一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型RV减速模组的制作方法

本技术涉及减速模组，尤其涉及一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组。

背景技术：

1、人形机器人的灵巧手作为一种末端执行器，需要具有接近人手的自由度和承载能力，同时随着人形机器人的发展，对灵巧手关节用减速模组的轻量化、小型化要求越来越高。目前灵巧手关节使用的rv减速模组存在电机扭矩不足、小型化零部件制造困难、输入输出控制精度低等问题，为满足人形机器人灵巧手的使用需求，rv减速模组的结构还需更进一步优化。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组，其具有轴向尺寸小、电机扭矩强、便于制造等特点，且输入输出实现闭环控制，有效提高模组控制精度，能够满足人形机器人灵巧手小型化及高精度的使用需求。

2、本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组，包括同轴设置在关节处的驱动电机和rv减速机，所述rv减速机包括两个摆线轮、一个主轴承、至少两根圆周阵列设置的偏心轴以及针齿壳一和针齿壳二，所述主轴承设置在两个摆线轮之间，所述针齿壳一和针齿壳二分别与两个摆线轮对应且其之间通过滚针啮合，且所述针齿壳一靠近驱动电机，所述主轴承外圈位于针齿壳一和针齿壳二之间；

4、所述偏心轴安装在主轴承内圈和摆线轮上，且每根所述偏心轴的真圆和主轴承内圈之间安装有真圆支撑轴承，每根所述偏心轴的凸轮和两个摆线轮之间分别安装有偏心圆支撑轴承；所述偏心轴远离驱动电机的一端安装有行星轮，所述驱动电机连接有从其中心及rv减速机中心穿过的输入轴，所述输入轴远离驱动电机的一端设有与若干行星轮同步啮合的输入齿轮；

5、所述驱动电机包括设置在针齿壳一远离主轴承一侧的电机外壳，所述电机外壳侧壁连接有固定法兰，且所述电机外壳远离针齿壳一的一侧设有第一支撑法兰，所述固定法兰与针齿壳一、主轴承外圈以及针齿壳二通过销子和螺钉定位连接；

6、所述针齿壳二远离主轴承外圈的一侧设有输出轴，所述输出轴通过连接销与主轴承内圈连接，且所述输出轴连接有输出法兰，所述固定法兰和输出法兰分别作为模组的固定端和输出端；

7、所述输出轴远离针齿壳二的一侧还设有与针齿壳二连接的第二支撑法兰，所述输出轴上安装有输出编码器，所述第二支撑法兰上安装有与输出编码器配合的输出编码器读数头；

8、所述驱动电机远离rv减速机的一侧连接有转轴，所述转轴上安装有输入编码器，所述第一支撑法兰远离固定法兰的一侧设有盖板，且所述盖板上安装有与输入编码器配合的输入编码器读数头。通过采用上述技术方案，固定法兰和输出法兰分别作为模组的固定端和输出端，驱动电机直连rv减速机驱动其转动，rv减速机中主轴承外圈和针齿壳一、针齿壳二构成原rv减速机中的针齿壳结构，且摆线轮分布在偏心轴两端，有效简化rv减速机的结构，且在小型化的情况下，分体式结构更便于零部件的制造，提高加工效率。另外，输入编码器和输出编码器实现输入和输出的闭环控制，动态响应速度快，控制精度高，有效提高模组的可靠性。

9、进一步地，所述针齿壳一和固定法兰之间设有挡板一，所述针齿壳二和输出轴之间设有挡板二，且所述挡板二和输出轴之间设有o型圈；所述挡板一和固定法兰及针齿壳一连接，所述挡板二与针齿壳二连接，且所述挡板一及挡板二配合与两个摆线轮及对应的滚针进行轴向限位。

10、通过采用上述技术方案，利用挡板一和挡板二实现对摆线轮及滚针两端的轴向限位，避免滚针发生轴向窜动，影响摆线轮和针齿壳一、针齿壳二之间的啮合传动。其中，o型圈实现输出端的密封，避免异物进入模组内部影响模组的正常工作。

11、进一步地，两个所述摆线轮相互远离的端面上设有挡片一，所述挡片一通过螺钉安装在与其靠近的摆线轮端面上并分别压住偏心圆支撑轴承的外圈端面。

12、通过采用上述技术方案，利用挡片一压住偏心圆支撑轴承的外圈，避免其发生轴向窜动，保证rv减速机的工作精度。

13、进一步地，两个所述真圆支撑轴承的内圈相互远离的一侧和对应的偏心圆支撑轴承内圈之间设有挡片二。

14、通过采用上述技术方案，利用挡片二实现对真圆支撑轴承内圈的轴线限位，避免真圆支撑轴承内圈发生轴向偏移。

15、进一步地，所述针齿壳一、主轴承外圈以及针齿壳二一体成型。

16、通过采用上述技术方案，直接将针齿壳一、主轴承外圈和针齿壳二一体成型制造，可以减少组装造成的精度误差，进一步提高rv减速机的传动精度。

17、进一步地，所述驱动电机包括设置在电机外壳内的定子和设置在第一支撑法兰内的转子和背铁，所述转子位于定子和背铁之间，且所述转轴安装在背铁及转子内圈内，所述输入轴安装在转轴内孔内通过转轴与转子连接。

