[发明专利]一种基于中空一体电机的两自由度模块化关节组件

权利要求书

1.一种基于中空一体电机的两自由度模块化关节组件，其特征在于，所述两自由度模块化关节组件包括：X轴运动单元、连接单元和中空Y轴运动单元；所述X轴运动单元为可绕其轴线转动的X轴运动单元；所述Y轴运动单元为可绕其轴线转动的Y轴运动单元；所述连接单元一端与所述X轴运动单元的转动输出端连接，所述连接单元的另一端与所述Y轴运动单元的固定端连接；其中，所述X轴运动单元的轴线与所述Y轴运动单元的轴线垂直；

所述X轴运动单元和Y轴运动单元均包括：电机套筒、中空一体电机、前端盖和后端盖；所述电机套筒套接于所述中空一体电机的外表面；在所述中空一体电机的转轴上沿轴线方向开有第一通孔，所述中空一体电机的转动输出端与所述前端盖连接；所述前端盖位于所述电机套筒的前端的上方，且开有第二通孔；所述后端盖与所述电机套筒的后端连接，在所述后端盖上开有第三通孔，所述第三通孔、所述第一通孔和所述第二通孔依次连通以形成容纳所述中空一体电机用线路的空间；所述X轴运动单元的前端盖为所述X轴运动单元的转动输出端，所述Y轴运动单元的后端盖为所述Y轴运动单元的固定端；

所述X轴运动单元和Y轴运动单元均还包括：通线套管和轴承；所述通线套管的中部设置于所述转轴的第一通孔内，且外径小于所述第一通孔的内径，所述通线套管的后端与所述后端盖的第三通孔过盈配合，所述通线套管的前端通过所述轴承设置于所述前端盖的第二通孔内；

在所述X轴运动单元的通线套管的后端外表面上形成有第一挡片，所述第一挡片与所述X轴运动单元的后端盖的后端面接触；所述X轴运动单元还包括：呈环形的第二挡片，所述第二挡片抵接于所述X轴运动单元的通线套管的后端，且固定于所述X轴运动单元的后端盖的后端面上，在所述X轴运动单元的轴线方向上，依次为所述第二挡片、所述第一挡片和所述X轴运动单元的后端盖；

在所述Y轴运动单元的通线套管的后端外表面上形成有第三挡片，所述第三挡片与所述Y轴运动单元的后端盖的后端面接触；所述两自由度模块化关节组件还包括：连接块，所述连接块的一端的边缘区域固定在所述Y轴运动单元的后端盖上，所述连接块的一端的中心区域抵顶在所述第三挡片上，所述中心区域开有与所述Y轴运动单元的通线套管过盈配合的第五通孔，在所述Y轴运动单元的轴线方向上，依次为所述连接块、所述第三挡片和所述Y轴运动单元的后端盖，所述连接块的另一端与所述X轴运动单元的前端盖连接；

所述连接块的另一端的边缘区域与所述X轴运动单元的前端盖连接，所述连接块的另一端的中心区域开有与所述X轴运动单元的通线套管相对的第六通孔；

所述电机套筒的内径大于所述中空一体电机的外径，所述电机套筒的内表面不与所述中空一体电机的外表面接触，于所述电机套筒的内表面形成有环形凸止口，所述环形凸止口与所述中空一体电机的固定端面接触并通过螺钉连接实现在所述电机套筒内定心。

2.根据权利要求1所述的两自由度模块化关节组件，其特征在于，所述连接块的一端所形成的平面与所述连接块的另一端所形成的平面相互垂直。

3.根据权利要求1所述的两自由度模块化关节组件，其特征在于，所述X轴运动单元和Y轴运动单元均还包括：旋转密封圈，所述旋转密封圈的外圈与所述电机套筒的前端过盈配合，所述旋转密封圈的内圈与所述前端盖的阶梯部过盈配合。

4.根据权利要求1所述的两自由度模块化关节组件，其特征在于，所述X轴运动单元和Y轴运动单元的中空一体电机均包括：中空电机、制动器、谐波减速器、增量式编码器和接近传感器；所述中空电机为动力源；所述制动器用于在断电时抱闸，所述制动器与所述中空电机的后端连接；所述谐波减速器与所述中空电机的前端连接，所述谐波减速器的钢轮作为所述X轴运动单元或所述Y轴运动单元的转动输出端；所述增量式编码器用于反馈转角以便于对所述中空电机进行控制；所述接近传感器用于在所述中空电机每次上电后识别零位点，固定在所述前端盖的下端面上，在所述电机套筒的前端的顶面上开设有定位孔，所述前端盖的下端面与所述电机套筒的前端的顶面相对。

5.根据权利要求4所述的两自由度模块化关节组件，其特征在于，所述X轴运动单元的通线套管内布设有所述X轴运动单元的接近传感器线路与所述Y轴运动单元的电机动力线、电机编码器线和接近传感器线路；所述Y轴运动单元的通线套管内布设有所述Y轴运动单元的接近传感器线路。