱动电机转子(3.2)的直接驱动下进行摆动运动，以实现机器人下臂的无间隙、无磨损、无噪音直接驱动。

2.根据权利要求1所述的一种内置力矩电机直接驱动的机器人下臂，其特征在于，所述驱动电机(3)和下臂支承轴承(5)安装在突耳上，机器人管线可从中空孔穿越；所述腰体(1)的突耳前端设有连接支承轴承(5)内圈(5.1)的法兰，突耳内腔前侧设有所述驱动电机定子(3.3)前法兰的定位孔和安装定子固定圈(9)的定位面、固定螺孔；突耳内腔后端设有固定所述驱动电机定子(3.3)后法兰的定位孔、定位面和固定螺孔，突耳后端内孔设有安装所述转子内套(8)辅助支承轴承(4)的定位孔和挡圈(4.1)的安装槽。