本技術(shù)涉及一種關(guān)節(jié)模組，具體為電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，屬于關(guān)節(jié)模組。

背景技術(shù)：

1、機(jī)器人關(guān)節(jié)模組是機(jī)器人關(guān)節(jié)部分的核心模塊，是一種適用于靠近機(jī)體操作的傳動(dòng)形式。它能快速實(shí)現(xiàn)機(jī)器人各類應(yīng)用及功能需求，集高性能力矩電機(jī)、高精度傳感器、高精度諧波減速機(jī)、高安全性伺服驅(qū)動(dòng)器和制動(dòng)器于一體，滿足用戶大力矩輸出、高運(yùn)動(dòng)精度、高可靠性的需求，在機(jī)器人的關(guān)節(jié)模組中，軸向磁場(chǎng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)是一種常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)方式。

2、目前的機(jī)器人關(guān)節(jié)中，多采用一個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)對(duì)關(guān)節(jié)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但在實(shí)際運(yùn)行中，單個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出有限，無(wú)法滿足高負(fù)載或快速響應(yīng)的要求，而且在需要高精度和高穩(wěn)定性的應(yīng)用中，單個(gè)電機(jī)無(wú)法提供足夠的控制精度和穩(wěn)定性，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)關(guān)節(jié)或機(jī)器人的失去控制，降低了系統(tǒng)的可靠性，單個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)在機(jī)器人關(guān)節(jié)中可能面臨轉(zhuǎn)矩輸出有限、控制精度和穩(wěn)定性不足以及系統(tǒng)可靠性問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，我們研發(fā)人員采取以下幾種策略來(lái)增強(qiáng)機(jī)器人關(guān)節(jié)的性能和可靠性：

3、1.電機(jī)冗余設(shè)計(jì)

4、通過(guò)采用多個(gè)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)同一個(gè)關(guān)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的疊加，從而提高關(guān)節(jié)的負(fù)載能力和快速響應(yīng)能力。這種冗余設(shè)計(jì)不僅提高了系統(tǒng)的性能，還增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。即使其中一個(gè)電機(jī)出現(xiàn)故障，其他電機(jī)仍然可以繼續(xù)工作，保持關(guān)節(jié)的基本功能。

5、2.先進(jìn)的控制算法

6、通過(guò)引入先進(jìn)的控制算法，如力矩控制、位置控制、速度控制等，可以更加精確地控制關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，提高系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性。同時(shí)，通過(guò)實(shí)施閉環(huán)控制策略，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整電機(jī)的輸出，以滿足高精度和高穩(wěn)定性的要求。

7、3.智能化故障診斷與預(yù)測(cè)

8、通過(guò)集成傳感器和故障診斷技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障并進(jìn)行預(yù)警。同時(shí)，通過(guò)利用大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，可以對(duì)電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)電機(jī)的使用壽命和可能出現(xiàn)的故障，從而提前進(jìn)行維護(hù)和更換，避免關(guān)節(jié)或整個(gè)機(jī)器人失去控制。

9、4.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)化

10、通過(guò)優(yōu)化關(guān)節(jié)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如減速器、聯(lián)軸器等，可以提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出效率，減少能量損失和傳動(dòng)誤差。同時(shí)，通過(guò)采用高精度的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以進(jìn)一步提高關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)精度和穩(wěn)定性。

11、5.模塊化設(shè)計(jì)

12、通過(guò)采用模塊化設(shè)計(jì)，可以方便地對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)進(jìn)行升級(jí)和維護(hù)。每個(gè)模塊都可以獨(dú)立地進(jìn)行更換或升級(jí)，而不需要對(duì)整個(gè)機(jī)器人進(jìn)行拆解和重裝。這種設(shè)計(jì)不僅提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性，還降低了維護(hù)成本和時(shí)間。

13、通過(guò)采用電機(jī)冗余設(shè)計(jì)、先進(jìn)的控制算法、智能化故障診斷與預(yù)測(cè)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)化以及模塊化設(shè)計(jì)等方法，可以有效地提高機(jī)器人關(guān)節(jié)的性能和可靠性，滿足高負(fù)載、快速響應(yīng)、高精度和高穩(wěn)定性的要求，為此，提出一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，以解決或緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，至少提供一種有益的選擇之一。

2、本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，包括協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)組件，所述協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括三個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸、限位擋環(huán)、限位軸、內(nèi)齒圈、驅(qū)動(dòng)齒輪、限位轉(zhuǎn)環(huán)、連桿、限位架、外殼和驅(qū)動(dòng)盤；

3、三個(gè)所述軸向磁場(chǎng)電機(jī)對(duì)稱安裝于所述外殼的內(nèi)底壁，所述驅(qū)動(dòng)軸固定連接于所述軸向磁場(chǎng)電機(jī)的電機(jī)軸，所述驅(qū)動(dòng)齒輪固定連接于所述驅(qū)動(dòng)軸的外側(cè)壁，所述限位擋環(huán)固定連接于所述限位軸的外側(cè)壁，所述連桿的頂端固定連接于所述內(nèi)齒圈的下表面，所述連桿的底端固定連接于所述限位轉(zhuǎn)環(huán)的上表面，所述驅(qū)動(dòng)盤固定連接于所述內(nèi)齒圈的上表面，所述驅(qū)動(dòng)軸的頂端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述限位架的下表面，所述限位軸的頂端固定連接于所述限位架的下表面，所述限位軸的底端固定連接于所述外殼的內(nèi)底壁。

