CN115990872A - 胸部执行器及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种胸部执行器及机器人，其中，胸部执行器，包括：电机安装座，电机安装座沿轴向方向设有多个驱动电机；与驱动电机的数量相对应的多个输出法兰轴，多个输出法兰轴依次可转动套接，多个输出法兰轴的一端沿电机安装座的轴向方向穿入电机安装座内，并分别与多个驱动电机驱动连接，输出法兰轴的另一端具有用于对外连接的法兰部。本发明实施例提供的技术方案，每个输出法兰轴均可独立控制进行输出扭矩，相互之间不会发生干涉，且多个输出法兰轴相互套接，合理利用空间，使得执行器的结构更加紧凑，避免占用较大空间，配合连杆机构即可实现对手臂等多关节部分的控制。

Description

胸部执行器及机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种胸部执行器及机器人。

背景技术

在智能机器人领域，通常使用执行器为机器人的各关节提供动力，以使各关节可做相应的动作。然而，目前所使用的大多数执行器都是单输出端模式，功能较单一，仅可用于驱动单个关节的动作，难以实现对具有多个活动关节的手臂等部件的驱动。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例，以便提供一种解决上述问题的胸部执行器及机器人。

在本发明的一个实施例中，提供了一种胸部执行器，包括：

电机安装座，所述电机安装座沿轴向方向设有多个驱动电机；

与所述驱动电机的数量相对应的多个输出法兰轴，多个所述输出法兰轴依次可转动套接，多个所述输出法兰轴的一端沿所述电机安装座的轴向方向穿入所述电机安装座内，并分别与多个所述驱动电机驱动连接，所述输出法兰轴的另一端具有用于对外连接的法兰部。

在一些实施例中，所述电机安装座包括轴向连接固定的若干电机安装主体，多个所述驱动电机分别两两安装于若干所述电机安装主体中；

沿径向方向，相对位置越靠近内侧的所述输出法兰轴，与越远离所述法兰部的所述电机安装主体内的驱动电机连接。

在一些实施例中，所述电机安装座的朝向所述法兰部一端上固定设有电机盖板，所述电机盖板环设于多个所述输出法兰轴的外周；

所述电机盖板上可转动设有轴承压环，所述轴承压环环设于多个所述输出法兰轴的外周。

在一些实施例中，所述输出法兰轴包括管状主体及分别连接在所述管状主体轴向两端的输出端及连接端；

所述输出法兰轴通过所述连接端与所述驱动电机驱动连接；

所述输出端相对所述管状主体径向扩张形成所述法兰部，多个所述法兰部沿轴向依次排列。

在一些实施例中，相邻的两个所述输出法兰轴之间均设有第一轴承。

在一些实施例中，多个所述输出法兰轴中，至少一个所述输出法兰轴上可转动套接有手臂连杆连接件；

所述手臂连杆连接件的轴向方向设有第二轴承，所述手臂连杆连接件通过所述第二轴承与相邻的所述法兰部连接。

在一些实施例中，所述管状主体上设有第一镂空结构。

在一些实施例中，所述电机安装主体包括筒状主体及设置在所述筒状主体内且与所述筒状主体同轴的环形隔板；

沿所述环形隔板的轴向方向的两侧，所述筒状主体与所述环形隔板形成安装槽，所述安装槽内设有所述驱动电机，所述输出法兰轴转动安装于所述环形隔板的中间。

在一些实施例中，所述筒状主体及所述环形隔板上设有多个第二镂空结构。

在一些实施例中，沿径向方向，相对位置位于外侧的两所述输出法兰轴上设有第三轴承，相对位置位于外侧的两所述输出法兰轴通过所述第三轴承与对应的所述电机安装主体的所述环形隔板可转动连接。

