本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種用于并聯(lián)機(jī)器人的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)及其并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，具有直接驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人主動(dòng)臂在一定角度內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

背景技術(shù)：

并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，需要中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其主動(dòng)臂在一定角度內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)技術(shù)通過減速機(jī)來實(shí)現(xiàn)低速大扭矩運(yùn)動(dòng)，這些解決方案不僅需要很多價(jià)值昂貴的機(jī)械傳動(dòng)裝置，而且控制方式復(fù)雜。此外，主動(dòng)臂通過中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸一端，運(yùn)行時(shí)會(huì)有較大的偏心力，電機(jī)軸承磨損嚴(yán)重，并且無法充分利用機(jī)器人主動(dòng)臂兩側(cè)的空間，導(dǎo)致機(jī)器人體積較大。

中國專利201520915234.9公開的“一種直線型并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)”，包括運(yùn)動(dòng)臺(tái)、定平臺(tái)、固定支點(diǎn)、直線電機(jī)、直線導(dǎo)軌、直線滑塊等。采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)空間的多自由度運(yùn)動(dòng)，但是所述的驅(qū)動(dòng)裝置的缺點(diǎn)在于直線電機(jī)拖動(dòng)主動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)時(shí)需要一定的直線行程，使其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積較大，并且動(dòng)子倒掛時(shí)，使其固定裝置復(fù)雜，導(dǎo)致成本增加。

中國專利201520902073.X公開的“Delta并聯(lián)機(jī)器人”，包括固定平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、連接所述固定平臺(tái)與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置。但是所述裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)通過減速機(jī)實(shí)現(xiàn)低速大扭矩運(yùn)動(dòng)，并且主動(dòng)臂位于減速機(jī)的一端，缺點(diǎn)在于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，驅(qū)動(dòng)裝置復(fù)雜，費(fèi)用高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種用于并聯(lián)機(jī)器人的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)及其并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，其目的在于克服現(xiàn)有并聯(lián)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置存在的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)體積大、存在偏心力、并且驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜的缺陷，該并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)占用空間小，無減速裝置，控制精度高，實(shí)現(xiàn)低速大扭矩，成本低。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)按照以下方式實(shí)現(xiàn)：

一種雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的定子、剎車組件和軸承結(jié)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)子包括運(yùn)動(dòng)軸和設(shè)置在運(yùn)動(dòng)軸兩端的永磁鐵，所述運(yùn)動(dòng)軸的中部設(shè)置有輸出軸，所述輸出軸位于永磁鐵之間；所述定子設(shè)置于運(yùn)動(dòng)軸的兩端，所述定子包括定子鐵芯和定子繞組，所述定子鐵芯套設(shè)于轉(zhuǎn)子的周部，所述定子繞組設(shè)置于定子鐵芯的槽中，所述定子與永磁鐵相對(duì)并與永磁鐵有氣隙相隔。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述剎車組件設(shè)置于運(yùn)動(dòng)軸的一端，所述剎車組件包括剎車動(dòng)盤和套設(shè)在運(yùn)動(dòng)軸上的圓盤結(jié)構(gòu)的剎車定盤，所述剎車動(dòng)盤由運(yùn)動(dòng)軸的軸肩形成。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)還包括一個(gè)速度位置檢測裝置，所述速度位置檢測裝置設(shè)置在運(yùn)動(dòng)軸的另一端上。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述軸承結(jié)構(gòu)包括套設(shè)在運(yùn)動(dòng)軸兩端的軸承，其中一個(gè)軸承位于剎車組件的外側(cè)，另一個(gè)軸承位于速度位置檢測裝置和該側(cè)的永磁體之間。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)還包括安裝座和中空的在周部開設(shè)有輸出軸活動(dòng)空槽的外殼，所述運(yùn)動(dòng)軸通過固定軸承活動(dòng)架設(shè)在外殼中；所述外殼與安裝座一體結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型并提供了一種應(yīng)用上述所述雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)的并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，所述并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)包括固定平臺(tái)、從動(dòng)臂、關(guān)節(jié)軸承、中軸管、動(dòng)平臺(tái)；所述動(dòng)平臺(tái)通過關(guān)節(jié)軸承與中軸管活動(dòng)連接，所述中軸管通過關(guān)節(jié)軸承與固定平臺(tái)的中部活動(dòng)連接；所述固定平臺(tái)的周部固定連接有三個(gè)雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)，所述動(dòng)平臺(tái)的周部鉸接有三個(gè)從動(dòng)臂，所述從動(dòng)臂的另一端與輸出軸鉸接。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，三個(gè)所述雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)呈120度周向分布。

所述的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)在并聯(lián)機(jī)器人的固定平臺(tái)上呈120度周向分布，三組雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)組成并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，直接驅(qū)動(dòng)輸出軸做一定角度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)的多自由度運(yùn)動(dòng)。

所述的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)共用一個(gè)圓柱形運(yùn)動(dòng)軸，在圓柱形運(yùn)動(dòng)軸和所述的兩組定子的耦合部分放置有以“N”極和“S”極交替排列的永磁體。

所述的運(yùn)動(dòng)軸圓周方向上放置的兩組永磁體極數(shù)、對(duì)應(yīng)位置的極性、永磁體的材料屬性和結(jié)構(gòu)尺寸等完全相同，永磁體的軸向長度和定子鐵芯的軸向長度一致。所述的兩組定子繞組中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與圓柱形運(yùn)動(dòng)軸上的永磁磁極相互作用產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)方向相同的同步轉(zhuǎn)速。

在圓柱形運(yùn)動(dòng)軸中間無永磁體的位置，開有孔洞，在孔洞中安裝有輸出軸，所述的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)輸出軸做一定角度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，無減速機(jī)等中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

