[发明专利]一种关节驱动装置

说明书

一种关节驱动装置，包括：壳体；电机，容纳于所述壳体内；减速系统，与所述电机平行设置且容纳于所述壳体内；所述电机为双出轴电机，其第一输出轴通过传动机构与所述减速系统输入轴连接；与第一输出轴相对的第二输出轴上设有电磁制动器，其中，所述电磁制动器在所述电机的第二输出轴上的位置位于所述减速系统输出轴在所述电机的第二输出轴上的投影范围内。通过采用上述结构可以有效提升驱动装置内部空间利用效率，满足关节驱动装置小型化的需求。

技术领域

本发明属于机电控制领域，具体而言，本发明涉及可用于机器人的关节驱动装置。

背景技术

关节驱动装置作为目前机器人执行操作过程中的关键性核心部件，得到越来越多的关注，而根据机器人使用环境、领域的拓展，人们对现有机器人执行部件的输出扭矩和运动精度、安全性以及小型化提出越来越高的需求。

现有大部分关节电机采用了驱动电机与行星减速器组合的驱动方式，如现有技术CN206092825U，公开了关节电机壳体内平行安装的电机和减速装置，磁编码器和控制电路板22，其中磁编码器设置在减速装置输出轴上。该现有技术存在的主要问题是，这种关节电机本身不具备自锁和保护功能，在工程应用中关节电机发生故障或其他原因掉电时，关节电机无法保持当前位置，关节执行端易发生突然下坠进而带来潜在的安全隐患。

现有技术CN106104984B虽然公开了在旋转电机的一侧设置电磁制动器，并在停电时可以对旋转电机的旋转轴进行保持，但为了增加该具有保护功能的制动装置，就需要对电机结构进行特殊改动，即需要在转动电机结构中设置保护装装置，导致电机结构复杂且体积较大，但是作为机器人关节电机，为了获得大扭矩，复杂的电机结构会导致关节超重而最终无法正常工作；同时通常的关节电机在运行过程中需要位置保持时均采用电机本身的通电电磁力来为外部提供扭矩，此时电机线圈发热快，温升迅速且无法长期保持，改造后的电机结构很容易被烧毁而无法工作。

此外，现有技术CN204794553U公开在驱动装置壳体内平行安装的电机和NGW行星减速器，通过位置传感器信号反馈、电机霍尔信号进行电机闭环控制。虽然其给出了在电机中构建信号反馈闭环系统，但其采用的传感器的设置位置以及电连接方式较为复杂，且无法适用于空间有限且对于结构设置精度要求较高的机器人关节内。

有鉴上述现有技术存在的技术问题，特提出本发明。

发明内容

基于现有技术存在的技术问题，本发明提供一种关节驱动装置，包括：

壳体；电机，容纳于所述壳体内；减速系统，与所述电机平行设置且容纳于所述壳体内；所述电机为双出轴电机，其第一输出轴通过传动机构与所述减速系统输入轴连接；与第一输出轴相对的第二输出轴上设有电磁制动器，其中，所述电磁制动器在所述电机的第二输出轴上的位置位于所述减速系统输出轴在所述电机的第二输出轴上的投影范围内。本发明中，电机优选采用双出轴的直流电机设备，电机轴向延伸方向与所述减速系统轴向延伸方向平行，通过将所述电磁制动器设置在减速系统输出轴同侧方向的特点空间内，实现了在电机和减速系统不相互干扰的状态下以最为紧凑的方式设置于壳体中，大大提升了关节驱动器内部空间的利用效率。

进一步，所述电机的第二输出轴上设有第一角度读取单元，所述第一角度读取单元在所述电机的第二输出轴上的位置位于所述减速系统输出轴在所述电机的第二输出轴上的投影范围内。第一角度读取单元相比于所述电磁制动器更靠近第二输出轴末端，即电机主体、电磁制动器、第一角度读取单元三者轴向依次排列，在不增加电机结构复杂程度的前提下使得整体结构更加紧凑，关节驱动装置内部空间安排更为合理，满足了关节驱动装置内部狭小的安装空间需求。