在一些实施例中，所述驱动电机为环形结构，包括电机定子及相对所述电机定子转动的电机转子；

所述电机转子上固定有转子连接件，所述电机转子通过所述转子连接件与所述输出法兰轴连接。

在一些实施例中，所述转子连接件为环状结构，所述转子连接件的外环上设有多个第一连接耳；

所述转子连接件通过所述第一连接耳与所述电机转子连接；

所述转子连接件的内环套于所述输出法兰轴并与所述输出法兰轴固定连接。

在一些实施例中，所述转子连接件上设有第三镂空结构。

在一些实施例中，所述转子连接件与所述环形隔板之间设有第四轴承。

相应地，本发明实施例还提供了一种机器人，所述机器人包括上述中所述的胸部执行器。

本发明实施例提供的技术方案，多个输出法兰轴中的每个输出法兰轴均可独立控制进行输出扭矩，相互之间不会发生干涉，且多个输出法兰轴相互套接，合理利用空间，使得执行器的结构更加紧凑，避免占用较大空间，配合连杆机构即可实现对手臂等多关节部分的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的胸部执行器的爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例提供的胸部执行器的平面结构示意图；

图3为沿图2中A-A面的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的多个输出法兰轴装配后的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电机安装主体的结构示意图。

附图标记说明

20：电机安装座；21：第一输出法兰轴；22：第二输出法兰轴；23：手臂连杆连接件；24：第一轴承垫圈；25：第二轴承垫圈；26：第三输出法兰轴；27：第四输出法兰轴；28：第一规格轴承；29：第二规格轴承；210：轴承压环；211：电机盖板；212：第一电机安装主体；2121：筒状主体；2122：环形隔板；2123：第二镂空结构；213：安装主体定位环；214：电机定子；215：电机转子；216：第一电机转子连接件；217：第二电机转子连接件；218：第三电机转子连接件；219：第二电机安装主体；220：第三规格轴承；221：第四规格轴承；222：交叉滚子轴承。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于包括但不限于地包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

此外，在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”、“固定”、“安装”等应做广义理解，例如可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的胸部执行器的爆炸结构示意图，图2为本发明实施例提供的胸部执行器的平面结构示意图，图3为沿图2中A-A面的剖面结构示意图，如图1至图3所示。

在本发明的一个实施例中，提供了一种胸部执行器，包括：电机安装座20、多个驱动电机及与驱动电机的数量相对应的多个输出法兰轴。其中，电机安装座20沿轴向方向设有多个驱动电机。多个输出法兰轴依次可转动套接，多个输出法兰轴的一端沿电机安装座20的轴向方向穿入电机安装座20内，并分别与多个驱动电机驱动连接，输出法兰轴的另一端具有用于对外连接的法兰部。

胸部执行器在使用时，多个驱动电机可分别独立驱动与其连接的一个输出法兰轴进行扭矩输出，输出法兰轴通过法兰部向外输出扭矩，即多个输送法兰轴均可独立进行扭矩输出，通过控制各个驱动电机的运转速度和方向从而改变各个输出法兰轴的转动速度和方向，使用更加灵活，配合连杆机构即可实现对手臂等多关节部分的控制。

本发明实施例提供的技术方案，多个输出法兰轴中的每个输出法兰轴均可独立控制进行输出扭矩，相互之间不会发生干涉，且多个输出法兰轴相互套接，合理利用空间，使得执行器的结构更加紧凑，避免占用较大空间。本发明实施例提供的胸部执行器可适用于各种仿真机器人。

继续参见图1至图3，在本发明的一些可实现的实施例中，电机安装座20的实现方式包括多种，一种可实现方式是，电机安装座20的为一体成型结构。另一种方式是，电机安装座20为分体结构，电机安装座20为通过多个部件组合而成，在一些实施例中，电机安装座20的一种可实现方式是，电机安装座20包括轴向连接固定的若干电机安装主体，多个驱动电机分别两两安装于若干电机安装主体中。沿径向方向，相对位置越靠近内侧的输出法兰轴，与越远离法兰部的电机安装主体内的驱动电机连接。其中，若干电机安装主体沿轴向方向依次连接，每个电机安装主体的轴向方向的两侧分别设有驱动电机。多个输出法兰轴依次可转动套接，多个输出法兰轴的一端沿电机安装主体的轴向方向穿入电机安装主体内，每个输出法兰轴分别与一个驱动电机驱动连接。

