[发明专利]中空驱动模块

说明书

发明背景

(a)技术领域

本发明涉及中空驱动模块。

(b)相关技术的描述

通常，工业机器人配置有具有实心减速器、伺服电动机和制动器的关节(joint)，并通过接收利用如图1所示出的伺服电动机10的轴20的实心旋转角传感器30所产生的位置和速度的反馈来控制位置或速度。然而，在这种情况下，伺服电动机10的电力线40和传感器线被暴露于机器人主体50的外部。

在利用机器人的制造业领域中，近来因操作过程和空间的致密化而对机器人的轻巧和简化产生需求。

为了获得轻巧和简化的工业机器人，需要一般使用组件并且组件应被密集地设置以便通过整体地形成配置机器人关节的减速器(未示出)和伺服电动机10来减少重量和体积，并且组件需要以中空样式成形以使电力供应线、传感器线及各种公用线(utility line)70穿过其组件的中心轴。

因此，机器人制造公司通过使致动器80借助于一般地使用组件以及通过将如图1和图2所示出的伺服电动机10、减速器(为示出)和制动器(未示出)整合而实现组件的高密度布置的设计而变得轻盈且微小，来对机器人的轻盈和简化的需求做出了响应行动。而且，通过设计使得在整合的致动器80的中心形成孔并且使电力线40和公用线70穿过致动器80来尝试机器人的简化。

题为“Hollow Motor Decelerator(中空电动机减速器)”的韩国专利登记第0642307号公开了涉及中空电动机减速器的发明，在该发明中，中空减速器的主体以及中空电动机的全部中的每一个通过单独的过程来组装。

与此同时，用于通过利用中空电动机来驱动铰链的前述中空驱动模块将扭矩传递至输出侧(铰链)，通过利用减速器降低电动机的旋转速度并放大扭矩。

然而，在该过程中在中空驱动模块中实质上产生扭矩损失，因此难以测量输出侧的精确的扭矩和精确的旋转角。

背景部分公开的以上信息仅是为了帮助理解本发明的背景，且因此其可能含有不构成在该国家中对于本领域的普通技术人员来说已知的现有技术的信息。

发明概述

本发明试图提供测量输出侧的精确的扭矩的中空驱动模块。

并且，本发明试图提供测量输出侧的精确的旋转角的中空驱动模块。

本发明的示例性实施方案提供了中空驱动模块，包括：中空电动机，其包括定子、相对于定子旋转并具有穿孔的中心部分的转子，及旋转轴，旋转轴设置在转子的穿孔的中心部分并耦合到转子的穿孔的中心部分并在其中心具有第一穿孔的中空部分；减速器，其与定位在中空电动机的输出侧的旋转轴连接以使旋转轴的旋转减速并在其中心具有穿孔的第二中空部分；扭矩传递单元，其被连接到减速器的输出侧以由被减速的旋转角(decelerated rotation angle)驱动；第一编码器，其定位于中空电动机的与连接于减速器的一侧相对的输入侧，与旋转轴相连接以测量中空电动机的旋转角，并在其中心具有穿孔的第三中空部分；第二编码器，其定位于第一编码器的与连接于中空电动机的一侧相对的一侧并测量减速器的输出侧的旋转角并在其中心具有穿孔的第四中空部分；及铰链连接装置(linkconnection means)，其将第二编码器与扭矩传递单元连接。

减速器可以是谐波减速器，并且可包括：杯形的柔轮(cup-shaped flexspline)，其与扭矩传递单元相连接并在主体的开口侧的外部圆周表面设置有齿轮齿；圆形轮(circular spline)，其在内部圆周表面设置有齿轮齿以对应于柔轮的外部圆周表面的齿轮齿；及波发生器，其被耦合到柔轮的开口的内部圆周表面并与定位于中空电动机的输出侧的旋转轴相连接。

中空驱动模块可包括交叉滚子轴承(cross roller bearing)，交叉滚子轴承的内环与减速器的圆形轮相连接并且其外环与扭矩传递单元相连接。中空驱动模块可包括扭矩传感器，其外侧连接到交叉滚子轴承的外环以被支撑，并且通过扭矩传递单元与减速器相连接以测量从减速器的输出侧传递的扭矩。

在中空驱动模块中，第一驱动铰链设置在扭矩传感器的边缘。

铰链连接装置可包括管形的第一连接构件和第二连接构件，所述管形的第一连接构件插入第一至第四中空部分中以与第二编码器相连接，所述第二连接构件的在所述扭矩传感器中的一侧位置的末端在径向方向上延伸以与第一驱动铰链相连接。