一种集成式关节驱动单元的制作方法

1.本实用新型涉及人工关节驱动单元技术领域，尤其是涉及一种集成式关节驱动单元。


背景技术：

2.随着技术的进步，机器人越来越多的应用于制造、医疗、勘探等领域，机器人是工业及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。机器人的应用领域受到了其自身机械结构的限制，关节结构是机器人的重要组成部件。市场现有的人工关节驱动单元采用谐波减速器，刚度小，输出能力低，电机、减速器和驱动器独立设计，再连接成整体结构，部件连接复杂、体积较大，无法满足部分市场需求，


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种集成式关节驱动单元，一体轴同时作为电机的输出轴与减速器的输入轴，设置了输入单元编码器和输出单元编码器，输入和输出同时监测提高了关节驱动单元的控制精度，从而提升了关节驱动单元的性能；通过编码器连接轴合理布置输入单元编码器和输出单元编码器的位置，减小了关节驱动单元的结构尺寸。
4.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种集成式关节驱动单元，减速器与电机集成化设计，一体轴同时作为电机的输出轴与减速器的输入轴，一体轴的轴端设置有输入单元编码器；所述减速器输出轴与编码器连接轴相连，编码器连接轴与一体轴同轴设置，编码器连接轴的轴端设置有输出单元编码器；电机的后端连接减速器的前端，减速器前端壳体与电机的外壳为一体化结构，减速器和电机设置在同一个外壳内。
6.优选的，减速器前端壳体与电机的外壳一体成型得到集成壳体，减速器后端壳体与集成壳体通过螺栓连接等方式可拆卸连接。
7.优选的，所述集成壳体上设置有输入单元编码器底座，输入单元编码器安装在输入单元编码器底座上。
8.优选的，所述集成壳体上设置有输出单元编码器底座，输出单元编码器安装在输出单元编码器底座上。
9.优选的，所述集成壳体上设置有安装槽，安装槽内安装有电机控制单元，所述电机控制单元用于控制电机。
10.优选的，所述安装槽设置在电机端盖上，输入单元编码器设置在一体轴近电机端盖的轴端上，输出单元编码器设置在编码器连接轴近电机端盖的轴端上。
11.优选的，输入单元编码器和输出单元编码器通过线路与电机控制单元通信连接。
12.优选的，减速器输出轴与编码器连接轴通过过盈相连。
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
14.(1)一体轴同时作为电机的输出轴与减速器的输入轴，输入单元编码器实现了对一体轴的转速及相位输出监测，输出单元编码器通过编码器连接轴与减速器输出轴连接，实现了对减速器输出轴的转速及相位输出监测，输入和输出同时监测提高了关节驱动单元的控制精度，从而提升了关节驱动单元的性能。
15.(2)采用一体化设计，一体轴同时作为电机的输出轴与减速器的输入轴，同轴度高，动力传动更平稳。
16.(3)减速器前端壳体与电机的外壳为一体化结构，编码器连接轴与一体轴同轴设置，减小了关节驱动单元的结构尺寸和质量，提高了关节驱动单元的安装定位精度，从而提升了关节驱动单元的性能。
17.(4)安装槽设置在电机端盖上，输入单元编码器和输出单元编码器靠近电机端盖，便于进行线束连接，减小了装配复杂度，而且，使得电机和减速器连接处的结构更简单，从而更容易密封减速器内部油脂。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图；
19.附图标记：1、一体轴，2、输入单元编码器，3、减速器输出轴，4、编码器连接轴，5、输出单元编码器，6、减速器后端壳体，7、集成壳体，8、电机控制单元。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
21.在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件。
22.实施例1：
23.一种集成式关节驱动单元，如图1所示，减速器与电机集成化设计，一体轴1同时作为电机的输出轴与减速器的输入轴，同轴度高，动力传动更平稳。
24.一体轴1的轴端设置有输入单元编码器2；减速器输出轴3与编码器连接轴4相连，编码器连接轴4与一体轴1同轴设置，编码器连接轴4的轴端设置有输出单元编码器5；其中，减速器输出轴3与编码器连接轴4通过过盈方式配合相连。
25.电机工作时，一体轴1与电机的定子组件等配合，一体轴1旋转，输入单元编码器2实现了对一体轴1的转速及相位输出监测；通过减速器的内部传动，一体轴1的旋转带动减速器输出轴3旋转，编码器连接轴4随减速器输出轴3旋转，输出单元编码器5实现了对减速器输出轴的转速及相位输出监测。输入和输出同时监测提高了关节驱动单元的控制精度，从而提升了关节驱动单元的性能。
26.电机的后端连接减速器的前端，减速器前端壳体与电机的外壳为一体化结构，减速器和电机设置在同一个外壳内，本实施例中，减速器前端壳体与电机的外壳一体铸造成型得到集成壳体7，减速器后端壳体6与集成壳体7通过螺栓连接等方式可拆卸连接。
27.集成壳体7上设置有输入单元编码器底座，输入单元编码器2安装在输入单元编码器底座上；集成壳体7上设置有输出单元编码器底座，输出单元编码器5安装在输出单元编码器底座上。
28.集成壳体7上设置有安装槽，安装槽内安装有电机控制单元8，电机控制单元8用于控制电机，输入单元编码器2和输出单元编码器5通过线路与电机控制单元8通信连接。
29.本实施例中，安装槽设置在电机端盖上，输入单元编码器2设置在一体轴1近电机端盖的轴端上，输出单元编码器5设置在编码器连接轴4近电机端盖的轴端上。输入单元编码器2和输出单元编码器5靠近电机端盖，便于进行线束连接，减小了装配复杂度，而且，使得电机和减速器连接处的结构更简单，从而更容易密封减速器内部油脂。
30.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。


