單傳輸軸的動力模組的製作方法

2023-04-26 00:12:01 1

本發明涉及動力傳動技術領域，尤其涉及一種輸入精度高，體積小的單傳輸軸的動力模組結構。

背景技術：

機器人是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智慧技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類從事的工作，例如生產業、建築業，或是危險的工作。隨著技術的發展，很多生產線或者日常服務中，多會採用機器人，而且目前的機器人都朝著仿人類製造，或者製造成小體積，但小體積的機器人要執行多種複雜的動作，其動力模塊的精度以及減速比等性能參數必須得到提高。

在動力模組中，尤其是在電機與減速機的連接上，一般都是電機輸出軸與減速機的輸入軸連接，如授權公告號為CN201339697Y，專利名稱為《組合擺環減速機》的實用新型專利，減速機輸入軸與電機輸出軸直聯，實心輸入軸通過聯軸器與電機輸出軸聯接，這樣大大增大了動力模組的體積，且中間的連接裝置較多，連接方式複雜，使整體結構顯的不緊湊，由於中間環節過多，大大降低了中間傳動的精確度，當應用到機器人身上時，使大大降低了機器人執行任務時動作的精確度和流暢性。

技術實現要素：

針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種電機與減速機構共用一個傳輸軸的動力模組結構，結構設計簡單，體積小，動作精度高。

為了達到上述目的，本發明公開一種單傳輸軸的動力模組，包括外殼、電機、減速機構和傳輸軸，所述傳輸軸一端容置在電機定子中，傳輸軸頂端中心位置設置的傳感器磁鐵與角度傳感器接觸連接，所述傳輸軸的另一端容置在減速機構的通孔中，並通過減速機構的輸出盤與傳動機構連接，所述電機、減速機構和傳輸軸都容置在外殼內，所述傳輸軸與減速機構連接的一端設置成呈弧形的偏心結構，所述偏心結構上方設置有多個圓環凸塊，所述圓環凸塊與減速機構中保持架上的滾珠接觸，並帶動減速機構上的擺線盤轉動，擺線盤上的輸出軸組將轉動信息傳輸至輸出盤。

其中，所述輸出軸組包括轉動銷和銷套，所述銷套套設在所述轉動銷上，所述輸出軸組均勻間隔地容置在擺線盤上的容置腔中，所述銷套與容置腔接觸，所述轉動銷的兩端分別固定在輸出盤與輸入盤上，所述轉動銷與銷套現對旋轉。

其中，所述減速機構包括輸入盤、擺線盤組件和輸出盤，擺線盤設置在擺線盤組件上，所述擺線盤組件還包括第一滾動軸承和第二滾動軸承，所述輸出軸組分別依次穿過輸入盤、擺線盤和輸出盤上的容置腔，所述傳輸軸容置在擺線盤中心的通孔結構中。

其中，所述擺線盤設置有多個，多個擺線盤依次疊加，並同步運動，所述擺線盤的外表面為齒輪結構，當外殼套設在動力模組上時，擺線盤上的齒輪結構與外殼內部的凹槽結構上的滾動銷接觸，所述擺線盤在滾動銷的支撐下轉動。

其中，所述第一滾動軸承和第二滾動軸承與擺線盤接觸的位置都設置有避免軸承轉動磨損的軸承防護圈。

其中，所述外殼包括上殼和下殼，所述上殼與下殼分開設置，上殼套設在電機位置，且上殼上設置有容置角度傳感器的凹槽，凹槽上設置有通孔，傳輸軸上的傳感器磁鐵穿過通孔與角度傳感器連接；所述下殼為環形圓柱結構，且與輸入盤和輸出盤共同圍合成一個密閉空腔，所述擺線盤組件容置在密閉空腔內。

其中，所述下殼與輸入盤連接的位置，以及下殼與輸出盤接觸的位置都設置有用於密封的密封圈。

其中，所述電機包括定子、轉子和磁鐵塊，所述磁鐵塊夾持在定子和轉子之間，所述轉子的中心位置為容置傳輸軸的通孔結構，所述定子工作帶動轉子轉動，傳輸軸將接收到的動力傳輸給減速機構。