参见图1至图4，以驱动电机为四个为例，相应地，输出法兰轴也为四个，以图1至图4的方位为例，从左向右方向，多个输出法兰轴分别为第一输出法兰轴21、第二输出法兰轴22、第三输出法兰轴26及第四输出法兰轴27，第一输出法兰轴21的一端具有第一法兰部21a、第二输出法兰轴22的一端具有第二法兰部22a、第三输出法兰轴26的一端具有第三法兰部26a及第四输出法兰轴27的一端具有第四法兰部27a。多个驱动电机分别为第四电机、第三电机、第二电机及第一电机。电机安装主体为两个，分别为第一电机安装主体212及第二电机安装主体219，第一电机安装主体212的轴向两侧分别设有第三电机及第四电机，第二电机安装主体219的轴向两侧分别设有第一电机及第二电机，第一电机安装主体212背向第二电机安装主体219的一端即为头端，第二电机安装主体219背向第一电机安装主体212的一端即为尾端。

其中，参见图4，沿径向方向，第一输出法兰轴21套接在第二输出法兰轴22内，第二输出法兰轴22套接在第三输出法兰轴26内，第三输出法兰轴26套接在第四输出法兰轴27内，为便于各输出法兰轴与各自对应的驱动电机进行连接，从第一输出法兰轴21至第四输出法兰轴27，各输出法兰轴的长度逐渐变短，以实现第三输出法兰轴26的右端伸出第四输出法兰轴27，第二输出法兰轴22的右端伸出第输出三法兰轴26，第一输出法兰轴21的右端伸出第二输出法兰轴22，从而实现第一输出法兰轴21与第一电机连接，第二输出法兰轴22与第二电机连接，第三输出法兰轴26与第三电机连接，第四输出法兰轴27与第四电机连接。基于上述设置方式，使得各输出法兰轴可独立被驱动，且在各自独立的转动空间中转动，从而互不干涉。

进一步地，为便于各个输出法兰轴与外部部件连接以输出扭矩，从第一输出法兰轴21至第四输出法兰轴27，各输出法兰轴的左端亦依次伸出其相对外侧的输出法兰轴，以实现第三输出法兰轴26的左端伸出第四输出法兰轴27，第二输出法兰轴22的左端伸出第三输出法兰轴26，第一输出法兰轴21的左端伸出第二输出法兰轴22，各输出法兰轴通过伸出的部分设置法兰部。

胸部执行器应用在机器人上时，通常电机安装座20远离法兰部的一端设置在机器人的胸腔内，朝向法兰部的一端通常设置在胸腔外部，为对电机安装座20露在外部的部分进行遮挡，从而对电机安装座20内的驱动电机起到保护作用，在本发明的一些可实现的实施例中，电机安装座20的朝向法兰部一端上固定设有电机盖板211，电机盖板211连接在电机安装座20上后，可对电机安装座20露在外部的部分进行遮挡，避免设在电机安装座20内的驱动电机直接暴露在外部，避免其他部件对驱动电机造成影响，同时也避免驱动电机在转动时带来的安全隐患，从而提高安全性。

进一步地，为避免电机盖板211影响输出法兰的转动动作，电机盖板211环设于多个输出法兰轴的外周。为便于与机器人手臂的连杆连接，电机盖板211上可转动设有轴承压环210，轴承压环210用于与机器人手臂的连杆进行连接，为机器人手臂的连杆提供支撑之外，还可随着连杆转动，使得手臂多关节部分的控制，从而使得机器人手臂做相应动作时更加灵活。为避免轴承压环210与输出法兰轴之间相互干扰，轴承压环210环设于多个输出法兰轴的外周。

为使得轴承压环210相对电机盖板211的转动更加顺畅，减少相互摩擦，电机盖板211上设有轴承件，电机盖板211通过该轴承件与轴承压环210可转动连接，轴承件包括但不限于为交叉滚子轴承222。一种装配方式是，先将交叉滚子轴承222的外圈安装到轴承压环210中，再将交叉滚子轴承222与轴承压环210作为组件安装到电机盖板211上并且用螺钉将三者连接，交叉滚子轴承222的内环套接在电机盖板211的中心孔外周的凸壁上，之后再将电机盖板211固定在第一电机安装主体212上。通过轴承压环210可增大与交叉滚子轴承222的接触面积，增加轴承压环210与电机盖板211之间的夹持的作用力，从而使得交叉滚子轴承222的连接更加稳定，从而使得轴承压环210相对于电机盖板211的转动更加顺畅。

