[發明專利]一種內置力矩電機直接驅動的機器人腰

在審

• 申請號: 202011123702.0
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112276928A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 龔仲華;夏怡;劉建功;王碩
• 申請（專利權）人: 常州機電職業技術學院
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;H02K7/10;H02K11/215;H02K26/00
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬;芮雪萍

1.一種內置力矩電機直接驅動的機器人腰，其特征在于，包括：

底座(1)，所述底座(1)用于機器人安裝和支承體(2)固定，所述底座(1)為帶正方形安裝底板和管線引入窗口的中空圓柱體，底板設有機器人安裝固定用的地腳螺栓安裝孔，底座上部設有連接支承體(2)的法蘭定位孔、定位面和固定螺孔；中空內腔用來布置機器人管線(10)，側面窗口用于機器人管線(10)引入；

支承體(2)，設于所述底座(1)上方，所述支承體(2)用于驅動電機(3)安裝和腰體(5)支承；所述支承體(2)為帶上下法蘭的中空圓柱體；所述支承體(2)的底面法蘭用來連接所述底座(1)，使支承體(2)固定在所述底座(1)上；所述支承體(2)的內腔用來安裝所述驅動電機(3)，電機定子(3.1)可通過上下法蘭與支承體(2)連成一體；所述支承體(2)的下部內孔用來安裝轉子內套(6)的輔助支承軸承(8)和定位擋圈(8.1)，對安裝轉子內套(6)進行徑向定位、軸向浮動支承；所述支承體(2)的上部法蘭用來固定腰體(5)的支承軸承內圈(4.1)，支承腰體(5)的回轉運動；所述編碼器(9)的測頭(9.2)固定在所述支承體(2)的底面；

驅動電機(3)，設于所述支承體(2)內腔，所述驅動電機(3)用于腰體(5)回轉驅動，所述驅動電機(3)采用專門用于伺服回轉軸直接驅動的低轉速、大轉矩新穎帶冷卻內置力矩電機，所述驅動電機(3)包括可分離的轉子(3.2)和定子(3.1)；所述驅動電機的定子(3.1)通過上下法蘭固定安裝在所述支承體(2)的內腔，定子的下法蘭直接固定在所述支承體(2)上，定子的上法蘭通過定子固定圈(7)與所述支承體(2)連接；中空轉子(3.2)安裝在所述轉子內套(6)上；所述轉子內套(6)和所述腰體(5)連成一體，從而使驅動電機(3)可直接帶動所述腰體(5)進行回轉運動，以實現機器人腰體的無間隙直接驅動；電樞電纜(3.3)和冷卻管(3.4)從所述底座(1)的側面窗口引入；

轉子內套(6)，設于所述驅動電機(3)的轉子(3.2)內腔，所述轉子內套(6)是連接驅動電機轉子(3.2)與所述腰體(5)的中間部件，所述轉子內套(6)為中空圓柱體；所述轉子內套(6)的外側用來固定所述驅動電機(3)的轉子(3.2)，上端用來固定所述腰體(5)，底面用來固定所述編碼器(9)的磁環(9.1)；通過所述轉子內套(6)，可使驅動電機轉子(3.2)、機器人腰體(5)、編碼器(9)成為一體，從而實現三者的無間隙剛性連接，使驅動電機直接驅動腰體(5)回轉；所述轉子內套(8)的下端通過安裝在所述支承體(2)下方內孔的輔助支承軸承(8)進行徑向定位、軸向浮動支承；機器人管線(10)可從中空孔穿越；

編碼器(9)，設于所述轉子內套(6)底面，所述編碼器(9)用于所述驅動電機(3)的速度與位置檢測，所述編碼器(9)為可直接與機器人控制系統進行串行數據通信、利用后備電池保存絕對位置數據的磁柵絕對位置編碼器，所述編碼器(9)為中空圓環結構，所述編碼器(9)包括磁環(9.1)和測頭(9.2)，所述磁環(9.1)安裝在所述轉子內套(6)底面，可隨驅動電機轉子(3.2)旋轉，所述測頭(9.2)固定在所述支承體(2)上；編碼器電纜可從所述底座(1)的側面窗口引入；

腰體(5)，設于所述支承體(2)上方，所述腰體(5)用來實現腰回轉運動和安裝機器人下臂驅動部件，所述腰體(5)為上方帶突耳的異形中空法蘭連接盤，突耳用來安裝機器人下臂驅動部件，所述腰體(5)的法蘭連接盤內側用來連接所述轉子內套(6)，法蘭連接盤外側用來連接支承軸承(4)，機器人管線(10)可從法蘭連接盤中空孔穿越；所述腰體(5)可通過固定螺釘與所述轉子內套(6)連成一體，所述支承軸承(4)的外圈(4.2)通過壓板(4.3)和固定螺釘(4.4)固定在所述腰體(5)上，軸承間隙可通過所述壓板(4.3)和固定螺釘(4.4)調整，所述腰體(5)可在所述驅動電機轉子(3.2)的直接驅動下進行無間隙、無磨損、無噪音直接回轉。

2.根據權利要求1所述的一種內置力矩電機直接驅動的機器人腰，其特征在于，所述支承體(2)的內腔上方設有固定所述驅動電機定子(3.1)上法蘭的定位孔和安裝定子固定圈(7)的定位面、固定螺孔，內腔下方設有固定所述驅動電機定子(3.1)下法蘭的定位孔、定位面和固定螺孔，下部內側設有安裝轉子內套(6)輔助支承軸承(8)的定位孔和定位擋圈(8.1)安裝槽。