[发明专利]一种嵌套型两级行星减速结构的机器人一体关节

说明书

本发明公开了一种嵌套型两级行星减速结构的机器人一体关节，包括：电机、减速器和关节壳体，关节壳体与机器人机体或机器人上一级肢体连杆连接，电机和减速器设置于关节壳体内沿轴向的两端；减速器与电机的输出轴连接；包括一级行星传动轮组件和二级行星传动轮组件，一级行星传动轮组件与电机的输出轴连接，二级行星传动轮组件与机器人下一级肢体连杆固定连接；一级行星传动轮组件和二级行星传动轮组件为内外嵌套结构且通过轴环传动连接。本发明公开的一种嵌套型两级行星减速结构的机器人一体关节，将电机、减速器和关节壳体进行整体化设计，形成具有结构紧凑、惯性小、具有动力生成和一定变速能力的一体式机器人关节。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更具体的说是涉及一种嵌套型两级行星减速结构的机器人一体关节。

背景技术

机器人关节一方面用于连接机器人连杆部件单元，另一方面为机器人提供运行动力。机器人关节一般由驱动电机、减速器、传感与辅助部件、关节壳体与机械接口等组成，相比于机器人系统中的其他部件，机器人关节对整体设计有着更高需求，包括降低重量、减小体积、实现合适的传动比、提高响应能力等。

但是，目前，现有机器人关节装置普遍采用的设计方案是将电机、减速器等通用部件进行直接连接和功能组合，缺乏实质性的一体化设计，使得其难以兼具关节整体的质量尺寸限制与高扭矩密度，且减速比配置不够灵活，这也是制约高动态性能的仿生机器人、工业机器人技术发展的关键因素之一。

因此，如何提供一种结构紧凑的嵌套型两级行星减速结构的机器人一体关节是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种嵌套型两级行星减速结构的机器人一体关节，将电机、减速器和关节壳体进行整体化设计，具有结构紧凑、惯性小、具有动力生成和一定变速能力的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种嵌套型两级行星减速结构的机器人一体关节，包括：电机、减速器和关节壳体，所述关节壳体与所述机器人机体或机器人上一级肢体连杆连接，作为机器人一体关节的输入端连接，所述电机和所述减速器设置于所述关节壳体内沿轴向的两端，并均与所述关节壳体固定连接；所述减速器与所述电机的输出轴连接；所述减速器与所述机器人下一级肢体连杆固定连接；电机为机器人一体关节的动力源，电机产生的旋转动力通过减速器变速后作为机器人关节的动力输出。

其中，所述减速器为内外嵌套结构，包括：一级行星传动轮组件和二级行星传动轮组件，所述一级行星传动轮组件与所述电机的输出轴连接，所述二级行星传动轮组件与所述机器人下一级肢体连杆固定连接；且所述一级行星传动轮组件和所述二级行星传动轮组件的位置关系设置为并联式内外嵌套结构且通过轴环传动连接。

优选的，所述一级行星传动轮组件包括：一级太阳轮、一级行星轮、一级行星架和内齿圈，所述一级太阳轮和所述电机的转子固连；所述一级太阳轮与所述一级行星轮相啮合，所述一级行星轮通过销轴与所述一级行星架相连接，内齿圈作为所述一级行星传动轮组件的齿圈结构，所述一级行星轮与所述内齿圈相啮合；所述一级行星架与所述关节壳体相固定连接；且所述一级太阳轮和所述内齿圈的旋转轴线为共线关系。

所述二级行星传动轮组件包括：外齿圈、二级行星轮、二级行星架和二级齿圈，所述外齿圈固定于所述轴环的外表面，所述轴环的内表面固定连接所述内齿圈，且所述外齿圈、所述内齿圈和所述轴环的旋转轴线为共线关系；所述外齿圈作为所述二级行星传动轮组件的太阳轮结构，与所述二级行星轮相啮合，所述二级行星轮通过销轴与所述二级行星架相连接，所述二级行星轮与所述二级齿圈相啮合；所述二级齿圈与所述关节壳体固定连接；所述二级行星架与所述机器人下一级肢体连杆相固连，作为所述机器人关节的输出连接端；所述外齿圈、所述二级行星轮、所述二级行星架的旋转轴线为共线关系。