[发明专利]一种关节动力单元及应用其的机械臂

说明书

本发明涉及机器人设备技术领域，公开了一种关节动力单元及应用其的机械臂。本发明提供的关节动力单元，包括固定座、设于所述固定座内的电机单元和减速器单元，减速器单元包括内齿圈、设于内齿圈内侧的柔性外齿圈、设于柔性外齿圈内侧的凸轮，柔性外齿圈依次包括啮合部、可产生形变的柔性连接部和输出部，啮合部与内齿圈啮合传动，且啮合部的齿数少于内齿圈的齿数；凸轮与啮合部抵接并相对啮合部转动，以驱动啮合部在内齿圈内侧滚动；内齿圈固定时，啮合部在内齿圈内侧滚动，通过柔性连接部带动输出部转动；柔性外齿圈与凸轮形成容纳腔，电机单元设于容纳腔内。该关节动力单元轴向尺寸大大缩短，整体结构更加紧凑。

技术领域

本发明涉及机器人设备技术领域，尤其涉及了一种关节动力单元及应用其的机械臂。

背景技术

集成减速器的关节动力单元是机器人的关键零部件之一，现有的减速器结构，如谐波减速器、摆线针轮减速器等尺寸较大，并且与电机单元的结构布局设置多为轴向上的串联设计，导致关节动力单元的轴向尺寸较大，结构不够紧凑。

例如：申请号为2018212673930的中国专利一种电驱动回转动力单元公开了一种电驱动回转动力单元，包括电机基座、电机单元和减速器单元，其电机单元和减速器单元即为轴向串联设计，导致整个关节动力单元的轴向尺寸较大，结构不紧凑，不利于推广使用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种关节动力单元，电机单元和减速器单元耦合集成设置，轴向尺寸大大缩短，结构紧凑，利于推广使用。

本发明的目的之二在于提供一种机械臂，其关节动力单元中的电机单元和减速器单元耦合集成设置，轴向尺寸大大缩短，关节处的结构更加紧凑。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种关节动力单元，包括固定座、设于所述固定座内的电机单元和减速器单元；

所述减速器单元包括内齿圈、设于所述内齿圈内侧的柔性外齿圈、设于所述柔性外齿圈内侧的凸轮；

所述柔性外齿圈依次包括啮合部、能产生形变的柔性连接部和输出部；

所述啮合部与所述内齿圈啮合传动，且所述啮合部的齿数少于所述内齿圈的齿数；

所述凸轮与所述啮合部抵接并相对所述啮合部转动，以驱动所述啮合部在所述内齿圈内侧滚动；

所述输出部的回转中心、所述凸轮的回转中心与所述内齿圈的回转中心位于同一轴线上；

当所述内齿圈固定时，所述啮合部在所述内齿圈内侧滚动，通过所述柔性连接部带动所述输出部转动；

所述柔性外齿圈与所述凸轮形成容纳腔，所述电机单元设于所述容纳腔内。

作为优选的技术方案，

所述固定座的回转中心处固定设有定子固定轴，所述电机单元包括电机转子和电机定子；

所述电机定子固定于所述定子固定轴上，所述电机转子通过第一轴承固定于所述定子固定轴上；所述定子固定轴末端通过第二轴承与输出法兰转动连接。

作为优选的技术方案，所述凸轮与所述啮合部内侧设有柔性轴承，所述柔性轴承内圈与所述凸轮固定连接，所述柔性轴承外圈与所述啮合部固定连接。在凸轮和啮合部之间设置柔性轴承，将凸轮和啮合部之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，降低了零件的磨损，提高了差齿减速器的使用寿命。

作为优选的技术方案，所述电机转子的输出端与所述凸轮固定连接，所述电机转子的回转中心与所述凸轮的回转中心位于同一轴线上。通过电机转子直接带动凸轮转动，使凸轮驱动啮合部滚动。