一種用于并聯機器人的永磁直驅電機及其并聯機器人結構的制作方法

本實用新型涉及一種永磁直驅電機，尤其涉及一種用于并聯機器人的永磁直驅電機及其并聯機器人結構。

背景技術：

應用于并聯機器人的驅動電機，需要運動軸拖動主動臂實現一定角度的往復運動，傳統技術通過一般電機與減速機的配合來實現低速大扭矩，這種方案不僅需要很多傳動裝置，而且控制方式復雜，無疑增加了機器人成本，也造成機器人體積過大等問題。而一般的直驅電機由于輸出軸位于電機一端，應用于并聯機器人時，容易造成機器人空間利用不合理，電機軸承受力不均勻，磨損嚴重等問題。

中國專利201520902073.X公開的“Delta并聯機器人”，包括固定平臺、運動平臺、連接所述固定平臺與運動平臺的執行機構、所述執行機構的驅動裝置。但是所述裝置的驅動機構采用伺服電機通過減速機實現低速大扭矩運動，并且主動臂位于減速機的一端，缺點在于轉動慣量大、驅動裝置復雜、費用高。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于針對上述現有技術的缺陷，提供一種用于并聯機器人的永磁直驅電機及其并聯機器人結構，克服現有的并聯機器人驅動裝置復雜、價格昂貴、需要減速機配合與現有直驅電機應用于并聯機器人空間利用不合理、軸承受力不均勻、磨損嚴重的缺陷。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是：

一種用于并聯機器人的永磁直驅電機，包括一個轉子、一個驅動轉子運動的定子、一個與轉子包合或分離且使轉子運動或靜止的剎車組件；其特征在于：所述定子設置于轉子的一端，所述剎車組件設置于轉子的另一端，所述轉子的中部垂直設置有輸出軸；所述輸出軸位于定子和剎車組件的中間。

作為對上述技術方案的改進，所述定子包括定子鐵芯和定子繞組，所述定子與轉子有氣隙相隔。

作為對上述技術方案的改進，所述剎車組件包括剎車定盤、中空圓盤結構的剎車動盤和剎車盤繞組，所述剎車盤繞組設置于剎車動盤的外圓周上，所述剎車定盤由轉子的軸肩形成。

作為對上述技術方案的改進，所述剎車動盤和轉子之間設置有編碼器。

作為對上述技術方案的改進，所述轉子一端為空心圓筒形結構，一端為實心軸結構，剎車動盤套設在實心軸結構上；所述轉子在對應于空心圓筒的一端設置有帶軸的端蓋，所述轉子在相對于實心軸的一端設置有帶轉軸孔的端蓋，所述轉子通過軸承活動架設在帶軸的端蓋和帶轉軸孔的端蓋上。

作為對上述技術方案的改進，所述用于并聯機器人的永磁直驅電機還包括中空的在周部開設有輸出軸活動空槽的外殼，所述定子、轉子、剎車組件、帶軸的端蓋、帶轉軸孔的端蓋安裝在外殼的內腔中，所述輸出軸可活動的從外殼的活動空槽中伸出。

作為對上述技術方案的改進，所述外殼設置有安裝座。

本實用新型并提供了一種應用上述永磁直驅電機的并聯機器人結構，所述并聯機器人結構包括固定平臺、從動臂、關節軸承、中軸管、動平臺；所述動平臺通過關節軸承與中軸管活動連接，所述中軸管通過關節軸承與固定平臺的中部活動連接；所述固定平臺的周部固定連接有三個永磁直驅電機，所述動平臺的周部鉸接有三個從動臂，所述從動臂的另一端與輸出軸鉸接。

作為對上述技術方案的改進，三個所述永磁直驅電機呈120度周向分布。

所述的永磁直驅電機在并聯機器人的固定平臺上呈120度周向分布，三組永磁直驅電機組成并聯機器人的動力機構，直接驅動輸出軸做一定角度的往復運動，從而實現并聯機器人動平臺的多自由度運動。

與現有技術相比，本實用新型具有的優點和積極效果是：

本實用新型的用于并聯機器人的永磁直驅電機，與傳統并聯機器人的驅動方式相比，通過減少傳動機構與減速機，減小驅動裝置體積，降低系統價格，而且給電機的輸出軸在電機中間部位，有效的利用空間，平衡軸承受力，減小軸承磨損，具有直驅、控制精度高等優點。避免傳統直驅電機一端過長造成的安裝困難，軸承受力不均勻，軸承磨損嚴重的問題。本實用新型的并聯機器人結構占用空間小、無減速裝置、控制精度高、低速大扭矩。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為用于并聯機器人的永磁直驅電機的整體結構示意圖；

