CN110114192B - 半中空型致动器模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半中空型致动器模块，更详细地，涉及如下的半中空型致动器模块，即，在内置有马达及减速器的致动器模块中，通过改善配线(电缆)的连接结构来与另一致动器模块或模块连接部件等相结合，从而解决配线的缠绕问题。

Description

半中空型致动器模块

技术领域

本发明涉及一种半中空型致动器模块，更详细地，涉及如下的半中空型致动器模块，即，在内置有马达及减速器的致动器模块中，通过改善配线(电缆)的连接结构来与另一致动器模块或模块连接部件等相结合，从而解决配线的缠绕问题。

背景技术

致动器模块通常内置有驱动装置(马达)和减速器，并且不仅广泛用于一般工业，而且还用于家庭和教育。尤其，近年来越来越关注通过组合多个致动器模块可以实现能够实现复杂操作的多关节型机器人。

图1为通过重复结合规格化的致动器模块和这些模块的连接部件来实现人形多关节型机器人的实际照片(参照专利文献1)。在这种机器人中，应根据规定的规则来控制各致动器模块，为此，在所有的致动器模块应连接电源及用于信号传输的配线。

图2示出了致动器模块(下侧)和模块连接部件(上侧)彼此结合的状态。为了结合多个致动器模块，以致动器模块的驱动轴为中心，应将致动器模块与模块连接部件相连接是必不可少的，即使这种多个致动器模块及模块连接部件的结合结构重复，也可制造与图1相同类型的机器人或制造商所需的各种类型的机器人。

在将致动器模块与模块连接部件或其他致动器模块相连接时，配线的处理是重要的。尤其，在多个致动器模块由中央处理单元或中央控制器控制的情况下，需要多个用于控制及传感的配线，使得这些配线的处理不应干扰致动器模块的驱动。并且，若配线复杂地缠绕在一起，则外观上也不好。

尤其，若构成机器人的致动器模块的数量增加，则配线处理的难度变得更大，从而可导致致动器的驱动范围受到限制或机器人的结构无法多样化的问题。

在如图1及图2所示的致动器模块中，在构成致动器模块的外皮的外壳的各侧面设置突出结构物，其具有配线能够通过的贯通孔，但在使用这种结构物的情况下，致动器模块的驱动范围(转动范围)可仍然受到限制，并且在连接多个致动器模块的情况下，突出结构物本身可以充当障碍物。并且可能给人带来一种不干净的印象。在如图1所示的人形机器人的情况下，可以知晓从臂或腿部连接到外部的配线可能干扰机器人的驱动。

另一方面，在上文中，提到了在家用或教育用机器人的情况下的例如致动器模块的配线处理问题，但这些问题即使存在其幅度差异，也是所有致动器模块不可避免具有的问题。因此，需要一种能够解决致动器模块的配线处理问题的改善型模块结构。

发明内容

发明所要解决的问题

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新型模块结构，能够解决致动器模块的配线处理问题。

本发明所要实现的技术问题不限于以上所提及的技术问题，本发明所属技术领域的普通技术人员可从以下记载中明确理解未提及的其他技术问题。

用于解决问题的方案

为了实现上述技术问题，本发明的一实施例提供一种半中空型致动器模块。

在本发明的实施例中，能够内置马达、减速器及控制电路的半中空型致动器模块包括：半中空型致动器模块，能够内置马达、减速器及控制电路，其特征在于，包括：第一外壳，与连接于马达的驱动侧(active)轴贯通结合；以及第二外壳，与第一外壳相结合，并在对应于驱动侧轴的位置上与惰轮部相结合，惰轮部包括：圆板形状的被动侧(passive)惰轮，在内部形成有中空部；以及结合部件，在外周面具有向中心部侧凹陷而成的贯通槽，并以能够旋转的方式将惰轮固定在第二外壳，通过中空部和贯通槽来能够将电缆连接到第二外壳的内部。

在本发明的实施例中，结合部件***于上述惰轮的中空部，并可与第二外壳相结合。

在本发明的实施例中，在第二外壳中的对应于贯通槽的位置上形成有向内侧凹陷而成的移动槽，电缆可通过移动槽连接到第二外壳的内部。

在本发明的实施例中，惰轮包括：圆板，设置有结合孔并在内部形成有中空部；以及卡止突起，在上述圆板的内周面以垂直延伸的方式形成，结合部件可包括：圆筒，沿着长度方向形成有中空部并与第二外壳相结合，形成有上述贯通槽；以及防脱离卡止部，在除了形成有贯通槽的区域之外的圆筒的一端垂直延伸。

