CN213616707U - 谐波传动与电机一体化集成工业机器人关节驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种谐波传动与电机一体化集成工业机器人关节驱动装置，包括输出轴，输出轴外壳，交叉滚子轴承，中心外壳，刚轮，电机外壳，柔性轴承，波发生器，驱动电机，柔轮，其中驱动电机选用外转子电机；刚轮连接在中心外壳和电机外壳之间；驱动电机固定在电机外壳内；驱动电机外转子与波发生器之间采用过盈配合；波发生器与柔性轴承之间过盈配合；柔轮套接在柔性轴承上，且柔轮设有渐开线齿，刚轮内圈设有与柔轮啮合的齿；柔轮设置在中心外壳内；柔轮、交叉滚子轴承内圈、输出轴三者串连；交叉滚子轴承外圈与中心外壳相连，内圈与输出轴配合；输出轴外壳与中心外壳固定；输出轴穿过输出轴外壳；可实现机器人关节小型化。

Description

谐波传动与电机一体化集成工业机器人关节驱动装置

技术领域

本实用新型属于机器人关节电机-传动一体化领域，特别是一种外转子电机与谐波齿轮传动一体化装置。

背景技术

机器人的动作是由各种杆件和关节组合而产生的，因此关节对机器人的动作具有关键性的作用。随着机械***日益复杂化，对机器人、机械手等精密装置的性能要求越来越高，尤其是某些特种加工的工业机器人关节处的紧凑性与空间体积所占比例的要求更高，传统机械臂的每个关节均由一个关节电机驱动，一个减速器以及控制***，三个***的散装结构不仅造成机械关节体积庞大、笨重、动态性能差，而且传动机构的误差将直接影响机械手的定位精度甚至***工作的稳定性。随着数字伺服技术等电子技术的发展,机器人关节也在不断发展。机器人关节呈现出大力矩、高精度、反应灵敏、小型化,机电一体化,标准化和模块化等趋势,以适应机器人技术发展的需要。

由于关节电机占机械臂关节比重较大，多个关节电机占据了机械臂悬臂部分的大部分重量，因此在伺服电机设计未有明显突破的情况下采用新的机器人设计理论对现有关节的冗余部分的功能进行重组，对机械臂关节结构进行重新设计,减少机械臂悬臂部分重量，是获得更紧凑结构、高负载自重比的一种方法。

传统的设备厂商在研制产品时，习惯性地对谐波减速器与伺服电机采用分开采购、重新组装的方式。整机设计人员需要对电机及减速器的选型，以及安装空间进行反复论证。这种传统的做法，不仅使得从选型设计到装配都比较麻烦，而且使得组件及整机的后期维护保养也很繁琐，最致命的是相关的组件产品在性能上也总是大打折扣。因此急需一种可以直接安装的低转速、大转矩、高精度、小体积、长寿命的驱动单元，一种可以代替分装式电机和减速器的组件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种外转子电机与谐波齿轮传动一体化装置，以实现机器人关节小型化，一体化。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种谐波传动与电机一体化集成工业机器人关节驱动装置，包括输出轴，输出轴外壳，交叉滚子轴承，中心外壳，刚轮，电机外壳，柔性轴承，波发生器，驱动电机，柔轮，其中驱动电机选用外转子电机；

所述刚轮连接在中心外壳和电机外壳之间；所述驱动电机固定在电机外壳内；所述驱动电机外转子与波发生器之间采用过盈配合；所述波发生器与柔性轴承之间过盈配合；所述柔轮套接在柔性轴承上，且柔轮设有渐开线齿，所述刚轮内圈设有与柔轮啮合的齿；所述柔轮设置在中心外壳内；所述柔轮、交叉滚子轴承内圈、输出轴三者串连；所述交叉滚子轴承外圈与中心外壳相连，内圈与输出轴配合；所述输出轴外壳与中心外壳固定；所述输出轴穿过输出轴外壳。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：

采用外转子电机，改变以往电动机与谐波减速器串联的结构，用并联方式将驱动电机外转子与传动***波发生器做成一体化，减小了减速器驱动装置的体积，减小工业机器人关节的尺寸。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构剖面的轴测示意图。

