本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，尤其是諧波減速機(jī)領(lǐng)域，具體為一種內(nèi)置電動機(jī)的扁平一體化諧波減速機(jī)裝置。本發(fā)明能夠有效減小諧波減速裝置的體積，能廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械、醫(yī)療器械、機(jī)床、伺服系統(tǒng)、家用機(jī)器人人、服務(wù)機(jī)器人、電子設(shè)備等領(lǐng)域，具有較好的應(yīng)用前景。

背景技術(shù)：

中國發(fā)明專利CN201410845287.8公開了一種組合諧波減速電機(jī)一體機(jī)，其包括一體連接的電機(jī)和減速機(jī)。該方案中，減速機(jī)包括依次傳動的多級諧波減速裝置。該方案中，在一級諧波減速的基礎(chǔ)上根據(jù)減速比的需要再加了一級或多級諧波減速，在瞬間加大減速比，減小了傳統(tǒng)行星組合減速機(jī)的體積，但又提高了轉(zhuǎn)速比，由于諧波減速機(jī)是屬于無間隙傳動，因此，大大提高了傳動精度和重復(fù)定位精度。

申請人研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的諧波減速機(jī)主要由剛性齒輪、柔性齒輪、波發(fā)生器三部分組成，主要用于降低電機(jī)速度、提升電機(jī)的力矩。由于電機(jī)與諧波減速機(jī)外接，導(dǎo)致減速機(jī)和電機(jī)的整體尺寸偏大，對于使用空間有限的場合將大大的受到限制。

而如何減小相應(yīng)設(shè)備的體積，也一直是人們所迫切需要解決的問題。為此，本發(fā)明提供一種內(nèi)置電動機(jī)的扁平一體化諧波減速機(jī)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對目前電機(jī)通常與諧波減速機(jī)外接，導(dǎo)致減速機(jī)和電機(jī)的整體尺寸偏大，應(yīng)用范圍受限的問題，提供一種內(nèi)置電動機(jī)的扁平一體化諧波減速機(jī)裝置。本發(fā)明采用扁平式設(shè)計(jì)，能有效解決現(xiàn)有減速機(jī)與電機(jī)整體尺寸過大的問題，同時有效減輕整體的重量，擴(kuò)大諧波減速機(jī)的使用范圍。本發(fā)明中，減速機(jī)凸輪和電機(jī)轉(zhuǎn)子采用一體化設(shè)計(jì)，由電機(jī)轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動凸輪轉(zhuǎn)動，有效簡化設(shè)備的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本。同時，本發(fā)明的裝置采用扁平化設(shè)計(jì)，能有效縮短減速機(jī)的軸向長度，可解決減速機(jī)軸向安裝空間不足的現(xiàn)象，提高產(chǎn)品的軸向適用性。與現(xiàn)有設(shè)備相比，本發(fā)明具有重量輕，體積小等優(yōu)點(diǎn)，能有效擴(kuò)大諧波減速機(jī)的使用范圍，尤其對于微小型的運(yùn)動關(guān)節(jié)中的應(yīng)用有明顯的優(yōu)勢，能有效滿足工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械、醫(yī)療器械、機(jī)床、伺服系統(tǒng)、家用機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、電子設(shè)備等領(lǐng)域應(yīng)用的需要，具有較高的應(yīng)用價值和較好的應(yīng)用前景。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種內(nèi)置電動機(jī)的扁平一體化諧波減速機(jī)裝置，包括前端蓋、與前端蓋相連的后端蓋、電機(jī)定子、定子線圈、與電機(jī)定子相配合的永久磁鋼、一體化凸輪轉(zhuǎn)子、第一連接軸承、與后端蓋相連的諧波鋼輪、柔性軸承、與前端蓋相配合的一體化柔輪、交叉滾子軸承，所述前端蓋包括環(huán)形蓋體、與環(huán)形蓋體相連的空心連接軸，所述環(huán)形蓋體與空心連接軸采用一體成型，所述前端蓋與后端蓋構(gòu)成減速機(jī)殼體；