18、通过采用上述技术方案，定子、转子和背铁组成的驱动电机扭矩增强，电流减小，更容易与驱动器适配。

19、进一步地，所述定子和输入轴之间以及第一支撑法兰和转轴之间均设有电机支撑轴承，且所述定子和输入轴之间的电机支撑轴承沿输入轴轴向并列设有两个。

20、通过采用上述技术方案，利用电机支撑轴承保证输入轴及转轴转动的稳定性，避免输入轴发生轴向偏移，保证输入精度。

21、进一步地，所述驱动电机包括转子和两个分别位于转子两侧的定子，其中一所述定子安装在电机外壳内，所述转子和另一定子安装在第一支撑法兰内，所述转轴安装在转子内圈内，所述输入轴安装在转轴内孔内通过转轴与转子连接。

22、通过采用上述技术方案，驱动电机为轴向磁通的pcb电机，有效缩小驱动电机的轴向尺寸，便于实现整个模组的小型化。

23、综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

24、1、本实用新型中驱动电机与rv减速机直连，构成的模组轴向长度小，满足关节模组的小型化使用需求，且rv减速机中针齿壳一、针齿壳二与主轴承内圈为分体式结构，制造简单且加工效率高；

25、2、本实用新型中输入编码器和输出编码器实现输入和输出的闭环控制，动态响应速度快，控制精度高，有效提高整个关节模组的可靠性；

26、3、本实用新型中驱动电机的扭矩增强，电流减小，更易与驱动器等部件适配。

1.一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组，其特征在于：包括同轴设置在关节处的驱动电机（01）和rv减速机（02），所述rv减速机（02）包括两个摆线轮（2）、一个主轴承（3）、至少两根圆周阵列设置的偏心轴（4）以及针齿壳一（5）和针齿壳二（6），所述主轴承（3）设置在两个摆线轮（2）之间，所述针齿壳一（5）和针齿壳二（6）分别与两个摆线轮（2）对应且其之间通过滚针（21）啮合，且所述针齿壳一（5）靠近驱动电机（01），所述主轴承（3）包括主轴承外圈（31）和主轴承内圈（32），所述主轴承外圈（31）位于针齿壳一（5）和针齿壳二（6）之间；

2.根据权利要求1所述的一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组，其特征在于：所述针齿壳一（5）和固定法兰（16）之间设有挡板一（51），所述针齿壳二（6）和输出轴（7）之间设有挡板二（61），且所述挡板二（61）和输出轴（7）之间设有o型圈（72）；所述挡板一（51）和固定法兰（16）及针齿壳一（5）连接，所述挡板二（61）与针齿壳二（6）连接，且所述挡板一（51）及挡板二（61）配合与两个摆线轮（2）及对应的滚针（21）进行轴向限位。

3.根据权利要求2所述的一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组，其特征在于：两个所述摆线轮（2）相互远离的端面上设有挡片一（44），所述挡片一（44）通过螺钉安装在与其靠近的摆线轮（2）端面上并分别压住偏心圆支撑轴承（42）的外圈端面。

4.根据权利要求3所述的一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组，其特征在于：两个所述真圆支撑轴承（41）的内圈相互远离的一侧和对应的偏心圆支撑轴承（42）内圈之间设有挡片二（45）。

5.根据权利要求4所述的一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组，其特征在于：所述针齿壳一（5）、主轴承外圈（31）以及针齿壳二（6）一体成型。

6.根据权利要求1或4所述的一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组，其特征在于：所述驱动电机（01）包括设置在电机外壳（1）内的定子（11）和设置在第一支撑法兰（17）内的转子（12）和背铁（13），所述转子（12）位于定子（11）和背铁（13）之间，且所述转轴（15）安装在背铁（13）及转子（12）内圈内，所述输入轴（18）安装在转轴（15）内孔内通过转轴（15）与转子（12）连接。

7.根据权利要求6所述的一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组，其特征在于：所述定子（11）和输入轴（18）之间以及第一支撑法兰（17）和转轴（15）之间均设有电机支撑轴承（14），且所述定子（11）和输入轴（18）之间的电机支撑轴承（14）沿输入轴（18）轴向并列设有两个。

8.根据权利要求4所述的一种多自由度人形机器人灵巧手关节用新型rv减速模组，其特征在于：所述驱动电机（01）包括转子（12）和两个分别位于转子（12）两侧的定子（11），其中一所述定子（11）安装在电机外壳（1）内，所述转子（12）和另一定子（11）安装在第一支撑法兰（17）内，所述转轴（15）安装在转子（12）内圈内，所述输入轴（18）安装在转轴（15）内孔内通过转轴（15）与转子（12）连接。