其中，所述減速機構為行星減速機構，傳輸軸一端連接電機定子中的通孔，另一端容置在行星減速機構的太陽輪中。

本發明公開一種機器人，設置有上述所介紹的單傳輸軸的動力模組，且角度傳感器與機器人主控電路電連接，所述減速機構中的輸出盤與機器人外部傳動機構連接。

本發明的有益效果是：

與現有技術相比，本發明的動力模組，電機與減速機構之間只設置一個傳輸軸，其一端容置在電機定子中，另一端容置在減速機構之間，從而將電機的轉動的信息傳輸給減速機構，由減速機構傳輸給外部的傳動機構，這樣的設計省去了減速機構中單獨設置的輸出軸，節省了原材料，也進一步縮小了動力模組的體積，使動力模組能夠應用在小體積的機器人中，且由於傳輸軸直接將電機信號傳遞給減速機構，減速機構的輸出更精準，從而使運用此動力模組的動作執行得更為精準，快速和流暢。

附圖說明

圖1為本發明實施例的整體結構示意圖；

圖2為本發明實施例的主要模塊爆炸示意圖；

圖3為本發明實施例的零部件爆炸結構示意圖；

圖4為本發明實施例的轉動銷和銷套的結構示意圖。

主要元件說明：

1、外殼 2、電機

3、減速機構 4、傳輸軸

5、角度傳感器

11、上殼 12、下殼

21、轉子 22、定子

31、輸入盤 32、擺線盤組件

33、輸出盤 34、密封圈

41、傳感器磁鐵 42、圓環凸塊

111、凹槽 311、內輸入盤

312、外輸入盤 321、第一滾動軸承

322、第二滾動軸承 323、擺線盤

324、輸出軸組 325、保持架

326、軸承防護圈 331、內輸出盤

332、外輸出盤 3241、轉動銷

3242、銷套。

具體實施方式

為了更清楚地表述本發明，下面結合附圖對本發明作進一步地描述。

請參閱圖1-圖3，本發明公開一種單傳輸軸的動力模組，包括外殼1、電機2、減速機構3和傳輸軸4，外殼1包括上殼11和下殼12，電機2與減速機構3通過傳輸軸4連接在一起並進行動力傳輸，而上殼11套設在電機2上，下殼12圍合住減速機構3，上殼11與下殼12接觸連接，上殼11的頂端設置有一個帶通孔的凹槽111，凹槽111內容置有角度傳感器5，而傳輸軸4的頂端設置有傳感器磁鐵41，傳輸軸4穿過凹槽111與角度傳感器5電連接，獲取角度信息。在本實施例中，傳輸軸4一端容置在電機定子22中，另一端容置在減速機構3中，電機2轉動，由傳輸軸4將轉動信息傳輸到減速機構3中，在本實施例中，傳輸軸4與減速機構3連接的一端設置成呈弧形的偏心結構，偏心結構上方設置有多個圓環凸塊42，圓環凸塊42與減速機構3中保持架325上的滾珠（圖未示）接觸，並做偏心轉動，傳輸軸4轉動，觸碰滾珠後帶動減速機構3上的擺線盤323轉動，擺線盤323上的輸出軸組324將轉動信息傳輸至輸出盤331， 輸出盤33傳遞至與該動力模組連接的傳動機構（圖未示）中，完成動力驅動。在本實施例中，輸出盤33與外部的傳動機構連接，傳輸軸4與角度傳感器5連接，角度傳感器與外部的主控電路（圖未示）電連接，從而組成機器人的一部分。

與現有技術相比，本發明的動力模組，電機與減速機構之間只設置一個傳輸軸，傳輸軸的一端容置在電機定子中，另一端容置在減速機構之間，從而將電機的轉動的信息傳輸給減速機構，由減速機構傳輸給外部的傳動機構，這樣的設計省去了減速機構中單獨設置的輸出軸，節省了原材料，也進一步縮小了動力模組的體積，使動力模組能夠應用在小體積的機器人中，且由於傳輸軸直接將電機信號傳遞給減速機構，減速機構的輸出更精準，從而使運用此動力模組的動作執行得更為精準，快速和流暢。

在本實施例中，電機2包括定子22、轉子21和磁鐵塊（圖未示），磁鐵塊夾持在定子22和轉子21之間，轉子21的中心位置為容置傳輸軸4的通孔結構，定子22工作帶動轉子21轉動，傳輸軸4將接收到的動力傳輸給減速機構3。

