本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及的是一种一体化关节。
背景技术：
现有技术中，机器人关节大多数选用内转子永磁无框伺服电机来驱动，由于电机的转子和电机轴承、电机编码器、制动器都是同轴串联，增加了关节的整体长度，不易于一体化关节的小型化和轻量化。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种一体化关节，旨在解决现有技术中机器人关节整体长度较大，小型化及轻量化程度不足的问题。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种一体化关节，其包括：关节机体，所述关节机体内设置有外转子伺服电机，所述外转子伺服电机包括：转子组件及定子组件，所述转子组件包括：依次连接的永磁体、外转子、电机上端盖及电机转轴，所述电机上端盖下端面固定有轴向反射式光电码盘；所述定子组件包括：依次连接的绕组、轴承座及电机下端盖，所述轴承座上端设置有与轴向反射式光电码盘相适配的码盘读数头；其中，所述电机上端盖上端延伸设置有减速机连接凸起，所述减速机连接凸起外缘设置有谐波减速机的波发生器，所述谐波减速机的柔轮或刚轮连接有输出法兰。
进一步地，所述一体化关节还包括：至少两个电磁制动器，两个电磁制动器对称设置且与所述外转子位置相适配；所述关节机体适配所述电磁制动器开设有穿透槽。
进一步地，所述电磁制动器包括：由内向外依次设置的制动片、电磁铁及制动器外壳；所述电磁铁与制动器外壳之间设置有弹簧；所述制动器贯穿所述穿透槽设置，且制动器外壳两端皆设置有螺纹孔，并通过所述螺纹孔与关节机体相连接，中部内侧设置有导磁块，所述导磁块中部开设有用于收容弹簧一端的收容槽。
进一步地，所述电机转轴与轴承座之间设置有至少两个轴承，两个轴承分别为第一轴承及第二轴承，所述轴承座内侧延伸设置有一限位凸起；所述第一轴承下端支撑于限位凸起，上端贴合于电机转轴。
进一步地，所述一体化关节还包括：第一卡簧，所述电机转轴下端外缘开设有卡簧容置槽，所述第一卡簧内侧容置在所述卡簧容置槽内；所述第二轴承上端面限位于所述限位凸起，下端面支撑于所述第一卡簧。
进一步地，所述一体化关节还包括：中空走线管，所述中空走线管贯穿所述输出法兰、电机上端盖、电机转轴及电机下端盖设置；所述电机下端盖与中空走线管之间设置有第三轴承。
进一步地，所述电机下端盖固定有关节编码器，所述关节编码器与中空走线管下端相连接。
进一步地，所述电机下端盖背离电机上端盖一端螺纹连接有电路板。
进一步地，所述电机下端盖背离电机上端盖一端螺纹连接有关节底座，所述电路板位于电机下端盖与关节底座之间。
进一步地，所述外转子、电机上端盖及电机转轴一体成型。
本实用新型所提供的一体化关节，由于采用了固定在电机上端盖下端面的轴向反射式光电码盘，以及设置在轴承座上端且与轴向反射式光电码盘相适配的码盘读数头。使得外转子永磁伺服电机可采用内置于电机定子铁芯的轴承，不必使用外部轴承，减小了电机的整体高度；而且通过轴向反射式光电码盘与码盘读数头的配合，使轴向反射式光电码盘可制作成片状，给进一步降低电机的高度及体积留出了余地。
附图说明
图1是本实用新型一体化关节第一较佳实施例的结构示意图。
图2是本实用新型一体化关节第二较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1是本实用新型一体化关节第一较佳实施例的结构示意图；图2是本实用新型一体化关节第二较佳实施例的结构示意图。本实用新型中的第一较佳实施例与第二较佳实施例并无实质性差别，区别仅在于谐波减速机结构、输出法兰形状、密封圈设置位置等，由此可知，本实用新型所给实施例仅是多个实施例中的较佳实施例，其他可由本领域技术人员在不经创造性劳动即可获得的技术方案，都应属于本实用新型的保护范围。
如图1及图2所示，在本实用新型较佳实施例中，所提供的一体化关节包括：关节机体110、关节底座120（是否设置关节底座120需要视一体化关节的使用情况而定，通常最底部的一体化关节需要使用关节底座120，而同一机器人其他关节则无需使用）、谐波减速机400、输出法兰500、电磁制动器300（根据具体情况选择是否使用电磁制动器300，亦或是电磁制动器300的其他替代结构，比如机械制动结构等）、关节编码器800及电路板900。
所述谐波减速机400包括：波发生器410、柔轮420、刚轮430及交叉滚子轴承440。
所述外转子220伺服电机设置在中空的关节机体110内，所述外转子220伺服电机包括：转子组件及定子组件，所述转子组件包括：依次连接的永磁体210、外转子220、电机上端盖及电机转轴，所述电机上端盖下端面固定有轴向反射式光电码盘230；所述定子组件包括：依次连接的绕组240、轴承座250及电机下端盖260，所述轴承座250上端设置有与轴向反射式光电码盘230相适配的码盘读数头270。