所述電機(jī)定子設(shè)置在空心連接軸上，所述定子線圈設(shè)置在電機(jī)定子上，所述一體化凸輪轉(zhuǎn)子與電機(jī)定子相配合且一體化凸輪轉(zhuǎn)子能相對電機(jī)定子轉(zhuǎn)動；

所述一體化凸輪轉(zhuǎn)子包括設(shè)置在電機(jī)定子外側(cè)的第一連接段、連接件、第二連接段，所述第一連接段、第二連接段分別呈圓管狀且第一連接段的外徑大于第二連接段的外徑，所述第一連接段、連接件、第二連接段依次相連為一體，所述第二連接段通過第一連接軸承與前端蓋相連；

所述諧波鋼輪通過柔性軸承與一體化凸輪轉(zhuǎn)子相連，所述一體化柔輪通過交叉滾子軸承與諧波鋼輪相連，所述交叉滾子軸承與諧波鋼輪之間、前端蓋與后端蓋之間分別設(shè)置有油封裝置。

所述連接件呈環(huán)形且連接件的兩端分別與第一連接段、第二連接段相連。

所述第一連接軸承為深溝球軸承。

所述后端蓋與諧波鋼輪之間還設(shè)置有密封圈。

所述密封圈呈O型。

所述前端蓋上設(shè)置有用于與負(fù)載相連的安裝孔。

所述永久磁鋼的中心軸與空心連接軸的中心軸重合。

還包括轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)設(shè)置在減速機(jī)殼體內(nèi)且轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)能對一體化凸輪轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行檢測。

所述前端蓋、后端蓋上分別設(shè)置有用于冷卻的冷卻通道。

針對前述問題，本發(fā)明提供一種內(nèi)置電動機(jī)的扁平一體化諧波減速機(jī)裝置。本發(fā)明中，諧波減速機(jī)的功能主要由一體化柔輪、諧波鋼輪、柔性軸承、一體化凸輪轉(zhuǎn)子四部分組成；電機(jī)的功能實(shí)現(xiàn)則主要由定子線圈、電機(jī)定子、永久磁鋼、一體化凸輪轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中，一體化凸輪轉(zhuǎn)子既作為諧波減速機(jī)的凸輪，同時也作為電機(jī)的轉(zhuǎn)子，電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動直接就傳輸給減速機(jī)的柔性軸承。

該裝置包括前端蓋、與前端蓋相連的后端蓋、電機(jī)定子、定子線圈、與電機(jī)定子相配合的永久磁鋼、一體化凸輪轉(zhuǎn)子、第一連接軸承、與后端蓋相連的諧波鋼輪、柔性軸承、與前端蓋相配合的一體化柔輪、交叉滾子軸承。

其中，前端蓋包括環(huán)形蓋體、與環(huán)形蓋體相連的空心連接軸，環(huán)形蓋體與空心連接軸采用一體成型，前端蓋與后端蓋構(gòu)成減速機(jī)殼體。

電機(jī)定子設(shè)置在空心連接軸上，定子線圈設(shè)置在電機(jī)定子上，一體化凸輪轉(zhuǎn)子與電機(jī)定子相配合且一體化凸輪轉(zhuǎn)子能相對電機(jī)定子轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明中，巧妙的利用減速機(jī)中空的特點(diǎn)，巧妙的將電機(jī)置于減速機(jī)內(nèi)部，從而大大的減小了整體的體積。同時，一體化凸輪轉(zhuǎn)子采用三段式設(shè)計(jì)，其包括設(shè)置在電機(jī)定子外側(cè)的第一連接段、連接件、第二連接段。第一連接段、第二連接段分別呈圓管狀且第一連接段的外徑大于第二連接段的外徑，第一連接段、連接件、第二連接段依次相連為一體，第二連接段通過第一連接軸承與前端蓋相連。采用該結(jié)構(gòu)能夠在縮短裝置整體軸向長度的前提下，提高產(chǎn)品的軸向適應(yīng)性。同時，采用錯位設(shè)計(jì)，有利于減小設(shè)備沿徑向的體積，這是現(xiàn)有技術(shù)所沒有的。