为进一步地确保安装位置准确，在本发明的一些可实现的实施例中，电机盖板211与电机安装主体之间，及相邻的两个电机安装主体之间还设有安装主体定位环213。将电机盖板211安装在第一电机安装主体212之前，可将一个安装主体定位环213安装到第一电机安装主体212上相应位置，从而对电机盖板211的安装位置进行定位，从而确保电机盖板211经安装主体定位环213安装到第一电机安装主体212的位置准确。电机盖板211可通过螺钉等紧固件与第一电机安装主体212进行固定连接。将第一电机安装主体212与第二电机安装主体219装配之前，将另一个安装主体定位环213安装到第二电机安装主体219上相应位置，然后再将第一电机安装主体212与第二电机安装主体219通过螺钉进行固定，以确保第一电机安装主体212与第二电机安装主体219之间的安装位置准确。

参见图1至图4，在本发明的一些可实现的实施例中，输出法兰轴的一种实现方式是，输出法兰轴包括管状主体及分别连接在管状主体轴向两端的输出端及连接端。输出法兰轴通过连接端与驱动电机驱动连接。输出端相对管状主体径向扩张形成法兰部，多个法兰部沿轴向依次排列。例如，输出法兰轴包括第一输出法兰轴21、第二输出法兰轴22、第三输出法兰轴26及第四输出法兰轴27，第一输出法兰轴21的输出端具有第一法兰部21a、第二输出法兰轴22的输出端具有第二法兰部22a、第三输出法兰轴26的输出端具有第三法兰部26a及第四输出法兰轴27的输出端具有第四法兰部27a。第一法兰部21a、第二法兰部22a、第三法兰部26a及第四法兰部27a沿轴向依次排列。为实现各输出法兰轴之间的限位，各输出法兰轴的法兰部的直径均大于各自管状主体的直径，且各法兰部的直径相同，当然根据不同的需求，各法兰部的直径也可不同。依次套接的过程中，位于外侧的输出法兰轴通过其上的法兰部对位于内侧的输出法兰轴上的法兰部进行限位，以限定位于内侧的输出法兰轴套入的距离。

例如，参见图1及图4，第三输出法兰轴26套入第四输出法兰轴27时，第三输出法兰轴26从左往右移动，直到第三输出法兰轴26的第三法兰部26a与第四输出法兰轴27的第三法兰部27a抵接，第三输出法兰轴26停止移动，此时，第三输出法兰轴26移动到位，可与其对应的驱动电机进行连接。以此类推，第二输出法兰轴22从左往右移动，直到第二输出法兰轴22的第二法兰部22a与第三输出法兰轴26的第三法兰部26a抵接，第一输出法兰轴21从左往右移动，直到第一输出法兰轴21的第一法兰部21a与第二输出法兰轴22的第二法兰部22a抵接。

继续参见图1及图4，各输出法兰轴的连接端的实现方式可相同，也可不同。例如，第一输出法兰轴21的连接端的一种实现方式是，第一输出法兰轴21的连接端上设有位于其轴向端面上的螺孔，通过螺孔配合螺钉实现第一输出法兰轴21与第一电机之间的驱动连接。第一输出法兰轴21至第四输出法兰轴27上的连接端均可通过此种方式实现。

当然，第二输出法兰轴22至第四输出法兰轴27上的连接端的实现方式也可与上述方式不同，例如，第二输出法兰轴22的连接端的一种实现方式是，第二输出法兰轴22的连接端上具有环设于周向外壁上的连接外齿2201，连接外齿2201上设有用于连接螺钉的螺孔。第三输出法兰轴26的连接端上具有环设于周向内壁上的连接内齿2601，连接内齿2601上设有用于连接螺钉的螺孔，其中，连接外齿2201与连接内齿2601相互匹配，连接外齿2201可应该连接内齿2601的齿间隙穿出第三输出法兰轴26。第四输出法兰轴27的连接端上固定设有转子连接件2701，第四输出法兰轴27通过转子连接件2701与驱动电机连接。