在本发明的实施例中，在第一外壳的侧面可形成有端子部，上述端子部能够与电缆端部的连接器相连接。

在本发明的实施例中，在第二外壳的侧面形成有贯通部，通过贯通部连接到上述端子部的电缆可连接到第二外壳的内部。

在本发明的实施例中，端子部可分别设置于第一外壳的两侧面。

在本发明的实施例中，第二外壳可包括：上端部，与结合部件相结合；下端部，设置为与上端部相同的高度；以及上下端连接部，设置于上端部与下端部之间，并向内侧凹陷而成。

在本发明的实施例中，在上端部中，放置槽可在放置有惰轮部的位置向内侧凹陷而成。

在本发明的实施例中，还可包括罩部，与上下端连接部相结合，具有侧面突出部，上述侧面突出部用于防止连接到端子部的电缆端部的连接器脱落。

在本发明的实施例中，轴和惰轮可设置于同轴上。

发明效果

根据本发明的实施例，可提供能够解决致动器模块的配线处理问题的新型模块结构。这种致动器模块结构防止了配线的缠绕或断线问题，并且还减少了通信不良的问题。同时，可以提高致动器模块的外观美感。这种效果尤其对通过重复结合多个致动器模块来制造多关节型机器人的情况更加有用。

本发明的效果并不局限于上述效果，应理解为，包括可从本发明的详细说明或记载于发明要求保护范围的结构中推导出的所有效果。

附图说明

图1为利用现有的致动器模块的人型多关节型机器人的照片。

图2为示出将现有致动器模块与模块连接部件相结合的状态的图。

图3为本发明的一实施例的半中空型致动器模块的立体图。

图4为本发明的一实施例的半中空型致动器模块的侧视图。

图5为本发明的一实施例的半中空型致动器模块的分解立体图。

图6为示出将电缆连接到本发明的一实施例的半中空型致动器模块的状态的立体图。

图7为示出本发明的一实施例的半中空型致动器模块与模块连接部件相结合的状态的立体图。

图8为示出本发明的一实施例的半中空型致动器模块和罩部的分解立体图。

图9为示出本发明的一实施例的半中空型致动器模块与罩部相结合的状态的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明。但是，本发明可通过多种不同方式来实现，因此并不局限于在此所说明的实施例。而且，为了明确说明本发明，省略了与说明无关的部分，在整篇说明书中，对于类似的部分赋予了类似的附图标记。

在整篇说明书中，当表示某部分与其他部分“连接(联接、接触、结合)”时，这不仅包括“直接连接”的情况，还包括在其中间隔着其他部件“间接连接”的情况。并且，当表示某部分“包括”某结构要素时，除非存在特别相反的记载，这并非表示排除其他结构要素，而是表示还可以包括其他结构要素。

本说明书中所使用的术语仅用于说明特定实施例，而并非要限定本发明。除非在文脉上明确表示不同的含义，单数的表达包括复数的表达。在本说明书中，“包括”或“具有”等术语所要指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或这些组合的存在，而不得理解为排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、结构要素、部件或这些组合的存在或附加可能性。

以下，参照附图将对本发明的实施例进行详细说明。

图3为本发明的一实施例的半中空型致动器模块1的立体图，图4为本发明的一实施例的半中空型致动器模块1的侧视图。

本发明的一实施例的半中空型致动器模块1包括第一外壳10及第二外壳20。

其中，致动器(actuator)是通过利用动力来操作机器或机构的装置，并且主要利用电动机来实现。半中空型致动器模块1与作为驱动部的马达一同内置有减速器及其控制电路的方式形成。

第一外壳10及第二外壳20可统称为外壳，但这种外壳构成半中空型致动器模块1的外皮或外形，并且为保护内置的马达、减速器、控制电路的结构要素。外壳可形成有结构，用于与其他致动器模块直接相结合，或者与用于连接于其他致动器模块的模块连接部件相结合。其他致动器模块可以是本申请的半中空型致动器模块1的另一结构的致动器模块。

在第一外壳10中，驱动侧(active)轴30可贯通结合于马达(未示出)(参照图4)。即，通过内置在半中空型致动器模块1的马达来接收到驱动力的轴30设置于第一外壳10的一面。该轴30上可设置有能够与外部部件相连接的结构，例如，结合槽或槽结构以一体或可分离的方式设置。在致动器马达和轴30之间可设置有减速器。