所述码盘读数头270及轴向反射式光电码盘230皆设置为片状，优选码盘读数头270为带细分或正余弦输出的高精度码盘读头。
较佳地是，所述外转子220、电机上端盖及电机转轴一体成型（因此，只进行了一次标示），其中，所述电机上端盖上端延伸设置有减速机连接凸起，所述减速机连接凸起外缘设置有谐波减速机400，所述谐波减速机400的柔轮连接有输出法兰500。
也就是说，所述转子组件包括：依次连接的永磁体210、外转子220、电机上端盖、电机转轴及轴向反射式光电码盘230。而所述定子组件包括：依次连接的绕组240、轴承座250及码盘读数头270。所述外转子220纵向设置且与永磁体210相连接，所述电机上端盖横向设置在外转子220及电机转轴之间，所述减速机连接凸起形成于电机上端盖的上端面，所述电机转轴纵向设置且与轴承座250之间设置有轴承，所述轴向反射式光电码盘230固定在电机上端盖下端面；所述绕组240套设在轴承座250外缘，所述码盘读数头270设置在轴承座250上端且位于轴向反射式光电码盘230下方。
所述轴向反射式光电码盘230通过码盘读数头270检测电机旋转角度，可以将电机的整体尺寸做到更小，而通过一体成型的外转子220、电机上端盖及电机转轴，则减少了连接螺栓的使用，从而减少了结构件，降低了电机装配的复杂性，同时提高电机的可靠性。
绕组240由定子铁芯及绕线两部分组成，采用分数槽集中绕组。所述绕组240与永磁体210之间设置有旋转间隙，用于防止永磁体210与绕组240相互磨擦，所述绕组240选择为分数槽集中绕组240。
在本实用新型进一步地较佳实施例中，所述外转子220伺服电机还包括：第一卡簧720，所述电机转轴下端外缘开设有卡簧容置槽，所述第一卡簧720内侧容置在所述卡簧容置槽内。
电机转轴与轴承座250之间设置有至少两个轴承，两个轴承分别为第一轴承280及第二轴承290；所述轴承座250内侧延伸设置有一限位凸起；所述第一轴承280下端支撑于限位凸起，上端贴合于电机转轴。所述第二轴承290上端面限位于所述限位凸起，下端面支撑于所述第一卡簧720。
较佳地是，所述转子组件由且仅由永磁体210、外转子220、电机上端盖、电机转轴、轴向反射式光电码盘230及第一卡簧720组成；以尽可能减少零部件，简化电机结构。
进一步地，所述轴承座250呈中空的倒T字形（电机下端盖260与轴承座250一体成型），其纵截面由两个相互分离且以电机转轴的轴心镜像对称的半凸字形结构组成，即纵截面的左侧部分呈镜像的L形，右侧部分呈L形。在此基础上，优选所述定子组件由且仅有绕组240、轴承座250及码盘读数头270。而本实用新型提供的一体化关节中电机由一体成型的外转子220、电机上端盖及电机转轴，以及永磁体210、绕组240、轴承座250、第一轴承280、轴向反射式光电码盘230、码盘读数头270、第二轴承290和第一卡簧720组成为佳，以尽可能简化电机结构。
在电机下端盖260单独设置的基础上，所述定子组件由且仅有绕组240、轴承座250、码盘读数头270、螺纹连接件及电机下端盖260组成为佳。
优选所述电磁制动器300设置有两个，两个电磁制动器300对称设置且与所述外转子220位置相适配；所述关节机体110适配所述电磁制动器300开设有穿透槽。所述电磁制动器300在失电情况下，制动片310在弹簧340的回弹力下，贴附外转子220进行制动；而在通电情况下，电磁铁320吸附制动片310，使其与外转子220分割开来，电机运行。
具体实施时，所述电磁制动器300包括：由内向外依次设置的制动片310、电磁铁320及制动器外壳330；所述电磁铁320与制动器外壳330之间设置有弹簧340；所述制动器贯穿所述穿透槽设置，且制动器外壳330两端皆设置有螺纹孔，并通过所述螺纹孔与关节机体110相连接，中部内侧设置有导磁块，所述导磁块中部开设有用于收容弹簧340一端的收容槽。
优选所述电机上端面延伸而成的减速机连接凸起的上端外缘同样设置有一卡簧容置槽，该卡簧容置槽内卡持有一第二卡簧730，所述第二卡簧730用于限位谐波减速机400中波发生器向上运动。
较佳地，所述中空走线管600贯穿所述输出法兰500、电机上端盖、电机转轴及电机下端盖260设置；所述电机下端盖260与中空走线管600之间设置有第三轴承710。所述中空走线管600用于将束缚连接线，防止连接线干扰转轴转动并减小连接线占用空间。
所述电机下端盖260固定有关节编码器800，所述关节编码器800与中空走线管600内连接线相连接。所述电路板900设置在电机下端盖260背离电机上端盖一端，且电路板900与电机螺纹连接。电机下端盖260背离电机上端盖一端螺纹连接有关节底座120，所述电路板900位于电机下端盖260与关节底座120之间。
在本实用新型进一步地较佳实施例中，所述输出法兰500外缘与交叉滚子轴承之间形成有一凹槽，所述凹槽内设置有密封圈740。
应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。