图2是本实用新型去除电机和外壳之后的轴侧图。

图3是本实用新型的波发生器，轴承，柔轮，钢轮啮合图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。

结合图1-图3，本实用新型是一种谐波传动与电机一体化集成工业机器人关节驱动装置，装置包括输出轴1，输出轴外壳2，交叉滚子轴承3，中心外壳4，刚轮5，电机外壳6，柔性轴承7，波发生器8，驱动电机9，柔轮10，电机轴端盖11，其中驱动电机9选用外转子电机。

所述刚轮5通过螺栓连接在中心外壳4和电机外壳6之间；所述驱动电机9设置在电机外壳6内，且通过螺栓与电机轴端盖11固定；所述电机轴端盖11固定在电机外壳6上；所述驱动电机9外转子与波发生器8之间采用过盈配合；所述波发生器8是标准椭圆凸轮，且与柔性轴承7之间采用过盈配合。所述柔轮10套接在柔性轴承7上，且柔轮10设有渐开线齿，所述刚轮5内圈设有与柔轮10啮合的齿；所述柔轮10设置在中心外壳4内；所述柔轮10、交叉滚子轴承3内圈、输出轴1三者通过螺栓连接；所述交叉滚子轴承3外圈与中心外壳4相连，内圈与输出轴1配合。所述输出轴外壳2通过螺栓与中心外壳4固定；所述输出轴1穿过输出轴外壳2。

所述驱动电机9外转子与传动***波发生器8做成一体化，该装置由驱动电机9产生输入扭矩，由一体化的外转子加波发生器8传递至柔性轴承7，标准椭圆凸轮的波发生器8使得与其过盈配合的柔性轴承7产生形变，同时带动柔轮10产生形变，此时钢轮5固定，由于柔轮10与钢轮5存在齿数差，标准椭圆凸轮的波发生器8的长半轴所对应的柔轮齿与钢轮5啮合，可使得柔轮10产生输出，再经交叉滚子轴承3将扭矩传递至输出轴1。

本实用新型的驱动装置采用外转子电机，改变以往电动机与谐波减速器串联的结构，用并联方式将驱动电机外转子与传动***波发生器做成一体化，减小了减速器驱动装置的体积，减小工业机器人关节的尺寸。

Claims (5)

1.一种谐波传动与电机一体化集成工业机器人关节驱动装置，其特征在于，包括输出轴(1)，输出轴外壳(2)，交叉滚子轴承(3)，中心外壳(4)，刚轮(5)，电机外壳(6)，柔性轴承(7)，波发生器(8)，驱动电机(9)，柔轮(10)，其中驱动电机(9)选用外转子电机；

所述刚轮(5)连接在中心外壳(4)和电机外壳(6)之间；所述驱动电机(9)固定在电机外壳(6)内；所述驱动电机(9)外转子与波发生器(8)之间采用过盈配合；所述波发生器(8)与柔性轴承(7)之间过盈配合；所述柔轮(10)套接在柔性轴承(7)上，且柔轮(10)设有渐开线齿，所述刚轮(5)内圈设有与柔轮(10)啮合的齿；所述柔轮(10)设置在中心外壳(4)内；所述柔轮(10)、交叉滚子轴承(3)内圈、输出轴(1)三者串连；所述交叉滚子轴承(3)外圈与中心外壳(4)相连，内圈与输出轴(1)配合；所述输出轴外壳(2)与中心外壳(4)固定；所述输出轴(1)穿过输出轴外壳(2)。

2.根据权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，所述驱动电机(9)通过电机轴端盖(11)固定在电机外壳(6)内，所述驱动电机(9)固定电机轴端盖(11)上，电机轴端盖(11)固定在电机外壳(6)上。

3.根据权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，所述刚轮(5)通过螺栓连接在中心外壳(4)和电机外壳(6)之间。

4.根据权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，所述柔轮(10)、交叉滚子轴承(3)内圈、输出轴(1)三者通过螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的关节驱动装置，其特征在于，所述输出轴外壳(2)通过螺栓与中心外壳(4)固定。

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