一种具有过载保护功能的伺服减速模组及过载保护方法与流程

本发明属于减速器，具体涉及一种具有过载保护功能的伺服减速模组及过载保护方法。

背景技术：

1、谐波减速器具有减速比高、精度高、体积小、转矩容量高等优点，配合伺服电机可以制作成体积较小的动力模组。但是在使用时，存在负载突然增大而导致电机过载的情况，此时需要及时断开连接避免电子过载烧毁。

2、申请号为202111073052.8的中国专利披露了一种谐波减速器，当控制单元获取电机的实时电流大于预设最大电流值时，控制单元立即控制离合器由连接状态切换至断开状态，输出轴与负载连接盘断开连接，输出轴发生空转而无法将扭矩传递至负载连接盘，负载连接盘失去动力输入而无法继续转动从而及时避免碰撞继续发生，具有更快的响应速度，有效保证了协作人员的安全，同时防止谐波减速器破坏失效。但是这种结构较为复杂，且需要对控制程序进行重新编程，整个模组的轴向尺寸也会显著增加，不利于模组向小型化和轻量化方向发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有过载保护功能的伺服减速模组，采用能够在转子支架作用下自动变位的锁定器来实现切断转子支架与波发生器动力传递的目的避免过载，在此基础上，还能够利用转子支架的持续转动实现电机散热。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有过载保护功能的伺服减速模组，包括谐波减速器、伺服电机、密封端盖、编码器和线缆组件；

3、所述谐波减速器、伺服电机、密封端盖、编码器和线缆组件沿轴向依次安装；

4、所述伺服电机的转子支架安装在所述波发生器上，两者之间设置有锁定器；其电机壳与所述谐波减速器的柔轮固定密封安装；

5、所述锁定器具有第一位置和第二位置，其处于所述第一位置时，所述转子支架与所述波发生器形成抗扭连接，其处于所述第二位置时，所述转子支架与所述波发生器解除抗扭连接；

6、所述波发生器的负载值超过预设值时，所述锁定器在所述转子支架的作用下处于所述第二位置，所述波发生器的负载值未超过所述预设值时，所述锁定器在自身作用下处于所述第一位置。

7、进一步地，所述谐波减速器还包括位于远离所述伺服电机一端的第一壳体、与所述电机壳固定安装的第二壳体以及安装在所述第二壳体上的轴承压盖；所述第一壳体与刚轮固定安装，所述第二壳体与柔轮固定安装；所述波发生器通过第一轴承与所述第二壳体连接，所述轴承压盖抵接所述第一轴承的外圈；

8、所述波发生器靠近所述第一壳体的一端端面与所述第一壳体之间形成动密封安装，其外圆面与所述轴承压盖的内圆面之间形成动密封安装，其靠近所述编码器的一端的外圆面与所述密封端盖的内圆面形成动密封安装，从而使减速器腔、电机腔和编码器腔均为封闭的独立腔体。

9、进一步地，所述转子支架的两侧均设置有叶片，所述波发生器具有沿轴向延伸的油道、安装所述锁定器并连通所述油道的安装腔、沿径向延伸且分别连通所述油道和减速器腔的油口和沿轴向延伸且分别连通所述安装腔和电机腔的油槽；所述油口中安装有阻止冷却油由油道流向减速器腔的第一单向阀，所述第二壳体设置有连通减速器腔和电机腔的油孔，所述油孔中安装有阻止冷却油由减速器腔流向电机腔的第二单向阀；

10、所述锁定器处于所述第一位置时，所述油槽与所述油道被所述锁定器封闭；所述锁定器处于所述第二位置时，所述油槽与所述油道被所述锁定器导通。

11、进一步地，所述伺服电机还包括活塞和活塞弹簧，所述活塞具有朝向所述转子支架的一侧设置的交替起伏的环形曲面、朝向所述轴承端盖一侧设置的密封环和贯通两侧表面的安装孔；所述活塞滑动套装在所述波发生器上，其外圆面与电机壳的内圆面形成动密封，所述密封环的内圆面与所述轴承端盖的外圆面形成动密封；所述活塞弹簧设置在所述活塞与轴承端盖/第二壳体之间，所述转子支架具有与所述环形曲面形成滑动接触的触头，所述安装孔中安装有阻止冷却油由电机腔侧腔体流向相对另一侧腔体的第三单向阀；

