CN109531549A - 外骨骼机器人关节电机微型化设计 - Google Patents

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李牧然
毛广勇
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Abstract

本发明公开了外骨骼机器人关节电机微型化设计，包括定子支架、定子芯片、转子支架、线路板，所述定子支架上设有凸起的转轴安装部和若干定子，定子支架一侧固定安装着线路板，线路板上设有圆孔和若干定子通孔，所述定子芯片上设有若干定子卡槽和转轴通孔，所述转子支架上设有转轴和若干转子，转轴穿过定子芯片、线路板后配合安装在转轴安装部内。本发明具有电机整体结构扁平化使得结构更紧凑减少电机占用面积，结构简单，重量相对轻便，驱动控制效果好等优点。

Description

外骨骼机器人关节电机微型化设计
【技术领域】
本发明涉及外骨骼机器人电机的技术领域，特别是外骨骼机器人关节电机微型化设计的技术领域。
【背景技术】
外骨骼机器人技术是机器人技术的重要分支，它涉及机器人技术、人机工程学、机械学、计算科学和通讯技术等技术领域，是目前国内外研究的热点技术。外骨骼机器人可以帮助人们可以依靠自身能力完成原先所不能完成的任务。外骨骼机器人在医学领域上常用于帮助病人们进行康复训练。电机是外骨骼机器人上的重要零部件，为外骨骼机器人运动提供相应的动力支撑。现有的一些外骨骼机器人电机存在尺寸大结构复杂，驱动控制机器人位移运动时存在滞后性，电流损耗大等问题。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种外骨骼机器人关节电机微型化设计，能够使电机整体结构扁平化使得结构更紧凑减少电机占用面积，结构简单，重量相对轻便，驱动控制效果好。
为实现上述目的，本发明提出了一种外骨骼机器人关节电机微型化设计，包括定子支架、定子芯片、转子支架、线路板，所述定子支架上设有凸起的转轴安装部和若干定子，定子支架一侧固定安装着线路板，线路板上设有圆孔和若干定子通孔，所述定子芯片上设有若干定子卡槽和转轴通孔，所述转子支架上设有转轴和若干转子，转轴穿过定子芯片、线路板后配合安装在转轴安装部内。
作为优选，所述转轴安装部和转轴之间、定子芯片和转轴之间均设有滚动轴承。
作为优选，所述定子支架和线路板之间用若干螺钉固定连接，定子支架上的定子穿过线路板上的定子通孔***定子芯片上的定子卡槽，定子支架可与减速器相连。
作为优选，所述转子支架上设有若干弧形卡槽，所述转轴上设有若干转子限位槽，所述转子配合安装在转子限位槽内。
作为优选，所述定子支架的中心、定子芯片的中心、转子支架的中心、线路板的中心安装在同一直线上。
本发明的有益效果：本发明通过将定子支架上固定安装有线路板，线路板的嵌入式设计使得电机驱动效果好，线路板向定子直接供电，有效避免传统电子驱动集成电机因距离、EMC等原因导致相对位移滞后的现象发生，使人机协同不舒服，同时还能降低电流损耗；将定子支架上设有凸起的转轴安装部，转轴和转轴安装部之间设有滚动轴承，转轴上设有转子限位槽，定子支架可与减速器相连，方便转子定位安装在转轴上使得二者保持同步转动，直驱方式保证有效输出扭矩的产生；将定子芯片上设有转轴通孔和定子卡槽，方便了转轴与定子的定位安装；该电机整体结构扁平化使得结构更紧凑减少电机占用面积，结构简单，重量相对轻便，驱动控制效果好。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明外骨骼机器人关节电机微型化设的拆分示意图。
图中：1-定子支架、2-线路板、3-线路板、4-转子支架、5-滚动轴承、11-转轴安装部、21-圆孔、41-转轴。
【具体实施方式】
