[發明專利]能夠實現全閉環控制的行星減速電機及關節機器人

有效

• 申請號: 201810791883.0
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN110739798B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 王俊嶺;王傳彬;王瑋
• 申請（專利權）人: 六環傳動(西安)科技有限公司
• 主分類號: H02K7/116
• 分類號: H02K7/116;H02K11/22;F16H1/32;B25J9/12
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

1.一種能夠實現全閉環控制的行星減速電機，包括行星減速機部分和電機部分，電機部分包括電機殼體、以及設置在電機殼體內的定子、轉子；所述行星減速機部分包括內齒輪殼體、設置在內齒輪殼體內的S級行星減速機構以及套裝在內齒輪殼體外部的旋轉基體，所述S≥1；

其特征在于：

還包括全閉環控制裝置；所述全閉環控制裝置包括傳動軸、光柵編碼器；光柵編碼器位于電機殼體外部且安裝在電機殼體的尾端面上；

傳動軸的一端與第S級行星減速機構的行星架固定連接，另一端依次穿過S級行星減速機構中每級太陽輪、所述轉子以及電機殼體后與光柵編碼器的旋轉部分連接；

所述轉子與行星減速機中第一級行星減速機構的太陽輪采用過盈配合的方式固定連接；所述電機殼體前端與減速機殼體通過螺釘直接固定；

每級行星減速機構中：

所述行星架中至少有兩個行星孔相對于行星輪在圓周方向分布的位置具有圓周方向偏移量，用于減少反向間隙。

2.根據權利要求1所述的一種能夠實現全閉環控制的行星減速電機，其特征在于：每級行星減速機構中行星輪組的行星輪沿圓周方向均勻分布，行星架中至少有兩個行星孔相對于行星輪在圓周方向均勻分布的位置具有圓周方向偏移量。

3.根據權利要求1或2所述的能夠實現全閉環控制的行星減速電機，其特征在于：所述偏移量在行星架具有各種不同數量的行星孔時，相鄰行星孔圓周方向的夾角組合情況如下：

設，行星孔的數量為N，N≥2，定義單位偏移量為Δφ；

當N為偶數時，相鄰兩個行星孔圓周方向之間的夾角組合為：N/2個{(360/N)+Δφ，(360/N)-Δφ}；

當N為奇數時，且N＝2M+1，M≥1時，一個行星架上相鄰的兩個行星孔圓周方向之間的夾角組合有四種情況：

A：M+1個(360/N)+Δφ，M-1個(360/N)-Δφ，1個(360/N)-2Δφ；

B：M+1個(360/N)-Δφ，M-1個(360/N)+Δφ，1個(360/N)+2Δφ；

C：M個(360/N)+Δφ，M+1個(360/N)-(M/M+1)Δφ；

D：M個(360/N)-Δφ，M+1個(360/N)+(M/M+1)Δφ。

4.根據權利要求3所述的能夠實現全閉環控制的行星減速電機，其特征在于：所述Δφ是由齒輪側隙引起的圓周角位移量、軸承游隙引起的圓周角位移量以及由接觸齒面之間的預緊力引起的圓周角位移量三部分構成；

其具體計算公式是：Δφ＝Δφ₁+Δφ₂+Δφ₃

其中，Δφ₁為由齒輪側隙引起的圓周角位移量；

Δφ₂為由軸承游隙引起的圓周角位移量；

Δφ₃為由接觸齒面之間的預緊力引起的圓周角位移量。

5.根據權利要求4所述的能夠實現全閉環控制的行星減速電機，其特征在于：所述Δφ₁的具體計算公式是：

式中，r_分布為行星孔分布圓半徑，W_st為太陽輪無側隙理論公法線，W_sr為太陽輪實測公法線，α_s為太陽輪分度圓壓力角；W_pt為行星輪無側隙理論公法線，W_pr為行星輪實測公法線，α_p為行星輪分度圓壓力角；W_it為內齒輪殼體的內齒輪無側隙理論公法線，W_ir為內齒輪殼體的內齒輪實測公法線，α_i為內齒輪殼體的內齒輪分度圓壓力角。

6.根據權利要求4所述的能夠實現全閉環控制的行星減速電機，其特征在于：所述Δφ₂的具體計算公式是：

其中e游隙為軸承游隙；所述軸承在行星輪和行星輪軸之間設置；

r_分布為行星孔分布圓半徑。