[发明专利]一种带位置和速度反馈的水下电动关节结构

权利要求书

1.一种带位置和速度反馈的水下电动关节结构，其特征在于：包括输出轴(1)、密封壳体及分别容置于该密封壳体内的单圈绝对式编码器、谐波减速机、无框力矩电机、电机轴(9)、多圈绝对式编码器和驱动器(12)，其中输出轴(1)密封转动连接于密封壳体的一端，该输出轴(1)的两端分别位于所述密封壳体的内部和外部，所述输出轴(1)上设有得到输出轴(1)任意时刻位置的单圈绝对式编码器；所述电机轴(9)转动安装于密封壳体内，一端通过所述谐波减速机与输出轴(1)位于密封壳体内的一端连接，所述电机轴(9)的另一端连接有反馈电机轴(9)速度信息的多圈绝对式编码器；所述电机轴(9)上设有带动电机轴(9)旋转的无框力矩电机，该无框力矩电机、单圈绝对式编码器及多圈绝对式编码器分别与安装于密封壳体内部的驱动器(12)电连接。

2.根据权利要求1所述带位置和速度反馈的水下电动关节结构，其特征在于：所述密封壳体内部安装有对电机轴(9)实现制动的制动器(10)，该制动器(10)外罩有降低制动器(10)对多圈绝对式编码器磁场干扰的防磁罩(14)；所述制动器(10)与驱动器(12)电连接。

3.根据权利要求1所述带位置和速度反馈的水下电动关节结构，其特征在于：所述单圈绝对式编码器包括单圈绝对式编码器定子(501)及单圈绝对式编码器转子(502)，该单圈绝对式编码器定子(501)套在所述输出轴(1)上，并安装于所述密封壳体内壁上，所述单圈绝对式编码器转子(502)位于单圈绝对式编码器定子(501)的一侧、且套在所述输出轴(1)上，并与该输出轴(1)连动，所述单圈绝对式编码器定子(501)与单圈绝对式编码器转子(502)之间留有预设距离；所述单圈绝对式编码器转子(502)通过输出轴(1)带动旋转，单圈绝对式编码器定子(501)对单圈绝对式编码器转子(502)发送的载波信号进行计数，进而得到所述输出轴(1)任意时刻位置。

4.根据权利要求1所述带位置和速度反馈的水下电动关节结构，其特征在于：所述多圈绝对式编码器包括磁感应元件(1102)及位于该磁感应元件(1102)内部的磁体(1101)，所述磁感应元件(1102)与驱动器(12)电连接，所述磁体(1101)与电机轴(9)的另一端螺纹连接。

5.根据权利要求1所述带位置和速度反馈的水下电动关节结构，其特征在于：所述谐波减速机包括柔轮(701)、钢轮(702)及波发生器(703)，该钢轮(702)为内齿圈结构、安装在所述密封壳体的内壁上，所述波发生器(703)连接于电机轴(9)的一端、位于电机轴(9)与钢轮(702)之间，所述柔轮(701)的一端安装在输出轴(1)位于密封壳体内的一端，该柔轮(701)的另一端位于所述波发生器(703)与钢轮(702)之间，且另一端的外表面上设有齿；所述波发生器(703)随电机轴(9)旋转，在旋转过程中使所述柔轮(701)设有齿的另一端发生弹性变形，进而与所述钢轮(702)相啮合，带动所述输出轴(1)减速输出。

6.根据权利要求1所述带位置和速度反馈的水下电动关节结构，其特征在于：所述无框力矩电机包括无框力矩电机定子(801)及无框力矩电机转子(802)，该无框力矩电机定子(801)安装在所述密封壳体内，所述无框力矩电机转子(802)位于无框力矩电机定子(801)与电机轴(9)之间，且该电机轴(9)由所述无框力矩电机转子(802)带动旋转。

7.根据权利要求6所述带位置和速度反馈的水下电动关节结构，其特征在于：所述无框力矩电机定子(801)的一侧设有安装在密封壳体内的无框力矩电机定子挡板(16)，该无框力矩电机定子(801)通过所述无框力矩电机定子挡板(16)轴向限位；所述无框力矩电机转子(802)的一侧设有安装在电机轴(9)上的无框力矩电机转子挡板(15)，该无框力矩电机转子(802)通过所述无框力矩电机转子挡板(15)轴向限位；所述电机轴(9)通过深沟球轴承(26)与该无框力矩电机定子挡板(16)转动连接，并由所述无框力矩电机转子挡板(15)穿过。