[发明专利]一种驱动关节

说明书

本发明公开了一种驱动关节，通过设置一带有开口的壳体，在壳体内设置包括有波发生器、活齿圈和滚柱圈的减速部，其中，活齿圈与滚柱圈为齿差传动，当波发生器转动时，在波头处挤压活齿圈的活齿的内侧同时其外侧也受到滚柱圈的内齿面挤压，由于齿差作用，活齿沿周向推动活齿圈转动。在波发生器的输入端设置转子，在活齿圈上设置力矩检测部；并在壳体与减速部形成的容置空间内设置定子和控制部，由控制部接收力矩检测部的力矩信息并控制定子，来实现输出力矩的控制；所有部件均被集成在壳体内，且减速部的类型为滚柱活齿减速器，结构紧凑，解决了现有关节结构不紧凑的问题。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种驱动关节。

背景技术

机器人关键零部件主要包括减速器、电机、驱动器，并且占据了机器人单机制造成本的70％以上。目前，商品化的机器人产品，如工业机械臂、移动机器人、服务机器人等中，减速器、电机、驱动器多为分离部件，造成结构复杂、体积重量偏大、连接间隙大等问题。因此，一体化关节并结合分布式控制方式，成为机器人核心部件的重要发展方向，在外骨骼机器人、移动机器狗、协作机器人等领域被广泛使用。然而，目前产品多为电机和减速器的简单整体化集成，缺乏紧凑性设计，而且驱动器常常还处于分离状态，因此紧凑驱动关节成为机器人硬件发展趋势。此外，机器人作业中需要电、气、液等供给。

此外，机器人行业中使用的减速器主要包括谐波减速器、RV减速器，谐波减速器结构紧凑、重量轻，但是以柔轮的弹性变形来实现齿差啮合，不适于重载场合，而且在长时间运行后，易出现材料疲劳、可靠性降低、传动误差偏大等现象；而RV减速器承载高，但结构复杂、重量较重，一般应用于工业机械臂的根部关节，在移动及服务机器人中应用较少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种驱动关节，以解决现有关节结构不紧凑的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种驱动关节，包括：

壳体，所述壳体的一侧设有开口；

减速部，设于所述开口处，并与所述壳体的内腔配合形成一容置空间；其中，所述减速部包括由内向外依次同轴且转动连接的波发生器、活齿圈和滚柱圈；所述滚柱圈安装于所述开口处，所述活齿圈的输出端朝向于所述开口，所述波发生器的输入端伸入于所述容置空间；所述滚柱圈的内齿面与所述活齿圈的外齿面配合形成齿差传动；

转子，设于所述波发生器的输入端；

定子，设于所述容置空间内并与所述转子相对应；

力矩检测部，设于所述活齿圈上；

控制部，设于所述容置空间内，与所述定子电连接，并与所述力矩检测部信号连接。

本发明的驱动关节，所述活齿圈上设有若干径向设置的活齿通槽，每一所述活齿通槽内均沿径向滑动连接有活齿；所述活齿朝向所述滚柱圈的一端配合所述活齿圈的外表面形成所述外齿面，所述活齿朝向波发生器的一端用于与波发生器相接触。

本发明的驱动关节，所述活齿圈上均布有若干梳齿；

还包括盖设于梳齿两侧的输入端盖和输出端盖；

相邻的所述梳齿之间配合所述输入端盖和所述输出端盖形成所述活齿通槽。

本发明的驱动关节，所述滚柱圈的内表面上均布有若干沿轴向设置的滚柱通腔；所述滚柱通腔内转动连接有滚柱；

其中，所述滚柱配合所述滚柱圈的内表面形成所述滚柱圈的内齿面。

本发明的驱动关节，所述活齿圈在轴向上的侧面设有中延伸环；所述中延伸环的外圆面与所述滚柱圈同轴转动连接，所述中延伸环的内圆面与所述波发生器同轴转动连接。