[发明专利]一种外转子电机直接驱动的机器人腰

说明书

本发明公开了一种外转子电机直接驱动的机器人腰，包括底座、支承体、驱动电机、腰体；所述底座用于机器人安装和支承体固定，所述支承体用于驱动电机安装和腰体支承，所述驱动电机为内置高精度绝对位置编码器的低转速、大转矩外转子结构伺服回转轴直接驱动电机，所述腰体用于腰回转和下臂摆动传动部件安装。本发明以内置高精度绝对位置编码器的新颖低转速、大转矩外转子结构伺服回转轴直接驱动电机替代了传统的伺服电机，取消了减速器等传动部件，实现了机器人腰回转的无间隙、无磨损、无噪音电机直接驱动，其结构十分简洁，运动精度大幅度提高，零部件无需维修更换，使用寿命大大延长，运行噪音大幅度下降。

技术领域

本发明涉及工业机器人领域，尤其是一种外转子电机直接驱动的机器人腰。

背景技术

目前，在现有技术中，垂直串联机器人腰的回转速度低、转矩大，而普通伺服电机的额定转速高、输出转矩小，因此，现有机器人几乎都需要使用RV减速器或谐波减速器进行大比例减速。这种结构的缺点是：传动系统结构复杂、零部件多、装配要求高、维修工作量大，而且，减速器的传动间隙、零部件磨损和运行噪音将直接影响机器人的运动精度、使用寿命和运行环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种电机直接驱动的机器人腰，它能够很好地实现机器人腰回转的无间隙、无磨损、无噪音电机直接驱动，大幅度提高运动精度和延长使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种外转子电机直接驱动的机器人腰，包括：

底座，所述底座用于机器人安装和支承体固定，所述底座为带正方形安装底板和管线引入窗口的中空圆柱体，底板设有机器人安装固定用的地脚螺栓安装孔，上部设有连接支承体的法兰定位孔、定位面和固定螺孔；中空内腔用来布置机器人管线，侧面窗口用于机器人管线引入；

支承体，设于所述底座上方，所述支承体用于腰体支承和驱动电机安装，所述支承体为带上下法兰的中空圆柱体，所述支承体的上部设有安装支承轴承内圈的法兰，可通过支承轴承支承所述腰体的回转；所述支承体的底面设有连接所述底座的法兰，可与所述底座连为一体；所述支承体的底面内侧设有固定驱动电机定子的法兰定位孔、定位面和固定螺孔，用来固定驱动电机；所述支承体的内腔下方设有安装转子辅助支承轴承的定位孔和轴向挡圈的安装槽，用于辅助支承轴承的径向定位、轴向浮动支承；

驱动电机，设于所述支承体内腔，所述驱动电机用于腰体回转驱动，所述驱动电机为内置高精度绝对位置编码器的新颖低转速、大转矩伺服回转轴直接驱动电机，内置编码器可直接与机器人控制系统进行串行数据通信，绝对位置数据利用后备电池保存；所述驱动电机采用外转子中空结构，中空定子固定在所述支承体底面，与所述支承体连为一体，外置转子与所述腰体连为一体，使所述腰体可绕支承体回转，以实现腰体回转的无间隙、无磨损、无噪音电机直接驱动；

腰体，设于所述支承体上方，所述腰体用来实现腰回转和安装机器人下臂驱动部件；所述腰体为上方带突耳的异形中空法兰连接盘，突耳用来安装机器人下臂驱动部件；所述腰体的法兰连接盘内侧设有连接所述驱动电机转子的法兰定位孔、定位面和固定螺孔，可以与所述驱动电机转子连成一体，使之在所述驱动电机的转子带动下回转；所述腰体的法兰连接盘外侧设有安装支承轴承外圈的定位孔、定位面和固定螺孔，法兰连接盘外侧连接所述支承轴承，机器人管线可从中空转子内孔穿越。

进一步，所述驱动电机为永磁式交流同步电机，所述驱动电机的定子安装有绕组和高精度绝对位置编码器，转子布置有多极永磁体；所述驱动电机的定子下方设有电机安装法兰，转子上方设有连接负载的法兰。

进一步，所述驱动电机的定子固定在所述支承体的内腔底面，转子上方法兰与所述腰体连为一体，转子下方通过安装在所述支承体内腔下方的辅助支承轴承进行径向定位、轴向浮动支承，电枢和编码器电缆从所述底座侧面窗口引入。

进一步，所述辅助支承轴承为圆柱滚子轴承，辅助支承轴承通过挡圈进行轴向浮动定位。