技术特征：
1.一种集成式关节驱动单元，其特征在于，一体轴(1)同时作为电机的输出轴与减速器的输入轴，一体轴(1)的轴端设置有输入单元编码器(2)；减速器输出轴(3)与编码器连接轴(4)相连，编码器连接轴(4)与一体轴(1)同轴设置，编码器连接轴(4)的轴端设置有输出单元编码器(5)；电机的后端连接减速器的前端，减速器前端壳体与电机的外壳为一体化结构。2.根据权利要求1所述的一种集成式关节驱动单元，其特征在于，减速器前端壳体与电机的外壳一体成型得到集成壳体(7)，减速器后端壳体(6)与集成壳体(7)可拆卸连接。3.根据权利要求2所述的一种集成式关节驱动单元，其特征在于，所述集成壳体(7)上设置有输入单元编码器底座，输入单元编码器(2)安装在输入单元编码器底座上。4.根据权利要求2所述的一种集成式关节驱动单元，其特征在于，所述集成壳体(7)上设置有输出单元编码器底座，输出单元编码器(5)安装在输出单元编码器底座上。5.根据权利要求2所述的一种集成式关节驱动单元，其特征在于，所述集成壳体(7)上设置有安装槽，安装槽内安装有电机控制单元(8)，所述电机控制单元(8)用于控制电机。6.根据权利要求5所述的一种集成式关节驱动单元，其特征在于，输入单元编码器(2)和输出单元编码器(5)通过线路与电机控制单元(8)通信连接。7.根据权利要求1所述的一种集成式关节驱动单元，其特征在于，减速器输出轴(3)与编码器连接轴(4)通过过盈相连。

技术总结
本实用新型涉及一种集成式关节驱动单元，减速器与电机集成化设计，一体轴同时作为电机的输出轴与减速器的输入轴，一体轴的轴端设置有输入单元编码器；减速器输出轴与编码器连接轴相连，编码器连接轴与一体轴同轴设置，编码器连接轴的轴端设置有输出单元编码器；减速器前端壳体与电机的外壳为一体化结构，减速器和电机设置在同一个外壳内。与现有技术相比，本实用新型中设置了输入单元编码器和输出单元编码器，输入和输出同时监测。提高了关节驱动单元的控制精度，从而提升了关节驱动单元的性能；通过编码器连接轴合理布置输入单元编码器和输出单元编码器的位置，减小了关节驱动单元的结构尺寸。的结构尺寸。的结构尺寸。


技术研发人员：褚衍顺 李景敏 许家兴 易长乐 郝全辉
受保护的技术使用者：上海羿弓精密科技有限公司
技术研发日：2021.11.09
技术公布日：2022/5/17