4、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述限位轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述外殼的內(nèi)側(cè)壁底部，所述內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述外殼的內(nèi)側(cè)壁頂部。

5、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)齒輪的外側(cè)壁嚙合連接于所述內(nèi)齒圈的內(nèi)側(cè)壁。

6、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)齒輪的外側(cè)壁貼合于所述限位擋環(huán)的外側(cè)壁并與所述限位擋環(huán)滑動(dòng)連接。

7、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述限位架位于所述驅(qū)動(dòng)盤的下方。

8、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)盤的上表面安裝有安裝組件，所述安裝組件包括關(guān)節(jié)連接盤和連接孔；

9、所述關(guān)節(jié)連接盤固定連接于所述驅(qū)動(dòng)盤的上表面，所述連接孔對(duì)稱開設(shè)于所述關(guān)節(jié)連接盤的內(nèi)部。

10、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述安裝組件還包括固定盤和安裝孔，所述固定盤固定連接于所述外殼的下表面，所述安裝孔對(duì)稱開設(shè)于所述固定盤的內(nèi)部。

11、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述外殼的外側(cè)壁對(duì)稱開設(shè)有散熱槽。

12、本實(shí)用新型實(shí)施例由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型通過(guò)三個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)分別帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)，通過(guò)設(shè)置三個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)連接盤轉(zhuǎn)動(dòng)，提高了轉(zhuǎn)矩的輸出，可以滿足高負(fù)載和快速響應(yīng)的要求，提高了對(duì)機(jī)器人的控制精度和穩(wěn)定性，當(dāng)其中一個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)影響另外兩個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)正常工作，提高了系統(tǒng)的可靠性，通過(guò)限位擋環(huán)可以對(duì)驅(qū)動(dòng)齒輪起到限位作用，內(nèi)齒圈、連桿和限位轉(zhuǎn)環(huán)連接成整體，可以提高整體的承載能力。

13、上述概述僅僅是為了說(shuō)明書的目的，并不意圖以任何方式進(jìn)行限制。除上述描述的示意性的方面、實(shí)施方式和特征之外，通過(guò)參考附圖和以下的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型進(jìn)一步的方面、實(shí)施方式和特征將會(huì)是容易明白的。

技術(shù)特征：

1.一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，包括協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)組件(101)，其特征在于：所述協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)組件(101)包括三個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)(11)、驅(qū)動(dòng)軸(12)、限位擋環(huán)(13)、限位軸(14)、內(nèi)齒圈(15)、驅(qū)動(dòng)齒輪(16)、限位轉(zhuǎn)環(huán)(17)、連桿(18)、限位架(19)、外殼(20)和驅(qū)動(dòng)盤(22)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，其特征在于：所述限位轉(zhuǎn)環(huán)(17)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述外殼(20)的內(nèi)側(cè)壁底部，所述內(nèi)齒圈(15)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述外殼(20)的內(nèi)側(cè)壁頂部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)齒輪(16)的外側(cè)壁嚙合連接于所述內(nèi)齒圈(15)的內(nèi)側(cè)壁。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)齒輪(16)的外側(cè)壁貼合于所述限位擋環(huán)(13)的外側(cè)壁并與所述限位擋環(huán)(13)滑動(dòng)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，其特征在于：所述限位架(19)位于所述驅(qū)動(dòng)盤(22)的下方。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)盤(22)的上表面安裝有安裝組件(301)，所述安裝組件(301)包括關(guān)節(jié)連接盤(31)和連接孔(32)；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，其特征在于：所述安裝組件(301)還包括固定盤(33)和安裝孔(34)，所述固定盤(33)固定連接于所述外殼(20)的下表面，所述安裝孔(34)對(duì)稱開設(shè)于所述固定盤(33)的內(nèi)部。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，其特征在于：所述外殼(20)的外側(cè)壁對(duì)稱開設(shè)有散熱槽(21)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種電機(jī)協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組，包括協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)組件，所述協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)組件包括三個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸、限位擋環(huán)、限位軸、內(nèi)齒圈、驅(qū)動(dòng)齒輪、限位轉(zhuǎn)環(huán)、連桿、限位架、外殼和驅(qū)動(dòng)盤；三個(gè)所述軸向磁場(chǎng)電機(jī)對(duì)稱安裝于所述外殼的內(nèi)底壁。本技術(shù)通過(guò)三個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)分別帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)，通過(guò)設(shè)置三個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)連接盤轉(zhuǎn)動(dòng)，提高了轉(zhuǎn)矩的輸出，可以滿足高負(fù)載和快速響應(yīng)的要求，提高了對(duì)機(jī)器人的控制精度和穩(wěn)定性，當(dāng)其中一個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)影響另外兩個(gè)軸向磁場(chǎng)電機(jī)正常工作，提高了系統(tǒng)的可靠性，內(nèi)齒圈、連桿和限位轉(zhuǎn)環(huán)連接成整體，可以提高整體的承載能力。

技術(shù)研發(fā)人員：劉順,鄒光華,劉霄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳小象電動(dòng)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240307
技術(shù)公布日：2024/10/21