第一外壳10可形成为一体，与此不同，也可构成为可分离的子外壳。例如，如图所示，第一外壳10可包括第一子外壳11和第二子外壳12。第一子外壳11内部可内置有如减速器，第二子外壳12内部可内置有如马达，通过这种第一外壳10的分离型结构，可划分更有效的内部空间，并便于组装和拆卸。

另一方面，在第一外壳10的侧面可设置有端子部13。在端子部13上可电连接电缆100(参照图6)，通过电缆100和端子部13来向内置在半中空型致动器模块1的马达提供电流，或者可与内置在半中空型致动器模块1的控制电路发送和接收电信号。其中，发送和接收的信号可以是用于驱动马达的控制信号或由内置在半中空型致动器模块1的传感器的传感信号等。在电缆100的端部设置有连接器110，该连接器110可与端子部13相结合(参照图6)。

端子部13可分别设置于第一外壳10的两侧面，并且在这种情况下，根据配线连接的便利性，也可以仅使用任一侧的端子部13。

并且，在第一外壳10的外侧面，即第一外壳10的侧面、上部面或下部面中一个以上的表面中可形成有第一结合槽14、15，用于与其他致动器模块或模块连接部件相结合。内螺纹部可沿着内周面形成于第一结合槽14、15内部。如图所示，第一外壳10及第二外壳20的外面可几乎形成为平面，可通过第一结合槽14、15与其他致动器模块或模块连接部件螺纹(螺栓)结合。

第二外壳20与第一外壳10相结合。第二外壳20可与第一外壳10的另一面，即贯通设置有轴30的面的相反面相结合。

第一外壳10和第二外壳20可通过螺栓B相结合，这种螺栓B以通过设置于第二外壳20的一面的多个螺栓孔***的方式可与形成于第一外壳10的内侧面的内螺纹部相结合。当然，可使用作为第一外壳10和第二外壳20的结合方式的其他方式，例如，通过凹凸结构的配置方式、其他结构方式、粘结方式等任意方式。

在第二外壳20中的对应于驱动侧轴30的位置上可形成有放置部21(参照图5)，在放置部21上可放置有惰轮部40。放置部21形成为与惰轮部40相同的形状，以可防止惰轮部40的脱离。

惰轮部40包括被动侧(passive)惰轮41以及将惰轮41能够旋转的方式结合于第二外壳20的结合部件42。

惰轮41形成为圆板形状且中心部形成有中空部413(参照图5)。在此情况下，中空部413可形成为半中空形态。结合部件42***于惰轮41的中空部413，并且可与第二外壳20相结合。

结合部件42与第二外壳20的结合方式为如下，即，螺栓50以通过形成于结合部件42的中心部的中空部424***的方式可与形成于第二外壳20的内侧面的内螺纹部相结合。由于结合部件42的最大直径大于惰轮41的中空部413的最大直径，因此，惰轮41可通过***于惰轮41的中空部413且与第二外壳20相结合的结合部件42，以能够旋转的方式配置于第二外壳20。

即，在第二外壳20的一面上，在与驱动侧轴30形成同轴的位置上形成有放置部21，并且惰轮41能够以可旋转的方式配置于放置部21。

惰轮41不接收来自内置在半中空型致动器模块1的马达的驱动力，而是起到仅在驱动侧轴30将驱动力传递到另一部件时支撑另一部件的作用。

预先参照图7，与半中空型致动器模块1的另一部件，即模块连接部件200相连接时，惰轮41会支撑模块连接部件200，对此的详细描述将后述。

在第二外壳20的侧面可设置有贯通部22。通过贯通部22连接于端子部13的电缆100可连接到第二外壳20内侧。另一方面，在不使用贯通部22的情况下，异物等可通过贯通部22流入外壳内侧，从而可以在贯通部22中设置用于阻挡贯通部22的罩部件(未示出)。并且，还可以通过从第二外壳20中移除罩部件，以形成贯通部22。

在第二外壳20的前面可设置有第二结合槽24。第二结合槽24与第一结合槽14、15相同，用于与其他致动器模块或模块连接部件相结合。并且，内螺纹部可沿着内周面设置于第二结合槽24内部。

