单传输轴的动力模组的制作方法

本发明涉及动力传动技术领域，尤其涉及一种输入精度高，体积小的单传输轴的动力模组结构。

背景技术：

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类从事的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。随着技术的发展，很多生产线或者日常服务中，多会采用机器人，而且目前的机器人都朝着仿人类制造，或者制造成小体积，但小体积的机器人要执行多种复杂的动作，其动力模块的精度以及减速比等性能参数必须得到提高。

在动力模组中，尤其是在电机与减速机的连接上，一般都是电机输出轴与减速机的输入轴连接，如授权公告号为CN201339697Y，专利名称为《组合摆环减速机》的实用新型专利，减速机输入轴与电机输出轴直联，实心输入轴通过联轴器与电机输出轴联接，这样大大增大了动力模组的体积，且中间的连接装置较多，连接方式复杂，使整体结构显的不紧凑，由于中间环节过多，大大降低了中间传动的精确度，当应用到机器人身上时，使大大降低了机器人执行任务时动作的精确度和流畅性。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种电机与减速机构共用一个传输轴的动力模组结构，结构设计简单，体积小，动作精度高。

为了达到上述目的，本发明公开一种单传输轴的动力模组，包括外壳、电机、减速机构和传输轴，所述传输轴一端容置在电机定子中，传输轴顶端中心位置设置的传感器磁铁与角度传感器接触连接，所述传输轴的另一端容置在减速机构的通孔中，并通过减速机构的输出盘与传动机构连接，所述电机、减速机构和传输轴都容置在外壳内，所述传输轴与减速机构连接的一端设置成呈弧形的偏心结构，所述偏心结构上方设置有多个圆环凸块，所述圆环凸块与减速机构中保持架上的滚珠接触，并带动减速机构上的摆线盘转动，摆线盘上的输出轴组将转动信息传输至输出盘。

其中，所述输出轴组包括转动销和销套，所述销套套设在所述转动销上，所述输出轴组均匀间隔地容置在摆线盘上的容置腔中，所述销套与容置腔接触，所述转动销的两端分别固定在输出盘与输入盘上，所述转动销与销套现对旋转。

其中，所述减速机构包括输入盘、摆线盘组件和输出盘，摆线盘设置在摆线盘组件上，所述摆线盘组件还包括第一滚动轴承和第二滚动轴承，所述输出轴组分别依次穿过输入盘、摆线盘和输出盘上的容置腔，所述传输轴容置在摆线盘中心的通孔结构中。

其中，所述摆线盘设置有多个，多个摆线盘依次叠加，并同步运动，所述摆线盘的外表面为齿轮结构，当外壳套设在动力模组上时，摆线盘上的齿轮结构与外壳内部的凹槽结构上的滚动销接触，所述摆线盘在滚动销的支撑下转动。

其中，所述第一滚动轴承和第二滚动轴承与摆线盘接触的位置都设置有避免轴承转动磨损的轴承防护圈。

其中，所述外壳包括上壳和下壳，所述上壳与下壳分开设置，上壳套设在电机位置，且上壳上设置有容置角度传感器的凹槽，凹槽上设置有通孔，传输轴上的传感器磁铁穿过通孔与角度传感器连接；所述下壳为环形圆柱结构，且与输入盘和输出盘共同围合成一个密闭空腔，所述摆线盘组件容置在密闭空腔内。

其中，所述下壳与输入盘连接的位置，以及下壳与输出盘接触的位置都设置有用于密封的密封圈。

其中，所述电机包括定子、转子和磁铁块，所述磁铁块夹持在定子和转子之间，所述转子的中心位置为容置传输轴的通孔结构，所述定子工作带动转子转动，传输轴将接收到的动力传输给减速机构。

