[發(fā)明專利]一種帶位置和速度反饋的水下電動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810107613.3
• 申請(qǐng)日: 2018-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN110125973A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張奇峰;何旭歡;張運(yùn)修
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): B25J17/00
• 分類號(hào): B25J17/00;B63C11/52
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

1.一種帶位置和速度反饋的水下電動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括輸出軸(1)、密封殼體及分別容置于該密封殼體內(nèi)的單圈絕對(duì)式編碼器、諧波減速機(jī)、無框力矩電機(jī)、電機(jī)軸(9)、多圈絕對(duì)式編碼器和驅(qū)動(dòng)器(12)，其中輸出軸(1)密封轉(zhuǎn)動(dòng)連接于密封殼體的一端，該輸出軸(1)的兩端分別位于所述密封殼體的內(nèi)部和外部，所述輸出軸(1)上設(shè)有得到輸出軸(1)任意時(shí)刻位置的單圈絕對(duì)式編碼器；所述電機(jī)軸(9)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于密封殼體內(nèi)，一端通過所述諧波減速機(jī)與輸出軸(1)位于密封殼體內(nèi)的一端連接，所述電機(jī)軸(9)的另一端連接有反饋電機(jī)軸(9)速度信息的多圈絕對(duì)式編碼器；所述電機(jī)軸(9)上設(shè)有帶動(dòng)電機(jī)軸(9)旋轉(zhuǎn)的無框力矩電機(jī)，該無框力矩電機(jī)、單圈絕對(duì)式編碼器及多圈絕對(duì)式編碼器分別與安裝于密封殼體內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)器(12)電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶位置和速度反饋的水下電動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述密封殼體內(nèi)部安裝有對(duì)電機(jī)軸(9)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的制動(dòng)器(10)，該制動(dòng)器(10)外罩有降低制動(dòng)器(10)對(duì)多圈絕對(duì)式編碼器磁場(chǎng)干擾的防磁罩(14)；所述制動(dòng)器(10)與驅(qū)動(dòng)器(12)電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶位置和速度反饋的水下電動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述單圈絕對(duì)式編碼器包括單圈絕對(duì)式編碼器定子(501)及單圈絕對(duì)式編碼器轉(zhuǎn)子(502)，該單圈絕對(duì)式編碼器定子(501)套在所述輸出軸(1)上，并安裝于所述密封殼體內(nèi)壁上，所述單圈絕對(duì)式編碼器轉(zhuǎn)子(502)位于單圈絕對(duì)式編碼器定子(501)的一側(cè)、且套在所述輸出軸(1)上，并與該輸出軸(1)連動(dòng)，所述單圈絕對(duì)式編碼器定子(501)與單圈絕對(duì)式編碼器轉(zhuǎn)子(502)之間留有預(yù)設(shè)距離；所述單圈絕對(duì)式編碼器轉(zhuǎn)子(502)通過輸出軸(1)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，單圈絕對(duì)式編碼器定子(501)對(duì)單圈絕對(duì)式編碼器轉(zhuǎn)子(502)發(fā)送的載波信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而得到所述輸出軸(1)任意時(shí)刻位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶位置和速度反饋的水下電動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述多圈絕對(duì)式編碼器包括磁感應(yīng)元件(1102)及位于該磁感應(yīng)元件(1102)內(nèi)部的磁體(1101)，所述磁感應(yīng)元件(1102)與驅(qū)動(dòng)器(12)電連接，所述磁體(1101)與電機(jī)軸(9)的另一端螺紋連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶位置和速度反饋的水下電動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述諧波減速機(jī)包括柔輪(701)、鋼輪(702)及波發(fā)生器(703)，該鋼輪(702)為內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)、安裝在所述密封殼體的內(nèi)壁上，所述波發(fā)生器(703)連接于電機(jī)軸(9)的一端、位于電機(jī)軸(9)與鋼輪(702)之間，所述柔輪(701)的一端安裝在輸出軸(1)位于密封殼體內(nèi)的一端，該柔輪(701)的另一端位于所述波發(fā)生器(703)與鋼輪(702)之間，且另一端的外表面上設(shè)有齒；所述波發(fā)生器(703)隨電機(jī)軸(9)旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中使所述柔輪(701)設(shè)有齒的另一端發(fā)生彈性變形，進(jìn)而與所述鋼輪(702)相嚙合，帶動(dòng)所述輸出軸(1)減速輸出。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶位置和速度反饋的水下電動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述無框力矩電機(jī)包括無框力矩電機(jī)定子(801)及無框力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子(802)，該無框力矩電機(jī)定子(801)安裝在所述密封殼體內(nèi)，所述無框力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子(802)位于無框力矩電機(jī)定子(801)與電機(jī)軸(9)之間，且該電機(jī)軸(9)由所述無框力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子(802)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述帶位置和速度反饋的水下電動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述無框力矩電機(jī)定子(801)的一側(cè)設(shè)有安裝在密封殼體內(nèi)的無框力矩電機(jī)定子擋板(16)，該無框力矩電機(jī)定子(801)通過所述無框力矩電機(jī)定子擋板(16)軸向限位；所述無框力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子(802)的一側(cè)設(shè)有安裝在電機(jī)軸(9)上的無框力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子擋板(15)，該無框力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子(802)通過所述無框力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子擋板(15)軸向限位；所述電機(jī)軸(9)通過深溝球軸承(26)與該無框力矩電機(jī)定子擋板(16)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并由所述無框力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子擋板(15)穿過。