[发明专利]能够实现全闭环控制的行星减速电机及关节机器人

权利要求书

1.一种能够实现全闭环控制的行星减速电机，包括行星减速机部分和电机部分，电机部分包括电机壳体、以及设置在电机壳体内的定子、转子；所述行星减速机部分包括内齿轮壳体、设置在内齿轮壳体内的S级行星减速机构以及套装在内齿轮壳体外部的旋转基体，所述S≥1；

其特征在于：

还包括全闭环控制装置；所述全闭环控制装置包括传动轴、光栅编码器；光栅编码器位于电机壳体外部且安装在电机壳体的尾端面上；

传动轴的一端与第S级行星减速机构的行星架固定连接，另一端依次穿过S级行星减速机构中每级太阳轮、所述转子以及电机壳体后与光栅编码器的旋转部分连接；

所述转子与行星减速机中第一级行星减速机构的太阳轮采用过盈配合的方式固定连接；所述电机壳体前端与减速机壳体通过螺钉直接固定；

每级行星减速机构中：

所述行星架中至少有两个行星孔相对于行星轮在圆周方向分布的位置具有圆周方向偏移量，用于减少反向间隙。

2.根据权利要求1所述的一种能够实现全闭环控制的行星减速电机，其特征在于：每级行星减速机构中行星轮组的行星轮沿圆周方向均匀分布，行星架中至少有两个行星孔相对于行星轮在圆周方向均匀分布的位置具有圆周方向偏移量。

3.根据权利要求1或2所述的能够实现全闭环控制的行星减速电机，其特征在于：所述偏移量在行星架具有各种不同数量的行星孔时，相邻行星孔圆周方向的夹角组合情况如下：

设，行星孔的数量为N，N≥2，定义单位偏移量为Δφ；

当N为偶数时，相邻两个行星孔圆周方向之间的夹角组合为：N/2个{(360/N)+Δφ，(360/N)-Δφ}；

当N为奇数时，且N＝2M+1，M≥1时，一个行星架上相邻的两个行星孔圆周方向之间的夹角组合有四种情况：

A：M+1个(360/N)+Δφ，M-1个(360/N)-Δφ，1个(360/N)-2Δφ；

B：M+1个(360/N)-Δφ，M-1个(360/N)+Δφ，1个(360/N)+2Δφ；

C：M个(360/N)+Δφ，M+1个(360/N)-(M/M+1)Δφ；

D：M个(360/N)-Δφ，M+1个(360/N)+(M/M+1)Δφ。

4.根据权利要求3所述的能够实现全闭环控制的行星减速电机，其特征在于：所述Δφ是由齿轮侧隙引起的圆周角位移量、轴承游隙引起的圆周角位移量以及由接触齿面之间的预紧力引起的圆周角位移量三部分构成；

其具体计算公式是：Δφ＝Δφ₁+Δφ₂+Δφ₃

其中，Δφ₁为由齿轮侧隙引起的圆周角位移量；

Δφ₂为由轴承游隙引起的圆周角位移量；

Δφ₃为由接触齿面之间的预紧力引起的圆周角位移量。

5.根据权利要求4所述的能够实现全闭环控制的行星减速电机，其特征在于：所述Δφ₁的具体计算公式是：

式中，r_分布为行星孔分布圆半径，W_st为太阳轮无侧隙理论公法线，W_sr为太阳轮实测公法线，α_s为太阳轮分度圆压力角；W_pt为行星轮无侧隙理论公法线，W_pr为行星轮实测公法线，α_p为行星轮分度圆压力角；W_it为内齿轮壳体的内齿轮无侧隙理论公法线，W_ir为内齿轮壳体的内齿轮实测公法线，α_i为内齿轮壳体的内齿轮分度圆压力角。

6.根据权利要求4所述的能够实现全闭环控制的行星减速电机，其特征在于：所述Δφ₂的具体计算公式是：

其中e游隙为轴承游隙；所述轴承在行星轮和行星轮轴之间设置；

r_分布为行星孔分布圆半径。