其中，所述减速机构为行星减速机构，传输轴一端连接电机定子中的通孔，另一端容置在行星减速机构的太阳轮中。

本发明公开一种机器人，设置有上述所介绍的单传输轴的动力模组，且角度传感器与机器人主控电路电连接，所述减速机构中的输出盘与机器人外部传动机构连接。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的动力模组，电机与减速机构之间只设置一个传输轴，其一端容置在电机定子中，另一端容置在减速机构之间，从而将电机的转动的信息传输给减速机构，由减速机构传输给外部的传动机构，这样的设计省去了减速机构中单独设置的输出轴，节省了原材料，也进一步缩小了动力模组的体积，使动力模组能够应用在小体积的机器人中，且由于传输轴直接将电机信号传递给减速机构，减速机构的输出更精准，从而使运用此动力模组的动作执行得更为精准，快速和流畅。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的主要模块爆炸示意图；

图3为本发明实施例的零部件爆炸结构示意图；

图4为本发明实施例的转动销和销套的结构示意图。

主要元件说明：

1、外壳 2、电机

3、减速机构 4、传输轴

5、角度传感器

11、上壳 12、下壳

21、转子 22、定子

31、输入盘 32、摆线盘组件

33、输出盘 34、密封圈

41、传感器磁铁 42、圆环凸块

111、凹槽 311、内输入盘

312、外输入盘 321、第一滚动轴承

322、第二滚动轴承 323、摆线盘

324、输出轴组 325、保持架

326、轴承防护圈 331、内输出盘

332、外输出盘 3241、转动销

3242、销套。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1-图3，本发明公开一种单传输轴的动力模组，包括外壳1、电机2、减速机构3和传输轴4，外壳1包括上壳11和下壳12，电机2与减速机构3通过传输轴4连接在一起并进行动力传输，而上壳11套设在电机2上，下壳12围合住减速机构3，上壳11与下壳12接触连接，上壳11的顶端设置有一个带通孔的凹槽111，凹槽111内容置有角度传感器5，而传输轴4的顶端设置有传感器磁铁41，传输轴4穿过凹槽111与角度传感器5电连接，获取角度信息。在本实施例中，传输轴4一端容置在电机定子22中，另一端容置在减速机构3中，电机2转动，由传输轴4将转动信息传输到减速机构3中，在本实施例中，传输轴4与减速机构3连接的一端设置成呈弧形的偏心结构，偏心结构上方设置有多个圆环凸块42，圆环凸块42与减速机构3中保持架325上的滚珠（图未示）接触，并做偏心转动，传输轴4转动，触碰滚珠后带动减速机构3上的摆线盘323转动，摆线盘323上的输出轴组324将转动信息传输至输出盘331， 输出盘33传递至与该动力模组连接的传动机构（图未示）中，完成动力驱动。在本实施例中，输出盘33与外部的传动机构连接，传输轴4与角度传感器5连接，角度传感器与外部的主控电路（图未示）电连接，从而组成机器人的一部分。

与现有技术相比，本发明的动力模组，电机与减速机构之间只设置一个传输轴，传输轴的一端容置在电机定子中，另一端容置在减速机构之间，从而将电机的转动的信息传输给减速机构，由减速机构传输给外部的传动机构，这样的设计省去了减速机构中单独设置的输出轴，节省了原材料，也进一步缩小了动力模组的体积，使动力模组能够应用在小体积的机器人中，且由于传输轴直接将电机信号传递给减速机构，减速机构的输出更精准，从而使运用此动力模组的动作执行得更为精准，快速和流畅。

在本实施例中，电机2包括定子22、转子21和磁铁块（图未示），磁铁块夹持在定子22和转子21之间，转子21的中心位置为容置传输轴4的通孔结构，定子22工作带动转子21转动，传输轴4将接收到的动力传输给减速机构3。

请参阅图4，本发明的减速机构3选用摆线减速机构的连接关系为例，在本实施例中，摆线减速机构容置在下壳12中，摆线减速机构包括输入盘31、摆线盘组件32和输出盘33，由下壳12与输入盘31、输出盘33共同围合成一个密闭空腔，并将摆线盘组件32容置其中，摆线盘组件32包括第一滚动轴承321、第二滚动轴承322、摆线盘323，输出轴组324，在本实施例中，摆线盘323为中间设置有一个通孔的圆环结构，而环形结构边缘上等间距设置有多个通孔，由于输出轴组324由多个大小，形状和结构都相等的输出轴组合而成，每个输出轴分别容置在环形结构上的通孔中，由于输出轴组324包括转动销3241和销套3242，销套3242套设在转动销3241上，输出轴组324均匀间隔地容置在摆线盘323上的容置腔中，销套3242与容置腔接触，转动销3241的两端分别固定在内输出盘332与内输入盘312上，当输出轴组324转动时，单个转动销3241与销套3242相对转动，销套3242在此时起保护转动销3241和减小与摆线盘323摩擦的作用。

