[发明专利]适用于深海机器人的大力矩一体化驱动关节

说明书

本发明提供了一种适用于深海机器人的大力矩一体化驱动关节，属于水下电机技术领域。适用于深海机器人的大力矩一体化驱动关节包括机壳、动力发生组件、减速组件和输出法兰组件；动力发生组件设置于机壳内，动力发生组件包括电机轴；减速组件设置于动力发生组件的一侧，减速组件包括谐波输入轴、波发生器、柔轮、刚轮和刚轮轴承，柔轮包括柔轮本体部和柔轮法兰部，谐波输入轴与电机轴同轴连接，波发生器安装于谐波输入轴上，柔轮套设于波发生器上，且柔轮法兰部与机壳连接，刚轮轴承套设于柔轮本体部上并与柔轮法兰部连接，刚轮套设于柔轮本体部上并与刚轮轴承的内圈连接；输出法兰组件适于与刚轮连接。实现了大力矩输出，且结构紧凑。

技术领域

本发明涉及水下电机技术领域，具体而言，涉及一种适用于深海机器人的大力矩一体化驱动关节。

背景技术

随着海洋探测技术的发展，建设深海空间站，开展海底探测被提上日程，未来的海洋探测器应当具备多样的探测和作业能力。为了应对日益复杂的深海探测任务需求，研究人员提出将足式机器人应用于深海探测，而一种性能先进可靠的驱动电机是深海足式机器人的关键技术之一。

目前，深海电机多应用于AUV(无缆水下机器人)、ROV(遥控无人潜水器)等的推进器驱动，其转速较快导致输出力矩较小，且电机本身尺寸和质量较大，功能单一，集成化程度和可拓展性较差，输出力矩较小，不能直接应用于深海足式机器人的关节驱动。

发明内容

本发明旨解决现有的深海电机输出力矩小的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种适用于深海机器人的大力矩一体化驱动关节，包括：

机壳；

动力发生组件，其设置于所述机壳内，所述动力发生组件包括电机轴，所述电机轴适于绕所述机壳的轴向转动；

减速组件，其设置于所述动力发生组件的一侧且用于降低所述电机轴的输出转速，所述减速组件包括谐波输入轴、波发生器、柔轮、刚轮和刚轮轴承，所述柔轮包括柔轮本体部和柔轮法兰部，所述谐波输入轴与所述电机轴同轴连接，所述波发生器安装于所述谐波输入轴上，所述柔轮套设于所述波发生器上，且所述柔轮法兰部与所述机壳连接，所述刚轮轴承套设于所述柔轮本体部上并与所述柔轮法兰部连接，所述刚轮套设于所述柔轮本体部上并与所述刚轮轴承的内圈连接；以及

输出法兰组件，其适于与所述刚轮连接。

本发明提供的一种适用于深海机器人的大力矩一体化驱动关节，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：

通过将谐波输入轴与电机轴同轴可拆卸连接，使得电机轴的力矩传递给谐波输入轴，减速组件中的波发生器安装于谐波输入轴上，柔轮套于谐波发生器上并与谐波发生器配合传动，并且柔轮是固定的，刚轮是旋转的，即柔轮的柔轮法兰部与机壳连接实现固定，刚轮轴承以及刚轮分别套于柔轮上，刚轮轴承的外圈与柔轮法兰部连接实现固定，刚轮与刚轮轴承的内圈连接实现固定，如此，波发生器、刚轮以及刚轮轴承在轴向上都位于柔轮轴向两端之间，集成度高，占空空间小，且在机壳的径向上，刚轮可与刚轮轴承的内圈重合，即刚轮与刚轮轴承的内圈的端部连接，并且刚轮轴承外圈的外径小于或等于柔轮法兰部的外径，即刚轮轴承于径向上没有超出柔轮法兰部，进一步提高了集成度。另外，采用柔轮固定，刚轮旋转输出的方式，柔轮变形较小，传动更加稳定。可以调整波发生器的椭圆曲率，以调整刚轮与柔轮的齿差，达成不同的减速比，可以满足大力矩的输出需求。

进一步地，所述减速组件还包括减速器安装座和输入轴轴承，所述输入轴轴承套设于所述谐波输入轴上并位于所述波发生器和所述动力发生组件之间，所述输入轴轴承的内圈与所述谐波输入轴连接，所述减速器安装座套设于所述输入轴轴承的外圈上，所述减速器安装座分别与所述输入轴轴承的外圈以及所述机壳连接，其中所述柔轮法兰部通过所述减速器安装座与所述机壳连接。