[发明专利]一种机器人一体式关节旋转执行器

权利要求书

1.一种机器人一体式关节旋转执行器，其特征在于，包括输出法兰、行星减速器、外转子无刷电机、角度传感器、驱动器、防护盖和执行器外壳，其中输出法兰固定在行星减速器输出端，行星减速器输入端与外转子无刷电机输出端相连，行星减速器和外转子无刷电机外侧均固定于执行器外壳上，角度传感器和驱动器安装在外转子无刷电机尾部，防护盖设置在驱动器外侧，驱动器控制外转子无刷电机转动，并通过行星减速器减速，带动输出法兰转动，同时角度传感器将检测到的角度位置信号反馈给驱动器，使其对输出法兰的运动进行精确控制。

2.如权利要求1所述的一种机器人一体式关节旋转执行器,其特征在于,所述输出法兰包括法兰盘、十字交叉滚子轴承、轴承固定架，其中十字交叉滚子轴承内圈套在第三行星架上，轴承固定架套住十字交叉滚子轴承外圈并固定到执行器外壳上，法兰盘固定到第三行星架上，轴承固定架和法兰盘材料为高强度铝合金，十字交叉滚子轴承能同时承受径向和轴向负载。

3.如权利要求1所述的一种机器人一体式关节旋转执行器,其特征在于,所述行星减速器包括第一级齿轮组、第二级齿轮组、第三级齿轮组和内齿圈，所述第一级齿轮组包括第一太阳齿、第一行星齿、第一行星架和第一耐磨片，其中第一太阳齿为铜齿，固定在电机输出轴上，第一行星齿为塑胶齿，第一耐磨片套到第一太阳齿上；第二级齿轮组包括第二太阳齿、第二行星齿、第二行星架和第二耐磨片，其中第二太阳齿和第二行星齿均为钢齿，第二太阳齿固定于第一行星架对应位置上，第二耐磨片套到第二太阳齿上；第三级齿轮组包括第三太阳齿、第三行星齿、第三行星架和第三耐磨片，其中第三太阳齿和第三行星齿均为钢齿，第三太阳齿固定于第二行星架对应位置上，第三耐磨片套到第三太阳齿上，第一级齿轮组、第二级齿轮组、第三级齿轮组的齿轮厚度逐级增大。

4.如权利要求3所述的一种机器人一体式关节旋转执行器,其特征在于,所述第一行星齿、第二行星齿和第三行星齿个数均大于等于3个，所述减速器齿轮组级数大于等于3级，所述减速器中的所有齿轮的齿形为直齿或斜齿。

5.如权利要求1所述的一种机器人一体式关节旋转执行器,其特征在于,所述行星减速器内部无轴类零件进行传动，行星减速器外齿圈与执行器外壳分体固定，外齿圈为高强度钢性材料，执行器外壳为高强度铝合金材料。

6.如权利要求1所述的一种机器人一体式关节旋转执行器,其特征在于,所述外转子无刷电机包括外转子、定子、轴承和电机基座，其中外转子输入轴通过轴承固定到电机基座上，外转子输出轴固定所述第一太阳齿，定子套在电机基座上，电机基座固定到执行器外壳上，电机基座和执行器外壳材料为高强度铝合金。

7.如权利要求1所述的一种机器人一体式关节旋转执行器,其特征在于,所述角度传感器包括低速轴、磁性元件支架和磁性元件，其中低速轴穿过外转子无刷电机和行星减速器内部空心部分，一端固定到第三行星架对应位置上，另一端固定有安装磁性元件的磁性元件固定架,低速轴随着所述法兰盘转动,带动磁性元件一起转动。

8.如权利要求1或7所述的一种机器人一体式关节旋转执行器,其特征在于,所述驱动器包括驱动PCBA和磁编码器，磁编码器具有电性输入接口和电性输出接口，驱动器固定在电机基座上，与电机通过对插连接座电性连接，驱动器外侧安装有防护盖作为保护，磁编码器位置正对着所述磁性元件，实时读取所述法兰盘的转动角度位置数据，配合驱动器实现高精度角度控制。

9.如权利要求8所述的一种机器人一体式关节旋转执行器,其特征在于,所述驱动器上外露的电性输入接口和电性输出接口，通过与其它关节的旋转执行器电线连接，实现不同执行器之间的联动控制。