圖2為用于并聯機器人的永磁直驅電機的內部結構示意圖；

圖3為用于并聯機器人的永磁直驅電機的整體剖示結構意圖；

圖4為轉子結構示意圖；

圖5為并聯機器人結構的裝配示意圖。

圖中：1、外殼；2、安裝座；3、輸出軸；4、實心軸結構；5、軸承； 6、定子鐵心； 7、定子繞組； 8、轉子； 9、剎車動盤；10、剎車盤繞組；11、編碼器；12、帶軸的端蓋；13、固定平臺；14、剎車定盤；15、帶轉軸孔的端蓋；16、永磁直驅電機；17、關節軸承；18、動平臺；19、從動臂。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。

如圖1-4所示，本實用新型的用于并聯機器人的永磁直驅電機，包括一個轉子8、一個驅動轉子8運動的定子、一個與轉子包合或分離且使轉子運動或靜止的剎車組件；所述定子設置于轉子8的一端，所述剎車組件設置于轉子8的另一端，所述轉子8的中部垂直設置有輸出軸3；所述輸出軸3位于定子和剎車組件的中間。

所述定子包括定子鐵芯6和定子繞組7，所述定子與轉子8有氣隙相隔。

所述剎車組件包括剎車定盤14、中空圓盤結構的剎車動盤9和剎車盤繞組10，所述剎車盤繞組10設置于剎車動盤9的外圓周上，所述剎車定盤14由轉子的軸肩形成。

所述剎車動盤9和轉子8之間設置有編碼器11。

所述轉子8一端為空心圓筒形結構，一端為實心軸結構4，剎車動盤9套設在實心軸結構4上；所述轉子8在對應于空心圓筒的一端設置有帶軸的端蓋12，所述轉子8在相對于實心軸的一端設置有帶轉軸孔的端蓋15，所述轉子8通過軸承5活動架設在帶軸的端蓋12和帶轉軸孔的端蓋15上。

所述用于并聯機器人的永磁直驅電機還包括中空的在周部開設有輸出軸活動空槽的外殼1，所述定子、轉子8、剎車組件、帶軸的端蓋12、帶轉軸孔的端蓋15安裝在外殼1的內腔中，所述輸出軸3可活動的從外殼1的活動空槽中伸出。

所述外殼1設置有安裝座2。

本實用新型的永磁直驅電機通電工作時，剎車盤繞組10通電，吸合剎車動盤9，使轉子8、剎車動盤9分離，定子繞組通電驅動轉子8開始運動，這時編碼器11也同時工作，向外輸出電機的工作狀態。本實用新型永磁直驅電機的優點在于：電機的集成化程度高，電機編碼器可以集成在剎車中間，有效的利用空間，減小電機體積；電機輸出軸位于電機的中部，便于電機在并聯機器人的安裝與輸出，通過減少減速機和傳動設備，電機的整體設計輸出軸位于電機中部，有效的減小并聯機器人的體積，避免了傳統電機安裝一端過長造成的安裝不便，同時有效平衡電機軸承的受力，減小軸承磨損；具有結構簡單新穎，易于控制，直驅等優點。

如圖5所示，本實用新型并提供了一種應用上述永磁直驅電機的并聯機器人結構，所述并聯機器人結構包括固定平臺13、從動臂19、關節軸承17、中軸管5、動平臺18；所述動平臺18通過關節軸承17與中軸管5活動連接，所述中軸管5通過關節軸承17與固定平臺13的中部活動連接；所述固定平臺13的周部固定連接有三個永磁直驅電機16，所述動平臺18的周部鉸接有三個從動臂19，所述從動臂19的另一端與輸出軸3鉸接。

三個所述永磁直驅電機16呈120度周向分布。

所述的永磁直驅電機在并聯機器人的固定平臺上呈120度周向分布，三組永磁直驅電機組成并聯機器人的動力機構，直接驅動輸出軸做一定角度的往復運動，從而實現并聯機器人動平臺的多自由度運動。

與現有技術相比，本實用新型具有的優點和積極效果是：

本實用新型的用于并聯機器人的永磁直驅電機，與傳統并聯機器人的驅動方式相比，通過減少傳動機構與減速機，減小驅動裝置體積，降低系統價格，而且給電機的輸出軸在電機中間部位，有效的利用空間，平衡軸承受力，減小軸承磨損，具有直驅、控制精度高等優點。避免傳統直驅電機一端過長造成的安裝困難，軸承受力不均勻，軸承磨損嚴重的問題。本實用新型的并聯機器人結構占用空間小、無減速裝置、控制精度高、低速大扭矩。