图5为本发明的一实施例的半中空型致动器模块1的分解立体图，图6为示出将电缆100连接到本发明的一实施例的半中空型致动器模块1的状态的立体图。

如图所示，在第一外壳10设置有用于设置驱动侧轴30的第一中空部16，在第二外壳20中的对应于第一外壳10的第一中空部16的位置上设置有用于设置惰轮部40的放置部21。由此，驱动侧轴30和惰轮41可设置于同轴上。

在此情况下，惰轮41包括：圆板411，中心部形成有中空部413；以及卡止突起412，在圆板411的内周面以垂直延伸的方式形成。在此情况下，在圆板411可形成有结合孔414。其他致动器模块或模块连接部件可与结合孔414固定结合。

结合部件42包括：圆筒422，沿着长度方向形成有中空部424并具有沿着外周面向中心部侧凹陷而成的贯通槽421且与第二外壳20相结合；以及防脱离卡止部423，在除了形成有贯通槽421的区域之外的圆筒422的一端垂直延伸。由于结合部件42不会沿着惰轮41的旋转而旋转，因此贯通贯通槽421的电缆100也不会因惰轮41的旋转而受到影响。

在放置部21可设置有惰轮部结合槽211，内螺纹部可沿着内周面形成于惰轮部结合槽211。因此，结合部件42可通过螺栓50与惰轮部结合槽211相结合。

在第二外壳20的对应于贯通槽421的位置可形成有移动槽23。移动槽23作为引导贯通贯通槽421的电缆100的移动的槽，可形成为与贯通槽421相同的形状。由于电缆100通过贯通槽421及移动槽23连接到第二外壳20的内部，因此，即使惰轮41转动，电缆100也不会沿着惰轮41旋转而不会缠绕。

第二外壳20包括上端部201、下端部203及设置于上端部和下端部之间的上下端连接部202。上端部201的前面可形成有能够与惰轮部40相结合的放置部21，以及电缆100能够移动的移动槽23，下端部203可形成为具有与上端部201基本相同的高度。上下端连接部202设置于上端部201和下端部203之间，并且可向内侧凹陷而成。根据本发明的实施例，罩部60可与上下端连接部202相结合。对此将参照图8进行后述。

通过结合部件42的贯通槽421及第二外壳20的移动槽23连接到外壳内部的电缆100可与端子部13电连接，所述端子部13通过形成于第二外壳20的侧面的贯通部22来设置于第一外壳10。即，电缆100端部的连接器110可与端子部13相结合，由于连接器结合的结构是已知的，因此将省略详细描述。

若通过贯通槽421及移动槽23将电缆100连接到外壳内部，则电缆100不会影响到惰轮41的旋转驱动，进而防止断线并不会发生电缆100的缠绕现象。即，可通过本发明的配线(电缆)连接结构来将配线有效地与外壳的外侧相连接。

图7为示出本发明的一实施例的半中空型致动器模块1与模块连接部件200相结合的状态的立体图。

模块连接部件200可包括以在本体部210及本体部210的两侧面垂直的方式设置的第一垂直部220及第二垂直部230。第一垂直部220可包括螺纹孔222，沿着第二中空部221及第二中空部221的周围而形成。螺纹孔222与惰轮41的结合孔414可通过螺栓来相结合。虽未在图7所示，但类似于第一垂直部220，在第二垂直部230可形成有中空部及螺纹孔，并可与驱动侧轴30相结合。

在半中空型致动器模块1与模块连接部件200相结合的情况下，电缆100可通过结合部件42的贯通槽421及模块连接部件200的第二中空部221连接到半中空型致动器模块1的内部。因此，根据半中空型致动器模块1的驱动，即使模块连接部件200进行旋转动作，电缆100也不会被缠绕。并且，不会因电缆100而模块连接部件200的旋转动作被受到干扰。在连接电缆100之后，可与罩部60相结合，以便电缆100不会轻易被移除且外观上进行整理。

图8为示出本发明的一实施例的半中空型致动器模块1和罩部60的分解立体图，图9为示出本发明的一实施例的半中空型致动器模块1与罩部60相结合的状态的立体图。

如图所示，罩部60通过结合设置于第二外壳20的上下端连接部202周边来形成第二外壳20的外面的一部分。罩部60包括长方形形状的罩本体61，以及在罩本体61的各棱角处以垂直突出的方式设置的侧面突出部62。突出部62可在连接器110和第二外壳之间的空间上嵌入结合。

若罩部60与第二外壳20相结合，则罩部60的侧面突出部62可与连接到端子部13的电缆100端部的连接器110相接，由此，可防止连接器110从端子部13脱落。并且，由于与罩部60相结合的半中空型致动器模块1的外壳内部完全与外部阻断，因此可防止向内部流入的异物所导致的故障。

