[实用新型]一种高精度内藏式实心摆线电动关节

说明书

本实用新型公开了一种高精度内藏式实心摆线电动关节，包括同轴连接的编码固定器、实心摆线集成电动关节、编码器、固定电机外壳、支撑轴承和电机外壳尾盖，编码固定器同轴的插接在实心摆线集成电动关节的输出端中心孔中，穿过实心摆线集成电动关节和编码磁环，编码固定器内端心轴末端通过轴承支撑在电机外壳尾盖的中心孔处；编码磁环套接在编码固定器的内端心轴上远离中空转子的轴段上，实现转动同步检测。本申请的电动关节采用编码固定器结构对各结构同轴连接，并支撑编码磁环，实现电机转子、编码磁环和编码固定器内端心轴的同轴同步转动，提高了检测精度、降低了传动偏差。

技术领域

本实用新型涉及机械臂或机器人传动连接技术，尤其涉及一种高精度内藏式实心摆线电动关节。

背景技术

现有的摆线实心减速机，多数厂家会用较大的一个标准的伺服电机来驱动，包括机械直接传动和机械间接传动连接两种，参见图1a 为机械式的直接传动示意图，直连机构中实心摆线减速机，其内部就有三个传动连结，摆线传动，行星齿轮传动，中心齿轮加上伺服电机连结，伺服电机与编码器的连结，总共有5个传动连结，也就是有5 个传动的误差。而系统所看的位置却是伺服电机后面编码器的位置。图1b为机械式的间接传动(同步带)示意图，机械式的间接传动(同步带)实心摆线减速机内部就有三个传动连结，摆线传动、行星齿轮传动、中心齿轮，中心齿轮与大同步带齿轮，大同步带齿轮与同步带相连，小同步带齿轮与同步带相连，小同步带齿轮与与电机轴心连结，伺服电机与编码器，总共有8个传动连结。也就是有8个传动的误差，而系统所看的位置却是伺服电机后面编码器的位置。

各种传动连结都会随着时间的变化而变化，如齿轮之间契合度，其磨耗也会随时间越来越大，误差也随之变大，如同步带若质量不佳，随时间也会越来越松，同样误差也会加大。另外同步带有侧向力的问题(大多因安装不佳所造成)，更会影响电机及减速机的可靠性。

在实际的应用上，电控系统要关注的位置是减速机输出端连接摆臂实际转动角度。可是电控系统所收到的位置却是伺服电机尾端编码器的角度位置，也就是说电控系统所收到的是虚拟位置，为何经常机械手会有严重移位的问题的原因之一。而此编码器经过多次的传动，会有明显的误差出现，并且这误差会随时间的变化而积累变大，所以跟输出端的位置越来越不同步。

输出端连结摆臂，此摆臂整体转动惯量相当的大，所以输出端上的传动机构，也会随着时间的变化，慢慢有磨耗出现，往往使整个机构的重心偏移，而造成运动过程各种轴向力及径向力产生，加速机构的磨耗。误差也会越来越大，因此会增加重新调校的服务成本，更严重会造成无法验收，造成传动失效，客户退机。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高精度内藏式实心摆线电动关节，其能解决上述相关问题。

设计原理：将机械式的传动机构结合伺服电机的半闭环的控制方式，改成外接编码器内置于实心摆线减速机集成电动关节上，将半闭环的控制方式改成全闭环的控制模式，利用编码器放在输出端(与摆臂相连结)，因此外接编码器所显示的角度位置，就是摆臂实际旋转的角度位置。利用全闭的控制方式可以随时监控及修正位置的误差。

技术方案：本实用新型的目的采用以下技术方案实现。

一种高精度内藏式实心摆线电动关节，包括同轴连接的编码固定器、实心摆线集成电动关节、编码器、固定电机外壳、支撑轴承和电机外壳尾盖，所述编码器和支撑轴承设置在所述实心摆线集成电动关节、固定电机外壳和电机外壳尾盖构成的中空容纳腔中，所述编码固定器包括外端法兰和内端心轴，所述编码固定器从外侧通过内端心轴插入实心摆线集成电动关节输出端中心孔中，外端法兰与实心摆线集成电动关节的输出端固定连接，所述内端心轴的尾端支撑在所述电机外壳尾盖中心孔处设置的支撑轴承上；所述编码器包括编码磁环和编码线路板，所述编码磁环套设在所述实心摆线集成电动关节内并固定套接在所述编码固定器的内端心轴上；所述编码线路板与所述支撑轴承同轴的固定至所述电机外壳尾盖上；电机外壳尾盖螺栓固定至所述固定电机外壳的输入端。