[发明专利]一种微型驱动器及其机械臂和磨合装置

说明书

本发明提供一种微型驱动器，包括壳体、电机、传动机构、输出轴、电路板和控制线，所述电机通过所述传动机构驱动所述输出轴进行动力输出，所述输出轴包含空心轴段；所述输出轴上设置有环片电刷，所述控制线一端与所述电路板连接，另一端经过所述环片电刷转动电连接转换后，穿过所述输出轴经所述空心轴段向壳体外引出。本发明的微型驱动器结构紧凑、布线简单、可靠性高和机械传动误差小，微型驱动器内控制线经由环片电刷转动电连接转换后，大大简化了布线操作，从而在进行机械臂设计时不必考虑控制线的布线问题；本发明还提供一种微型驱动器的磨合装置和磨合方法，通过高速研磨后的二次装配使微型驱动器传动稳定，且工作寿命得以延长。

技术领域

本发明属于机械臂技术领域，具体涉及一种应用于机械臂的微型驱动器及其机械臂和磨合装置。

背景技术

目前，现有多自由度机械臂各个臂体之间的相对旋转和扭动，一般为通过安装在臂体之间关节外部一侧的驱动器驱动，从而实现机械臂的移动。驱动器安装在关节外部侧面的布置方式，会造成机械臂相邻臂体之间为错位布置，机械臂整体为非直线型，机械臂整体的非对称结构，不利于机械臂的运动稳定性；质量分布不均，对机械臂的位移精度控制会造成较大影响。

布线一直是困扰机械臂行业的难题。串行总线机械臂的出现，使主控板与每个关节之间组成一线式的串联结构，相比并行总线中每个关节均与主控板连接的方式，控制线的长度大大减小，布线方式相对简单。但控制线仍多采用外漏布置的方式，此方式除了影响美观之外，甚至会因控制线缠绕影响机械臂的运动，尤其是扭动关节无法实现连续转动。

针对机械臂的布线问题，现有技术中有通过设置包裹的外壳来隐藏控制线，但此方式结构复杂，成本高，控制线的缠绕问题仍无法解决；还有对控制线进行特殊的柔性布置来解决，但仍存在布线结构复杂，组装效率低，使用不便的问题。另外，由于重力对机械臂的影响，加上驱动器的机械传动误差，都会影响机械臂的控制精度，造成机械臂运行不平稳。

发明内容

本发明的主要目的是针对现有技术存在的上述技术问题，提供一种模块化、结构紧凑、布线简单、可靠性高和机械传动误差小的微型驱动器，从而在进行机械臂设计时不必考虑控制线的布置，以解决现有技术中机械臂布线复杂、运动不平稳和控制精度低的问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种微型驱动器，包括壳体、电机、传动机构、输出轴、电路板和控制线，所述电机与所述电路板电连接，所述电机接收所述电路板的控制信号，并通过所述传动机构驱动所述输出轴进行动力输出，其特征在于：所述输出轴至少一端为空心轴段；所述输出轴上的所述空心轴段上设置有环片电刷，所述控制线一端与所述电路板连接，另一端经过所述环片电刷转动电连接转换后，穿过所述空心轴段向壳体外引出。

进一步，所述环片电刷包括定子壳体、转子壳体、定子导电弹簧片和转子导电环；所述定子壳体与所述壳体固定连接，所述定子导电弹簧片与所述定子壳体以绝缘的方式固定连接；所述转子壳体与所述输出轴固定连接；所述转子导电环与所述转子壳体以绝缘的方式固定连接；所述定子壳体与所述转子壳体可相对转动，所述定子导电弹簧片和所述转子导电环通过弹性接触进行所述转动电连接。

进一步，所述控制线包括上游静态引线和下游动态引线，所述上游静态引线一端与所述电路板连接，另一端与所述定子导电弹簧片连接；所述下游动态引线一端穿过所述输出轴的空心轴段与所述转子导电环连接，另一端通过所述空心轴段引出。

进一步，所述定子导电弹簧片和转子导电环为两个以上；所述定子导电弹簧片之间为绝缘方式布置，所述转子导电环之间为绝缘方式布置。

进一步，所述壳体包括框体和端盖，所述框体为中空长方体，所述框体的一个侧面设置有用于引入线路的布线通孔；所述端盖上设置有螺孔、安装孔和横向轴孔，所述端盖的一侧设置有凸台，所述端盖为两个，并通过螺钉与所述框体固定连接。