与端子部13相连接的电缆100可通过第二外壳20的移动槽23及结合部件42的贯通槽421连接到外部，如图8及图9所示，可通过罩部60的内侧连接到外部。通过本发明的半中空型致动器模块1的外壳结构，用户可将半中空型致动器模块1的配线经过惰轮部40及第二外壳20的贯通部22来连接到外壳内部，通过此，不仅预防配线的缠绕或断线问题并可减少通信不良的问题，而且可提高半中空型致动器模块1的外观美感。尤其，通过在半中空型致动器模块1结合其他致动器模块或模块连接部件200来制造多关节型机器人的情况下，如上所述的配线处理提高了设计自由度且可使得灵活地驱动致动器。

上述本发明的说明用于例示，本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解，在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下，可简单地变形为其他具体形态。因此，应当理解，以上所记述的实施例在所有方面仅为例示，并不是限定的。例如，以单一型进行说明的各结构要素可以分散来实施，与此相同，以分散的形态所说明的结构要素也能以组合的形态实施。

本发明的范围通过后述的发明要求保护范围示出，从发明要求保护范围的含义、范围及其等同概念导出的所有变更或变形的形态应被解释为包括在本发明的范围内。

优选实施方式

本发明的实施方式已在具体实施方式中一同描述。

工业利用性

根据本发明的半中空型致动器模块，提供新型的模块结构以能够解决致动器模块的配线处理问题，从而防止了配线的缠绕或断线问题，并且减少了通信不良问题。

Claims (9)

1.一种半中空型致动器模块，能够内置马达、减速器及控制电路，其特征在于，

包括：

第一外壳，与连接于上述马达的驱动侧轴贯通结合；以及

第二外壳，与上述第一外壳相结合，并在对应于上述驱动侧轴的位置上与惰轮部相结合，

上述惰轮部包括：

圆板形状的被动侧惰轮，在内部形成有中空部；以及

结合部件，在外周面具有向中心部侧凹陷而成的贯通槽，并以能够旋转的方式将上述被动侧惰轮固定在上述第二外壳，

通过上述中空部和上述贯通槽来能够将电缆连接到上述第二外壳的内部，

其中，上述结合部件***于上述被动侧惰轮的中空部，并与上述第二外壳相结合；

上述被动侧惰轮包括：

圆板，设置有结合孔并在内部形成有中空部；以及

卡止突起，在上述圆板的内周面以垂直延伸的方式形成，

上述结合部件包括：

圆筒，沿着长度方向形成有中空部并与上述第二外壳相结合，形成有上述贯通槽；以及

防脱离卡止部，在除了形成有上述贯通槽的区域之外的上述圆筒的一端垂直延伸。

2.根据权利要求1所述的半中空型致动器模块，其特征在于，

在上述第二外壳中的对应于上述贯通槽的位置上形成有向内侧凹陷而成的移动槽，

上述电缆能够通过上述移动槽连接到上述第二外壳的内部。

3.根据权利要求1所述的半中空型致动器模块，其特征在于，在上述第一外壳的侧面形成有端子部，上述端子部能够与电缆端部的连接器相连接。

4.根据权利要求3所述的半中空型致动器模块，其特征在于，在上述第二外壳的侧面形成有贯通部，通过上述贯通部连接到上述端子部的电缆能够连接到上述第二外壳的内部。

5.根据权利要求3所述的半中空型致动器模块，其特征在于，上述端子部分别设置于上述第一外壳的两侧面。

6.根据权利要求3所述的半中空型致动器模块，其特征在于，上述第二外壳包括：

上端部，与上述结合部件相结合；

下端部，设置为与上述上端部相同的高度；以及

上下端连接部，设置于上述上端部与上述下端部之间，并向内侧凹陷而成。

7.根据权利要求6所述的半中空型致动器模块，其特征在于，在上述上端部中，放置槽在放置有上述惰轮部的位置向内侧凹陷而成。

8.根据权利要求6所述的半中空型致动器模块，其特征在于，还包括罩部，与上述上下端连接部相结合，具有侧面突出部，上述侧面突出部用于防止连接到上述端子部的电缆端部的连接器脱落。

9.根据权利要求1所述的半中空型致动器模块，其特征在于，上述轴和上述被动侧惰轮设置于同轴上。

Images