所述的速度位置檢測裝置和剎車組件分別安裝在圓柱形運(yùn)動(dòng)軸的兩端。速度位置檢測裝置可以有效檢測雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)的圓柱形運(yùn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和位置，剎車組件實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置斷電情況下保證圓柱形運(yùn)動(dòng)軸和主動(dòng)臂位置固定。

所述的圓柱形運(yùn)動(dòng)軸通過軸承與基座相連，保證圓柱形運(yùn)動(dòng)軸在做一定角度往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)與兩組定子間的工作間隙。

本實(shí)用新型的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)及其并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)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(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)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(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)三維示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)的雙定子結(jié)構(gòu)三維示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)的動(dòng)子結(jié)構(gòu)三維示意圖。

附圖標(biāo)記：1—固定平臺(tái)；2—雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)；3—輸出軸；4—從動(dòng)臂；5—中軸管；6—關(guān)節(jié)軸承；7—?jiǎng)悠脚_(tái)；8—速度位置檢測裝置；9a、9b—固定軸承；10a、10b—定子鐵芯；11a、11b—定子繞組；12—運(yùn)動(dòng)軸；13—?jiǎng)x車組件；14a、14b—永磁體。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)2，包括轉(zhuǎn)子、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的定子、剎車組件和軸承結(jié)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)子包括運(yùn)動(dòng)軸12和設(shè)置在運(yùn)動(dòng)軸12兩端的永磁鐵14a、14b，所述運(yùn)動(dòng)軸12的中部設(shè)置有輸出軸3，所述輸出軸3位于永磁鐵14a、14b之間；所述定子設(shè)置于運(yùn)動(dòng)軸12的兩端，所述定子包括定子鐵芯10a、10b和定子繞組11a、11b，所述定子鐵芯10a、10b套設(shè)于轉(zhuǎn)子的周部，所述定子繞組11a、11b設(shè)置于定子鐵芯10a、10b的槽中，所述定子與永磁鐵14a、14b相對(duì)并與永磁鐵14a、14b有氣隙相隔。

所述剎車組件13設(shè)置于運(yùn)動(dòng)軸12的一端，所述剎車組件13包括剎車動(dòng)盤和套設(shè)在運(yùn)動(dòng)軸上的圓盤結(jié)構(gòu)的剎車定盤，所述剎車動(dòng)盤由運(yùn)動(dòng)軸的軸肩形成。

所述雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)2還包括一個(gè)速度位置檢測裝置8，所述速度位置檢測裝置8設(shè)置在運(yùn)動(dòng)軸12的另一端上。

所述軸承結(jié)構(gòu)包括套設(shè)在運(yùn)動(dòng)軸兩端的軸承9a、9b，其中一個(gè)軸承9b位于剎車組件的外側(cè)，另一個(gè)軸承9a位于速度位置檢測裝置8和該側(cè)的永磁體14a之間。

所述雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)2還包括安裝座和中空的在周部開設(shè)有輸出軸活動(dòng)空槽的外殼，所述運(yùn)動(dòng)軸12通過固定軸承9a、9b活動(dòng)架設(shè)在外殼中；所述外殼與安裝座一體結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型并提供了一種應(yīng)用上述雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)的并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，所述并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)包括固定平臺(tái)1、從動(dòng)臂4、關(guān)節(jié)軸承6、中軸管5、動(dòng)平臺(tái)7；所述動(dòng)平臺(tái)7通過關(guān)節(jié)軸承6與中軸管5活動(dòng)連接，所述中軸管5通過關(guān)節(jié)軸承6與固定平臺(tái)1的中部活動(dòng)連接；所述固定平臺(tái)1的周部固定連接有三個(gè)雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)2，所述動(dòng)平臺(tái)7的周部鉸接有三個(gè)從動(dòng)臂4，所述從動(dòng)臂4的另一端與輸出軸3鉸接。

三個(gè)所述雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)2呈120度周向分布。

所述的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)在并聯(lián)機(jī)器人的固定平臺(tái)上呈120度周向分布，三組雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)組成并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，直接驅(qū)動(dòng)輸出軸做一定角度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)的多自由度運(yùn)動(dòng)。

所述的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)共用一個(gè)圓柱形運(yùn)動(dòng)軸，在圓柱形運(yùn)動(dòng)軸和所述的兩組定子的耦合部分放置有以“N”極和“S”極交替排列的永磁體。

所述的運(yùn)動(dòng)軸圓周方向上放置的兩組永磁體極數(shù)、對(duì)應(yīng)位置的極性、永磁體的材料屬性和結(jié)構(gòu)尺寸等完全相同，永磁體的軸向長度和定子鐵芯的軸向長度一致。所述的兩組定子繞組中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與圓柱形運(yùn)動(dòng)軸上的永磁磁極相互作用產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)方向相同的同步轉(zhuǎn)速。

在圓柱形運(yùn)動(dòng)軸中間無永磁體的位置，開有孔洞，在孔洞中安裝有輸出軸，所述的雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)輸出軸做一定角度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，無減速機(jī)等中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

所述的速度位置檢測裝置和剎車組件分別安裝在圓柱形運(yùn)動(dòng)軸的兩端。速度位置檢測裝置可以有效檢測雙定子直驅(qū)永磁電機(jī)的圓柱形運(yùn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和位置，剎車組件實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置斷電情況下保證圓柱形運(yùn)動(dòng)軸和主動(dòng)臂位置固定。

所述的圓柱形運(yùn)動(dòng)軸通過軸承與基座相連，保證圓柱形運(yùn)動(dòng)軸在做一定角度往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)與兩組定子間的工作間隙。