同時，本發(fā)明中，諧波鋼輪通過柔性軸承與一體化凸輪轉(zhuǎn)子相連，一體化柔輪通過交叉滾子軸承與諧波鋼輪相連。該結(jié)構(gòu)中，采用交叉滾子軸承作為連接部件，使得一體化柔輪能夠與諧波鋼輪相連，并有效傳遞載荷，在保證裝置精確旋轉(zhuǎn)的前提下，也使得設(shè)備的使用壽命顯著延長，有利于降低設(shè)備的維護(hù)和使用成本。

進(jìn)一步，交叉滾子軸承與諧波鋼輪之間、前端蓋與后端蓋之間分別設(shè)置有油封裝置。

本發(fā)明中，前端蓋上帶有安裝孔，可以外接負(fù)載；同時，其采用中空的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行線路排布時，電纜可以在從諧波減速機(jī)的中心穿過，避免了電纜暴露在外面，使得電纜不易損壞，而且還減少了電纜的長度，避免了不必要的浪費(fèi)。

基于電機(jī)內(nèi)置于諧波減速機(jī)內(nèi)部，不利于散熱，本發(fā)明在前端蓋、后端蓋上分別設(shè)置有冷卻通道，在冷卻通道內(nèi)設(shè)置冷卻液。在裝置工作時，電機(jī)和減速機(jī)產(chǎn)生的熱量能通過冷卻通道內(nèi)的冷卻液排出，進(jìn)而保證裝置整體處于合適的溫度，有效延長設(shè)備的使用壽命。

進(jìn)一步，還包括轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)設(shè)置在減速機(jī)殼體內(nèi)且轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)能對一體化凸輪轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行檢測。轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)能用于檢測一體化凸輪轉(zhuǎn)子的位置，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)控制。

綜上所述，與現(xiàn)有設(shè)備相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）本發(fā)明將諧波減速機(jī)與電機(jī)采用一體化設(shè)計(jì)，且電機(jī)置于減速機(jī)內(nèi)部，大大的縮小了設(shè)備的整體體積，解決了減速機(jī)與電機(jī)整體尺寸過大的問題；

2）本發(fā)明中，減速機(jī)凸輪和電機(jī)轉(zhuǎn)子采用一體化設(shè)計(jì)，由電機(jī)轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動凸輪轉(zhuǎn)動，有效簡化設(shè)備的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備成本；

3）本發(fā)明的扁平式設(shè)計(jì)，能有效縮短減速機(jī)的軸向長度，可解決減速機(jī)軸向安裝空間不足的現(xiàn)象，提高產(chǎn)品的軸向適用性；

4）本發(fā)明中的電機(jī)轉(zhuǎn)子輸出軸承實(shí)現(xiàn)了凸輪的軸向定位功能；

5）本發(fā)明將減速機(jī)柔輪與輸出軸采用一體化設(shè)計(jì)，有效減少部件數(shù)量，簡化整體的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備生產(chǎn)和維護(hù)成本；

6）本發(fā)明通過設(shè)計(jì)冷卻通道，進(jìn)行輔助散熱，提高功率密度；

7）本發(fā)明中的轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)能實(shí)時檢測一體化凸輪轉(zhuǎn)子的位置，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的閉環(huán)控制和轉(zhuǎn)子的精確定位；

8）本發(fā)明中，減速機(jī)和電機(jī)均采用中空設(shè)計(jì)，使得諧波減速機(jī)中心中空，在進(jìn)行線路排布時，電纜可以在從諧波減速機(jī)的中心穿過，避免了電纜暴露在外面，使得電纜不易損壞，而且還減少了電纜的長度，避免了不必要的浪費(fèi)，且方便了其他部件與連接軸輸出端的連接；