进一步地，为避免各输出法兰轴之间在转动时造成摩擦，在本发明的一些可实现的实施例中，相邻的两个输出法兰轴之间均设有第一轴承。通过第一轴承可使得相邻的两个输出法兰轴之间可相互转动的同时，避免两者上的法兰部发生摩擦，且可确保转动的顺畅性。第一轴承包括但不限于为深沟球轴承。第一轴承的一种装配方式是，位于外侧的输出法兰轴的输出端上设有装配槽，如在法兰部上设置装配槽，第一轴承通过外圈装配在装配槽内，第一轴承通过内圈固定套接在相对位置在内侧的另一输出法兰轴上。

根据设置的位置不同，第一轴承可为多个，多个第一轴承的规格也不相同。例如，设置在第一输出法兰轴21与第二输出法兰轴22之间的第一轴承，其设置在第二输出法兰轴22的输出端上的装配槽内，且套接在第一输出法兰轴21外周，第一输出法兰轴21的直径相对其他输出法兰轴的直径较小，因此，套接在第一输出法兰轴21上的第一轴承可选为第一规格轴承28，第一规格轴承28的规格包括但不限于为轴承40-50-6，当然也可根据不同需求选用其他规格的轴承。

相应地，设置在第二输出法兰轴22与第三输出法兰轴26之间的第一轴承，其套接在第二输出法兰轴22上，可选为第二规格轴承29，第二规格轴承29的规格包括但不限于为轴承45-55-6，当然也可根据不同需求选用其他规格的轴承，如也可选用第一规格轴承28。设置在第三输出法兰轴26与第四输出法兰轴27之间的第一轴承，其套接在第三输出法兰轴26上，可选为第三规格轴承220，第三规格轴承220的规格包括但不限于为轴承45-58-7，当然也可根据不同需求选用其他规格的轴承，如也可选用第二规格轴承29。

进一步地，为方便输出法兰轴与外部部件连接，如与机器人的手臂进行连接，一种可实现的方式是，多个输出法兰轴中，至少一个输出法兰轴上可转动套接有手臂连杆连接件23。输出法兰轴可与机器人的手臂通过手臂连杆等部件进行驱动连接，以驱动机器人的手臂进行相应的动作，为确保手臂执行动作的稳定性，手臂连杆可一端连接手臂，另一端通过手臂连杆连接件23与输出法兰轴转动连接，通过输出法兰轴为手臂连杆提供可转动支点，确保手臂执行相应动作时的稳定性。

为避免手臂连杆连接件23与输出法兰轴之间的产生摩擦，手臂连杆连接件23的轴向方向设有第二轴承，手臂连杆连接件23通过第二轴承与相邻的法兰部连接。第二轴承包括但不限于为深沟球轴承，第二轴承的一种装配方式是，手臂连杆连接件23的轴向方向的两端上分别设有连接槽，第二轴承通过外圈装配在连接槽内，第二轴承通过内圈固定套接在相应的输出法兰轴上。例如，手臂连杆连接件23套接在第一输出法兰轴21上，那么第二轴承通过内圈固定套接在第一输出法兰轴21上，如手臂连杆连接件23套接在第二输出法兰轴22上，那么第二轴承通过内圈固定套接在第二输出法兰轴22上，以此类推，等等。

根据设置的位置不同，第二轴承的规格也不相同。例如，第二轴承通过内圈固定套接在第一输出法兰轴21上，那么由于第一输出法兰轴21的直径相对其他输出法兰轴的直径较小，因此，套接在第一输出法兰轴21上的第二轴承可选为第一规格轴承28，当然也可根据不同需求选用其他规格的轴承。再例如，第二轴承通过内圈固定套接在第二输出法兰轴22上，套接在第二输出法兰轴22上的第二轴承可选为第二规格轴承29，当然也可根据不同需求选用其他规格的轴承。以此类推。

为避免第二轴承与第一轴承之间相互影响，第二轴承与第一轴承之间设置有轴承垫圈，第二轴承与连接槽之间也可设置有轴承垫圈，例如，设置在第二轴承与安装槽之间的第一轴承垫圈24，设置在第二轴承与第一轴承之间的第二轴承垫圈25。轴承垫圈的规格与第二轴承的规格适配。