12、所述波发生器具有沿轴向延伸的油道、安装所述锁定器并连通所述油道的安装腔、沿径向延伸且分别连通所述油道和减速器腔的油口和沿轴向延伸且分别连通所述安装腔和电机腔的油槽；所述油口中安装有阻止冷却油由减速器腔流向油道的第一单向阀，所述第二壳体设置有连通减速器腔和相对另一侧腔体的油孔；

13、所述锁定器处于所述第一位置时，所述油槽与所述油道被所述锁定器封闭；所述锁定器处于所述第二位置时，所述油槽与所述油道被所述锁定器导通。

14、进一步地，所述转子支架的外圆面设置有螺旋槽，所述螺旋槽连通所述油槽。

15、进一步地，所述锁定器包括锁定件、锁定弹簧和橡胶密封盖；

16、所述锁定件的顶部具有球形头，其内部具有沿轴向延伸并贯通两端的中心孔和沿径向贯通侧壁和所述中心孔的侧孔；所述转子支架的外圆面设置有匹配所述球形头的球形槽；

17、所述锁定弹簧抵接所述球形头以使所述锁定件具有处于所述第一位置的趋势；所述橡胶密封盖密封安装在所述锁定件的底部；

18、所述球形头位于所述球形槽中时，所述锁定件处于所述第一位置，所述侧孔位于所述安装腔中且所述橡胶密封盖密封所述安装腔与油道的连接处；

19、所述球形头脱离所述球形槽中时，所述锁定件处于所述第二位置，所述侧孔位于所述油道中且所述橡胶密封盖导通所述安装腔与油道的连接处。

20、进一步地，所述动密封为由迷宫密封结构形成的非接触密封。

21、进一步地，所述编码器的动盘安装在所述波发生器上，其静盘安装在所述密封端盖上；

22、所述线缆组件包括线缆端盖、线缆和防水接头；所述防水接头安装在所述线缆端盖上；所述线缆端盖固定安装在所述密封端盖中，其中央沿轴向延伸形成中空管段，所述中空管段依次贯穿所述静盘、动盘和波发生器。

23、本发明还提供了一种伺服减速模组过载保护方法，包括如下步骤：

24、在伺服电机的转子支架与谐波减速器的波发生器之间设置锁定器；

25、设置所述锁定器在受到超过预设力的作用力后能够由第一位置转变为第二位置；

26、当所述伺服电机产生的转动力经过所述转子支架作用于所述锁定器时，如果其作用力超过所述预设力后，则所述转子支架相对所述波发生器旋转，否则所述转子支架带动所述波发生器旋转。

27、进一步地，所述锁定器处于第二位置后，随着所述转子支架相对所述波发生器相对转动，所述伺服电机的电机腔与所述谐波减速器的减速器腔之间形成冷却油循环流动。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

29、1、本发明在转子支架和波发生器之间设置锁定器，并根据锁定器的位置情况发挥不同的作用，即锁定器处于第一位置时，起键的作用，实现转子支架与波发生器的连接；而锁定器处于第二位置时，连接断开，起到过载保护的作用；由于锁定器设置在转子支架和波发生器之间且零件数量少，因此不会增加整个模组的轴向尺寸，因此能够实现模组的小型化和轻量化。

30、2、本发明借助锁定器的阀作用，从而在变位后导通油道，并且在动力传递断开后转子支架继续转动而产生的驱动力使冷却油在电机腔和减速器腔内循环，实现热量向减速器腔传导，实现对伺服电机的散热。

31、3、本发明采用非接触密封作为动密封手段，能够避免因采用密封圈密封导致的摩擦产热。

32、4、本发明中孔穿线管与编码器盖一体而成，固定设置不再转动，避免了从中间穿过的线缆与中孔穿线管之间的摩擦。

33、5、本发明线缆组件中采用密封性塑料端子出线，在保证密封性能的同时，减少体积，降低成本。