請參閱圖4，本發明的減速機構3選用擺線減速機構的連接關係為例，在本實施例中，擺線減速機構容置在下殼12中，擺線減速機構包括輸入盤31、擺線盤組件32和輸出盤33，由下殼12與輸入盤31、輸出盤33共同圍合成一個密閉空腔，並將擺線盤組件32容置其中，擺線盤組件32包括第一滾動軸承321、第二滾動軸承322、擺線盤323，輸出軸組324，在本實施例中，擺線盤323為中間設置有一個通孔的圓環結構，而環形結構邊緣上等間距設置有多個通孔，由於輸出軸組324由多個大小，形狀和結構都相等的輸出軸組合而成，每個輸出軸分別容置在環形結構上的通孔中，由於輸出軸組324包括轉動銷3241和銷套3242，銷套3242套設在轉動銷3241上，輸出軸組324均勻間隔地容置在擺線盤323上的容置腔中，銷套3242與容置腔接觸，轉動銷3241的兩端分別固定在內輸出盤332與內輸入盤312上，當輸出軸組324轉動時，單個轉動銷3241與銷套3242相對轉動，銷套3242在此時起保護轉動銷3241和減小與擺線盤323摩擦的作用。

在本實施例中，傳輸軸4容置在擺線盤323中間的通孔處，保持架325上利用滾珠與傳輸軸4上的圓環凸塊42連接，也可以在一定程度上避免輸出軸4轉動時的磨損，使之更為耐用，在本實施例中，保持架325還分別與第一滾動軸承321和第二滾動軸承322連接，而保持架325與第一滾動軸承321和第二滾動軸承322連接的位置都設置有避免軸承轉動磨損的軸承防護圈326，第一滾動軸承321夾持在輸入盤31與擺線盤323之間，第二滾動軸承322夾持在輸出盤33與擺線盤323之間，輸入盤31和輸出盤33與擺線盤31一樣，也為圓環結構，並在中心位置設置有供傳輸軸4穿過的通孔，圓環上均勻間隔設置有供輸出軸組324通過的通孔，輸出軸組324通過輸出盤33裸露在外面，輸出盤33上與傳輸軸4連接的位置為一個凹槽結構，該凹槽結構在輸出盤33的外表面則形成一個凸柱，當傳輸軸4轉動的時候，帶動第一滾動軸承321和第二滾動軸承322旋轉，從而使與之連接的擺線盤323也轉動，擺線盤323轉動，帶動輸出軸組324運動，從而驅動輸出盤33旋轉，並將動力傳輸給傳動機構。

在本實施例中，擺線盤323設置有多個，多個擺線盤323依次疊加，並同步運動，本實施例的擺線盤323的外表面為齒輪結構，下殼12內部設置有與齒輪結構適配的凹槽121，凹槽121與擺線盤323的齒輪結構之間夾持有滾動銷（圖未示），當擺線盤323轉動的時候，擺線盤323外表面的齒輪結構轉動，並撞擊滾動銷後在下殼12內做偏心運動。

在本實施例中，下殼12與輸入盤31連接的位置，以及下殼12與輸出盤33接觸的位置都設置有用於密封的密封圈34，以免有液體或者灰塵進入到動力模組中，更好地保護內部的擺線盤組件32，使使用壽命更長。

在本實施例中，輸入盤31包括外輸入盤311和內輸入盤312，輸出盤33包括外輸出盤331和內輸出盤332，外輸入盤311包裹在內輸入盤312上，外輸出盤331包裹在內輸出盤332外面，以避免輸入盤31與輸出盤33轉動時發生磨損。

本發明的減速機構不局限於實用擺線減速機構，還可以為行星減速機構，只需要將傳輸軸4一端連接電機的定子22中的通孔，另一端容置在行星減速機構的太陽輪中，通過驅動太陽輪轉動，使與太陽輪嚙合的行星輪轉動，從而帶動輸出盤33轉動，由輸出盤33將動力傳遞給外部連接的傳遞機構。在本實施例中，還可以替換成蝸杆減速機構等其他減速機構，凡是採用了本發明的設計思路的，並將結構設計成類似的結構都納入本發明的保護範圍。

本發明的優勢在於：

1）電機與減速機構之間只設置一個傳輸軸，其一端容置在電機定子中，另一端容置在減速機構之間，從而將電機的轉動的信息傳輸給減速機構，由減速機構傳輸給外部的傳動機構，這樣的設計省去了減速機構中單獨設置的輸出軸，節省了原材料，也進一步縮小了動力模組的體積，使動力模組能夠應用在小體積的機器人中；

2）由於傳輸軸直接將電機信號傳遞給減速機構，減速機構的輸出更精準，從而使運用此動力模組的動作執行得更為精準，快速和流暢；

3）設計通用性強，減速機構除了可以使用擺線減速機構外，還可以使用行星減速機構，只需要將擺線盤替換成太陽輪與行星輪組件即可，通用性強。

以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但是本發明並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護範圍。