为进一步减轻胸部执行器的重量，在本发明的一些可实现的实施例中，管状主体上设有第一镂空结构，第一镂空结构的一种可实现方式是，第一镂空结构包括多个轴向延伸周向排布的长孔，长孔内外贯穿管状主体的侧壁。通过设置第一镂空结构，在确保输出法兰轴的刚度和强度的基础上，可有效减轻输出法兰轴的重量，从而降低胸部执行器的整体重量。同时，通过第一镂空结构还可让空气经输出法兰轴的内部进入电机安装主体内，从而带走驱动电机所产生的热量，从而起到散热的作用。

参见图1及图5，在本发明的一些可实现的实施例中，电机安装主体的一种可实现方式是，电机安装主体包括筒状主体2121及设置在筒状主体2121内且与筒状主体2121同轴的环形隔板2122。沿环形隔板2122的轴向方向的两侧，筒状主体2121与环形隔板2122形成安装槽，安装槽内设有驱动电机，输出法兰轴转动安装于环形隔板2122的中间。筒状主体2121形成电机安装主体的主框架，为环形隔板2122及驱动电机提供支撑及安装的基础，同时配合环形隔板2122形成安装槽以装配驱动电机，使得驱动电机的连接更加稳定。环形隔板2122的内环可便于输出法兰轴穿过。

进一步地，在本发明的一些可实现的实施例中，筒状主体2121及环形隔板2122上设有多个第二镂空结构2123。通过设置第二镂空结构2123，在确保电机安装主体的刚度和强度的基础上，可有效减轻电机安装主体的重量，从而降低胸部执行器的整体重量。同时，通过第二镂空结构2123还可让空气进入电机安装主体内，驱动电机运行产生的热量也可经过第二镂空结构2123从电机安装主体内散出，从而带走驱动电机所产生的热量，从而起到散热的作用。

为减少输出法兰轴与环形隔板2122之间的摩擦，在本发明的一些可实现的实施例中，沿径向方向，相对位置位于外侧的两输出法兰轴上设有第三轴承，相对位置位于外侧的两输出法兰轴通过第三轴承与对应的电机安装主体的环形隔板2122可转动连接。例如，沿径向方向，相对位置位于外侧的输出法兰轴为第四输出法兰轴27，第四输出法兰轴27的连接端与驱动电机驱动连接后，为确保第四输出法兰轴27的稳定性，第四输出法兰轴27的连接端上还设有延长段，延伸段伸出至第一电机安装主体212上的环形隔板2122处，延长段通过第三轴承与环形隔板2122可转动连接。

第三轴承包括但不限于为深沟球轴承，第三轴承的一种装配方式是，第一电机安装主体212的环形隔板的朝向输出法兰轴的一面设有转接槽，第三轴承通过外圈装配在转接槽内，第三轴承通过内圈固定套接在第四输出法兰轴27上。根据不同的设置需求，第三轴承可选为第二规格轴承29，或者第三规格轴承220，当然也可根据不同需求选用其他规格的轴承。

进一步地，在本发明的一些可实现的实施例中，驱动电机的一种可实现方式是，驱动电机为环形结构，包括电机定子214及相对电机定子214转的电机转子215。电机定子214与电机转子215均为环形结构，可便于不与其连接的输出法兰轴的穿过，可确保自身可执行驱动动作的同时，也不会妨碍其他输出法兰轴的连接及转动。为了使得电机转子215与输出法兰轴之间的连接更加稳定，电机转子215上固定有转子连接件，电机转子215通过转子连接件与输出法兰轴连接。

具体地，在本发明的一些可实现的实施例中，第一电机上的电机转子215上连接有第一转子连接件216，第一输出法兰轴21通过第一转子连接件216与第一电机上的电机转子215连接。第二电机上的电机转子215上连接有第二转子连接件217，第二输出法兰轴22通过第二转子连接件217与第二电机上的电机转子215连接。第三电机上的电机转子215上连接有第三转子连接件218，第三输出法兰轴26通过第三转子连接件218与第三电机上的电机转子215连接。第四输出法兰轴27通过第四转子连接件与第四电机上的电机转子215连接，其中，第四转子连接件即为转子连接件2701，根据不同需求，转子连接件2701可固定设置在第四输出法兰轴27上，也可固定设置在第四电机的电机转子215上。