参阅图1，本发明外骨骼机器人关节电机微型化设计，包括定子支架1、定子芯片3、转子支架4、线路板2，所述定子支架1上设有凸起的转轴安装部11和若干定子，定子支架1一侧固定安装着线路板2，线路板2上设有圆孔21和若干定子通孔，所述定子芯片3上设有若干定子卡槽和转轴通孔，所述转子支架4上设有转轴41和若干转子，转轴41穿过定子芯片3、线路板2后配合安装在转轴安装部11内，所述转轴安装部11和转轴41之间、定子芯片3和转轴41之间均设有滚动轴承5，所述定子支架4和线路板2之间用若干螺钉固定连接，定子支架1上的定子穿过线路板2上的定子通孔***定子芯片3上的定子卡槽，定子支架1可与减速器相连，所述转子支架4上设有若干弧形卡槽，所述转轴41上设有若干转子限位槽，所述转子配合安装在转子限位槽内，所述定子支架1的中心、定子芯片3的中心、转子支架4的中心、线路板2的中心安装在同一直线上。
本发明工作过程：
本发明外骨骼机器人关节电机微型化设计在工作过程中，线路板2通电使得电流流过定子支架1上的定子，定子会产生一矢量磁场，该磁场会带动转子旋转一角度，转轴41随着转子做同步转动运动，转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致，当定子的矢量磁场旋转一个角度，转子也随着该磁场转一个角度，每输入一个电脉冲，转轴转动一个角度前进一步，电机工作输出后经减速器处理即可带动控制外骨骼机器人关节的运动。
本发明外骨骼机器人关节电机微型化设计，将定子支架1上固定安装有线路板2，线路板2的嵌入式设计使得电机驱动效果好，线路板2向定子直接供电，有效避免传统电子驱动集成电机因距离、EMC等原因导致相对位移滞后的现象发生，使人机协同不舒服，同时还能降低电流损耗；将定子支架1上设有凸起的转轴安装部11，转轴41和转轴安装部11之间设有滚动轴承5，转轴41上设有转子限位槽，定子支架1可与减速器相连，方便转子定位安装在转轴41上使得二者保持同步转动，直驱方式保证有效输出扭矩的产生；将定子芯片3上设有转轴通孔和定子卡槽，方便了转轴41与定子的定位安装；该电机整体结构扁平化使得结构更紧凑减少电机占用面积，结构简单，重量相对轻便，驱动控制效果好。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种外骨骼机器人关节电机微型化设计，包括定子支架(1)、线路板(2)、定子芯片(3)、转子支架(4)，其特征在于：所述定子支架(1)上设有凸起的转轴安装部(11)和若干定子，定子支架(1)一侧固定安装着线路板(2)，线路板(2)上设有圆孔(21)和若干定子通孔，所述定子芯片(3)上设有若干定子卡槽和转轴通孔，所述转子支架(4)上设有转轴(41)和若干转子，转轴(41)穿过定子芯片(3)、线路板(2)后配合安装在转轴安装部(11)内。
2.如权利要求1所述的外骨骼机器人关节电机微型化设计，其特征在于：所述转轴安装部(11)和转轴(41)之间、定子芯片(3)和转轴(41)之间均设有滚动轴承(5)。
3.如权利要求1所述的外骨骼机器人关节电机微型化设计，其特征在于：所述定子支架(1)和线路板(2)之间用若干螺钉固定连接，定子支架(1)上的定子穿过线路板(2)上的定子通孔***定子芯片(3)上的定子卡槽，定子支架(1)可与减速器相连。
4.如权利要求1所述的外骨骼机器人关节电机微型化设计，其特征在于：所述转子支架(4)上设有若干弧形卡槽，所述转轴(41)上设有若干转子限位槽，所述转子配合安装在转子限位槽内。
5.如权利要求1所述的外骨骼机器人关节电机微型化设计，其特征在于：所述定子支架(1)的中心、定子芯片(3)的中心、转子支架(4)的中心、线路板(2)的中心安装在同一直线上。
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