9）本發(fā)明能有效減輕裝置整體重量，降低成本，擴(kuò)大諧波減速機(jī)的使用范圍，尤其對于微小型的運(yùn)動關(guān)節(jié)中的應(yīng)用有明顯的優(yōu)勢。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記：1、冷卻通道，2、前端蓋，3、定子線圈，4、電機(jī)定子，5、轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)，6、永久磁鋼，7、一體化柔輪，8、交叉滾子軸承，9、油封裝置，10、諧波鋼輪，11、密封圈，12、柔性軸承，13、一體化凸輪轉(zhuǎn)子，15、第一連接軸承，16、后端蓋。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

實(shí)施例1

如圖所示，本實(shí)施例的內(nèi)置電動機(jī)的扁平一體化諧波減速機(jī)裝置包括前端蓋、與前端蓋相連的后端蓋、電機(jī)定子、定子線圈、永久磁鋼、一體化凸輪轉(zhuǎn)子、第一連接軸承、與后端蓋相連的諧波鋼輪、柔性軸承、與前端蓋相配合的一體化柔輪、交叉滾子軸承。其中，前端蓋包括環(huán)形蓋體、與環(huán)形蓋體相連的空心連接軸，環(huán)形蓋體與空心連接軸采用一體成型，前端蓋與后端蓋構(gòu)成減速機(jī)主支撐體。前端蓋采用中空的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行線路排布時，電纜可以在從裝置的中心穿過。

其中，電機(jī)定子設(shè)置在空心連接軸上，定子線圈設(shè)置在電機(jī)定子上，永久磁鋼設(shè)置在電機(jī)定子上，一體化凸輪轉(zhuǎn)子與電機(jī)定子相配合且一體化凸輪轉(zhuǎn)子能相對電機(jī)定子轉(zhuǎn)動。該結(jié)構(gòu)中，一體化凸輪轉(zhuǎn)子作為了電機(jī)結(jié)構(gòu)的電機(jī)轉(zhuǎn)子。

同時，一體化凸輪轉(zhuǎn)子包括設(shè)置在電機(jī)定子外側(cè)的第一連接段、連接件、第二連接段。第一連接段、第二連接段分別呈圓管狀且第一連接段的外徑大于第二連接段的外徑，第一連接段、連接件、第二連接段依次相連為一體，第二連接段通過第一連接軸承與前端蓋相連。采用該結(jié)構(gòu)，電機(jī)定子與一體化凸輪轉(zhuǎn)子相配合，同時，第二連接段與諧波鋼輪相配合，其能作為諧波減速機(jī)的凸輪。采用該結(jié)構(gòu)，能夠在縮短裝置整體軸向長度的前提下，提高產(chǎn)品的軸向適應(yīng)性。同時，采用錯位設(shè)計(jì)，有利于減小設(shè)備沿徑向的體積，進(jìn)而減小裝置的整體體積。

另外，諧波鋼輪通過柔性軸承與一體化凸輪轉(zhuǎn)子相連，一體化柔輪通過交叉滾子軸承與諧波鋼輪相連，交叉滾子軸承與諧波鋼輪之間、前端蓋與后端蓋之間分別設(shè)置有油封裝置。采用該結(jié)構(gòu)，一體化柔輪、諧波鋼輪、柔性軸承、一體化凸輪轉(zhuǎn)子相互配合，形成諧波減速機(jī)構(gòu)。

本實(shí)施例中，第一連接軸承為深溝球軸承；后端蓋與諧波鋼輪之間還設(shè)置有密封圈，作為優(yōu)選，密封圈呈O型。

進(jìn)一步，前端蓋上設(shè)置有用于與負(fù)載相連的安裝孔。本實(shí)施例中，安裝孔能夠外接負(fù)荷。

還包括轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)設(shè)置在前端蓋上且轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)位于環(huán)形蓋體與第一連接段之間，通過轉(zhuǎn)子位置檢測機(jī)構(gòu)能對一體化凸輪轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行檢測。

為了提高裝置的散熱效果，本實(shí)施例的裝置還在前端蓋、后端蓋上分別設(shè)置有用于冷卻的冷卻通道。在冷卻通道中設(shè)置冷卻液，通過冷卻液能有效帶走裝置工作時產(chǎn)生的熱量，保證裝置的正常運(yùn)行，延長其使用壽命。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。