[发明专利]一种嵌入式智能行星齿轮减速器

说明书

本发明公开了一种嵌入式智能行星齿轮减速器，包括外壳，至少两级行星齿轮组，至少两级行星齿轮组同轴设置；磁环，磁环的数量至少两个；径向设置的磁柱组，磁柱组与第一级行星齿轮组的起始端适配，其中一个磁环与第一级行星齿轮组的末端适配，余下磁环与余下级行星齿轮组的末端适配；内置的传感器，传感器的数量大于等于磁环和磁柱组的数量之和，且传感器分别与磁环、磁柱组一一对应构成编码器。本发明解决了行星减速器体积大、重量重和精度低的问题，实现适用于机器人关节的减速器所要求的体积小、功率大、质量轻和易于控制的要求，同时能够有效的降低产品成本和生产工艺难度。

技术领域

本发明涉及精密减速器，具体是一种嵌入式智能行星齿轮减速器。

背景技术

机器人精密减速器是机器人的核心零部件，与通用减速器相比，要求具有体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。目前主要采用谐波减速器和RV减速器，谐波减速器的优点是精度高、结构简单、重量轻，问题是随着使用时间增长，运动精度会显著降低，且扭力越大疲劳损耗越快，一般只有两年使用寿命；相对于谐波减速器RV减速器具有更高的疲劳强度、刚度和寿命，具有较大的输出扭力，但其缺点是结构复杂、重量比谐波减速器重、外形尺寸比谐波减速器大，在类人机器人领域这两类减速器不能相互替代，RV减速器一般用于腰、肩、腿部关节，谐波减速器用于小臂和腕部关节。

谐波减速器、RV减速器在传动原理上与行星减速器一样，都是以固定的内齿轮为壳体，行星减速器是以正齿轮和行星支架构成减速，RV减速器是由改进的摆线针轮和行星支架构成减速，谐波减速器是以柔性轮代替行星支架与波轮机构构成减速。与行星减速器相比，这两种减速器单级减速比都能达到50以上，间歇可以做到零；行星减速器单级减速比一般在5左右，需要多级减速后才能满足使用要求，但多级减速后齿轮间歇就会变大，因此控制精度会受到影响。在机器人应用领域，单级减速比大意味着同等输出扭力下体积可以更小，重量可以更轻；单级减速可以做到零间歇，间歇小则精度高，零间歇意味减速器可以做到零误差，这两个优点决定了谐波减速器和RV减速器在类人机器人应用领域目前具有不可替代的地位，但谐波减速器和RV减速器的缺点也是明显的，一是单级减速比越大，相同模数下的结构尺寸就越大，内齿轮受到的疲劳损耗也大，能保证精度的使用寿命有限，二是RV减速器和谐波减速器靠机械精度保证传动精度，因此对加工工艺和材料的要求极高，生产难度很大，三是使用成本高，国内市场基本被国外产品占有，其中日本就占了75％，即使是国产产品单价也是千元起步，减速器的成本基本上要占机器人成本的35％，更重要的是两年就要逐步开始更换减速器，使用维护费用极高，四是RV减速器和谐波减速器只有一级减速，一般最大减速比不超过1:100，在用于类人机器人关节伺服系统时只能配置大功率的低速电机，不仅带来能耗问题，也增加了驱动系统设计的难度和生产的成本。

发明内容

为解决上述现有技术的缺陷，本发明提供一种嵌入式智能行星齿轮减速器，本发明解决了行星减速器体积大、重量重和精度低的问题，有利于实现精密减速器的国产化，实现适用于机器人关节的减速器所要求的高功率密度和高精度的要求，同时能够有效的降低生产工艺难度和产品成本。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种嵌入式智能行星齿轮减速器，包括外壳，包括，

至少两级行星齿轮组，所述至少两级行星齿轮组同轴设置；

至少两个磁环和一组径向设置的磁柱组，其中，所述磁柱组与第一级所述行星齿轮组的起始端适配，其中一个所述磁环与最后一级所述行星齿轮组的末端适配，余下至少一个所述磁环与余下级所述行星齿轮组的末端择一适配；

内置的传感器，所述传感器的数量大于等于所述磁环和所述磁柱组的数量之和，且所述传感器分别与所述磁环、所述磁柱组一一对应构成编码器。

进一步地，所述行星齿轮组包括内齿轮、齿轮架和多个行星轮，多级所述齿轮架同轴逐级连接，所述行星轮设置在所述齿轮架上，所述齿轮架置于所述内齿轮内部，所述行星轮与所述内齿轮啮合连接。