[发明专利]一种扁平机器人关节模块

说明书

本发明提供了一种扁平机器人关节模块，包括外转子电机组件和谐波减速器组件，外转子电机组件将电能转换成旋转动能，产生旋转运动输出至谐波减速器组件；谐波减速器组件对外转子电机组件输出的旋转运动进行减速；谐波减速器组件套接于外转子电机组件的外层，并形成位于同一平面的套环结构，谐波减速器组件形成套环结构的外环，外转子电机组件形成所述套环结构的内环。本发明结构紧凑，在一个平面将电机和减速器进行整合，作为服务机器人、工业机器人和协作机器人的关节模块，具有很好的操作性和通用性，具有广泛推广意义。

技术领域

本发明涉及机器人关节轴，具体地，涉及一种扁平机器人关节模块。

背景技术

目前机器人关节部分由电机、减速器和编码器组成，结构复杂，安装繁复，体积较大；例如，经检索发现，申请号为201910598984.0的中国专利，公开了一种关节模块，包括凸轮轴、壳体、电机及减速器，凸轮轴穿设于壳体且能够相对壳体转动，壳体形成有容纳部，电机设于容纳部并用于带动凸轮轴转动，凸轮轴包括相连接的主体部和凸轮部，主体部开设有供连接线穿过的通孔，凸轮的截面呈椭圆形，减速器包括柔性轴承、柔轮及钢轮，柔性轴承套设于凸轮轮并贴合于柔轮的内壁，刚轮套设于柔轮并与壳体固定连接。

但是上述专利存在以下不足：电机和减速器没有成为一个平面，无法将整个关节部分的厚度降到最低。使用凸轮转动，电机和减速器之间产生背隙，从而影响整个关节部分的重复定位精度。而且没有将编码器、驱动控制器与整个关节部分进行整合。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种扁平机器人关节模块。

为实现上述目的，本发明提供的扁平机器人关节模块，包括：外转子电机组件和谐波减速器组件，所述外转子电机组件将电能转换成旋转动能，产生旋转运动输出至所述谐波减速器组件；所述谐波减速器组件对所述外转子电机组件输出的旋转运动进行减速；

所述谐波减速器组件套接于所述外转子电机组件的外层，并形成位于同一平面的套环结构，所述谐波减速器组件形成所述套环结构的外环，所述外转子电机组件形成所述套环结构的内环。

优选地，所述扁平机器人关节模块还包括深沟滚珠轴承，所述深沟滚珠轴承用于支撑所述外转子电机组件的转子部分，使所述外转子电机组件可相对于所述谐波减速器组件转动。

优选地，所述谐波减速器组件为中空的环形构件，所述外转子电机组件为柱状构件，所述谐波减速器组件套接于所述外转子电机组件的外层，并通过所述深沟滚珠轴承连接形成位于同一平面的套环结构。

优选地，所述外转子电机组件包括外框电机绕组、磁钢、磁轭、电机转子、第二轴承和转轴；其中：

所述外框电机绕组位于所述磁钢的内层，用于产生磁场，所述外框电机绕组与所述磁钢进行电磁力的斥力运动，使所述电机转子旋转；

所述磁轭位于所述磁钢的外层，用于疏导磁力线；

所述电机转子位于所述磁钢、所述磁轭的一端，所述电机转子与所述磁钢、所述磁轭连接，用于输出所述磁钢和所述磁轭的旋转运动，所述电机转子与所述转轴的后端通过所述第二轴承连接。

优选地，所述外转子电机组件还包括机壳、第一轴承，所述机壳与所述转轴的前端通过所述第一轴承连接；所述机壳以及位于所述机壳内的所述第一轴承、所述外框电机绕组、所述磁钢、所述磁轭、所述电机转子、所述第二轴承、所述转轴轴向连接成一体结构。

优选地，所述转轴的端子上设置圆柱形的磁铁，作为磁编码器的位置速度基准。

优选地，所述扁平机器人关节模块还包括驱动控制板，所述驱动控制板为整个关节模块提供驱动电流，通过接受外部的通讯命令，控制所述外转子电机组件的速度环、电流环和位置环。