在本实施例中，传输轴4容置在摆线盘323中间的通孔处，保持架325上利用滚珠与传输轴4上的圆环凸块42连接，也可以在一定程度上避免输出轴4转动时的磨损，使之更为耐用，在本实施例中，保持架325还分别与第一滚动轴承321和第二滚动轴承322连接，而保持架325与第一滚动轴承321和第二滚动轴承322连接的位置都设置有避免轴承转动磨损的轴承防护圈326，第一滚动轴承321夹持在输入盘31与摆线盘323之间，第二滚动轴承322夹持在输出盘33与摆线盘323之间，输入盘31和输出盘33与摆线盘31一样，也为圆环结构，并在中心位置设置有供传输轴4穿过的通孔，圆环上均匀间隔设置有供输出轴组324通过的通孔，输出轴组324通过输出盘33裸露在外面，输出盘33上与传输轴4连接的位置为一个凹槽结构，该凹槽结构在输出盘33的外表面则形成一个凸柱，当传输轴4转动的时候，带动第一滚动轴承321和第二滚动轴承322旋转，从而使与之连接的摆线盘323也转动，摆线盘323转动，带动输出轴组324运动，从而驱动输出盘33旋转，并将动力传输给传动机构。

在本实施例中，摆线盘323设置有多个，多个摆线盘323依次叠加，并同步运动，本实施例的摆线盘323的外表面为齿轮结构，下壳12内部设置有与齿轮结构适配的凹槽121，凹槽121与摆线盘323的齿轮结构之间夹持有滚动销（图未示），当摆线盘323转动的时候，摆线盘323外表面的齿轮结构转动，并撞击滚动销后在下壳12内做偏心运动。

在本实施例中，下壳12与输入盘31连接的位置，以及下壳12与输出盘33接触的位置都设置有用于密封的密封圈34，以免有液体或者灰尘进入到动力模组中，更好地保护内部的摆线盘组件32，使使用寿命更长。

在本实施例中，输入盘31包括外输入盘311和内输入盘312，输出盘33包括外输出盘331和内输出盘332，外输入盘311包裹在内输入盘312上，外输出盘331包裹在内输出盘332外面，以避免输入盘31与输出盘33转动时发生磨损。

本发明的减速机构不局限于实用摆线减速机构，还可以为行星减速机构，只需要将传输轴4一端连接电机的定子22中的通孔，另一端容置在行星减速机构的太阳轮中，通过驱动太阳轮转动，使与太阳轮啮合的行星轮转动，从而带动输出盘33转动，由输出盘33将动力传递给外部连接的传递机构。在本实施例中，还可以替换成蜗杆减速机构等其他减速机构，凡是采用了本发明的设计思路的，并将结构设计成类似的结构都纳入本发明的保护范围。

本发明的优势在于：

1）电机与减速机构之间只设置一个传输轴，其一端容置在电机定子中，另一端容置在减速机构之间，从而将电机的转动的信息传输给减速机构，由减速机构传输给外部的传动机构，这样的设计省去了减速机构中单独设置的输出轴，节省了原材料，也进一步缩小了动力模组的体积，使动力模组能够应用在小体积的机器人中；

2）由于传输轴直接将电机信号传递给减速机构，减速机构的输出更精准，从而使运用此动力模组的动作执行得更为精准，快速和流畅；

3）设计通用性强，减速机构除了可以使用摆线减速机构外，还可以使用行星减速机构，只需要将摆线盘替换成太阳轮与行星轮组件即可，通用性强。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。