[发明专利]一种抗侧倾高功率密度机器人关节驱动单元在审
申请号: | 202210189470.1 | 申请日: | 2022-02-28 |
公开(公告)号: | CN114633281A | 公开(公告)日: | 2022-06-17 |
发明(设计)人: | 欧阳小平;李慧莱;孙茂文;刘浩 | 申请(专利权)人: | 浙江大学 |
主分类号: | B25J17/02 | 分类号: | B25J17/02;F16H57/021;F16H57/023;F16H57/08 |
代理公司: | 北京鑫知翼知识产权代理事务所(普通合伙) 11984 | 代理人: | 孙长江 |
地址: | 310013 浙江*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 抗侧倾高 功率密度 机器人 关节 驱动 单元 | ||
本发明公开了一种抗侧倾高功率密度机器人关节驱动单元,包括电机组件、减速器组件,电机组件的输出端连接减速器组件,电机组件包括定子、磁钢、转子和叶轮,减速器组件包括内齿圈、一级太阳轮、一级行星轮、一级行星架、二级太阳轮、二级行星轮和输出法兰,内齿圈和定子固接,叶轮和一级太阳轮同步旋转,一级太阳轮啮合多个一级行星轮,一级行星轮啮合内齿圈的环齿,一级行星轮转动安装于一级行星架,一级行星架固接二级太阳轮,二级太阳轮啮合多个二级行星轮,二级行星轮啮合环齿,二级行星轮转动安装于输出法兰。本发明抗侧倾能力强,运动精度高,运行稳定性好。
技术领域
本发明涉及驱动单元技术领域,尤其是涉及一种抗侧倾高功率密度机器人关节驱动单元。
背景技术
目前轴向厚度较小的驱动单元为了压缩减速器轴向尺寸,输出端往往设置单个而非并排轴承,当位于驱动单元一侧的输出端受到较大的轴向和径向负载时,由于输出端仅由单个轴承支撑,导致输出端在倾覆方向易发生位移和形变,并带动减速器内部零件和电机转子发生位移和形变,造成减速器精度破坏、寿命缩短、传动失效、转子转动不稳定、编码器工作异常等问题。
定子温升一直是限制电机功率密度的重要指标,由于驱动单元体积和内部空间有限,无法安装外部冷却设备,目前多采用金属外壳或散热片等被动散热方式,降温效果有限,驱动单元功率密度的提升受阻。
目前的机器人关节驱动单元,编码器、减速器、电机之间多为固接,体积大,维修难度大,替换成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种抗侧倾高功率密度机器人关节驱动单元,对减速器组件输出端采用双支撑结构,既不改变减速器外形尺寸,又能显著改善输出端受力状态,驱动单元输出端抗侧倾能力强,运动精度高,运行稳定性好;采用叶轮式转子,能够加速电机内部空气流动,降低定子温升,驱动单元最大输出扭矩提高;采用模块化设计,各组件通过机械方式连接,驱动单元的组件之间相互独立,便于更换和维修,拓展性强;编码器设置在端盖和转子之间的间隙中,结构紧凑,驱动单元对狭窄空间适用性强。
为达到上述目的,本发明的技术方案是:
一种抗侧倾高功率密度机器人关节驱动单元,包括电机组件、减速器组件,所述电机组件的输出端连接减速器组件,所述电机组件包括定子、磁钢、转子和叶轮,所述转子和磁钢固接且磁钢周向均布于转子内表面,所述磁钢和定子同心分布且两者之间形成气隙,所述转子和叶轮固接,所述减速器组件包括内齿圈、一级太阳轮、一级行星轮、一级行星架、二级太阳轮、二级行星轮和输出法兰,所述内齿圈位于定子的内表面且内齿圈和定子固接,内齿圈的内表面设有周向分布的环齿,所述叶轮和一级太阳轮同心分布且同步旋转,所述一级太阳轮的外周啮合多个周向均布的一级行星轮,每个一级行星轮同时均啮合环齿,多个一级行星轮共同转动安装于一级行星架,所述一级行星架的内表面固接二级太阳轮,所述二级太阳轮的外周啮合多个周向均布的二级行星轮,每个二级行星轮同时均啮合环齿,多个二级行星轮共同转动安装于输出法兰,所述一级行星轮和二级行星轮分别位于一级行星架的两侧。
所述定子的内表面设有定子缺口,所述内齿圈的外表面设有与定子缺口相配的内齿圈缺口,所述定子缺口和内齿圈缺口配合形成供定子定位销过盈配合插入的孔。
所述叶轮包括位于中心的中盘、位于外围的外环和叶片,所述中盘和外环之间通过周向均布的叶片连接,所述外环的一端延伸形成周向均布的插条,所述插条对应插入相邻两个磁钢之间且插条与相邻两个磁钢均贴合。
所述内齿圈的外表面设有外台阶,所述定子安装于内齿圈的外表面且定子的一端抵住外台阶,定子的另一端通过压板抵住,所述压板固接于内齿圈的一端面。
所述中盘一端面固定连接输入法兰,所述一级太阳轮的外表面与输入法兰的内表面过盈配合,所述输出法兰的中心设有凸出的法兰轴,所述一级太阳轮的内表面和和法兰轴的外表面之间安装滚针轴承,所述输入法兰的外表面和内齿圈的内表面之间安装交叉滚子轴承二。
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