需要说明的是，第四转子连接件的设置方式可为两种，一种方式是，第四输出法兰轴27与第四转子连接件(即转子连接件2701)为分体结构，第四转子连接件与第四电机上的电机转子215连接，之后再与第四输出法兰轴27连接。另一种方式是，第四转子连接件(即转子连接件2701)固定设置在第四输出法兰轴27上，第四转子连接件与第四输出法兰轴27为一体结构，第四输出法兰轴27通过第四转子连接件与第四电机上的电机转子215连接。

转子连接件可确保电子转子的扭矩能够平稳地输出的同时，还可起到增大电机转子215与输出法兰轴之间的连接面积，增加连接点数量的作用，从而有效提高连接牢固及稳定性，使得电机转子215能够平稳、顺畅地向输出法兰轴输出扭矩。

在本发明的一些可实现的实施例中，不同的输出法兰轴与转子连接件的连接方式可相同，也可不同。例如，第一输出法兰轴21、第二输出法兰轴22及第三输出法兰轴26，三者与其对应连接的转子连接件可为分体结构，第一输出法兰轴21、第二输出法兰轴22及第三输出法兰轴26伸入电机安装主体内后，分别通过其上的连接端与其对应的转子连接件通过螺钉固定连接。

而第四输出法兰轴27，基于其设置在多个输出法兰轴的最外侧，不需要进行“穿过”动作，因此，第四输出法兰轴27和与其对应连接的转子连接件之间除了可为分体结构之外，还可将转子连接件通过焊接等方式固定在第四输出法兰轴27上，使得第四输出法兰轴27和与其对应连接的转子连接件为一个整体结构，换言之，多个输出法兰轴中的位于最外侧的输出法兰轴上可自带转子连接件，以与对应的驱动电机上的电机转子215连接。

在本发明的一些可实现的实施例中，转子连接件的一种可实现方式是，转子连接件为环状结构，转子连接件的外环上设有多个第一连接耳。转子连接件通过第一连接耳与电机转子215连接。转子连接件的内环套于输出法兰轴并与输出法兰轴固定连接。环状结构的转子连接件可便于不与其连接的输出法兰轴穿过，可确保自身进行转动的同时，也不会妨碍其他输出法兰的连接及转动。多个第一连接耳可沿着转子连接件的外环周向均匀分布，从而增加转子连接件与电机转子215之间的连接点数量，使得转子连接件与电机转子215之间的连接更加牢固，从而更好、更稳定地传递扭矩。

进一步地，在本发明的一些可实现的实施例中，转子连接件上设有多个第三镂空结构。通过设置第三镂空结构，在确保转子连接件的刚度和强度的基础上，可有效减轻转子连接件的重量，从而降低胸部执行器的整体重量。同时，通过第三镂空结构还可让空气在电机安装主体内部流动，驱动电机运行产生的热量也可经过第三镂空结构散出，从而带走驱动电机所产生的热量，从而起到散热的作用。

为减少转子连接件与环形隔板之间的摩擦，在本发明的一些可实现的实施例中，转子连接件与环形隔板之间设有第四轴承。第四轴承包括但不限于为深沟球轴承，第四轴承的一种装配方式是，第一电机安装主体212的环形隔板的朝向转子连接件的一面设有定位槽，第四轴承通过外圈装配在定位槽内，第四轴承通过内圈固定套接在转子连接件上。根据不同的设置需求，第四轴承可选为第四规格轴承221，或者第三规格轴承220，当然也可根据不同需求选用其他规格的轴承。

下面通过一具体实施例对本发明实施例提供的胸部执行器如何装配进行介绍，需要说明的是，下述装配过程仅为一种示例性地装配过程，并不作为本发明实施例的不当限定。

参见图1至图3，一种用于仿真机器人的胸部执行器，其包括：第一输出法兰轴21、第二输出法兰轴22、手臂连杆连接件23、第一轴承垫圈24、第二轴承垫圈25、第三输出法兰轴26、第四输出法兰轴27、第一规格轴承28、第二规格轴承29、轴承压环210、电机盖板211、第一电机安装主体212、安装主体定位环213、电机定子214、电机转子215、第一电机转子连接件216、第二电机转子215连接件、第三电机转子215连接件、第二电机安装主体219、第三规格轴承220、第四规格轴承221、交叉滚子轴承222。还包括用于连接的紧固件若干，紧固件包括但不限于为螺钉、螺栓及钢针。

其中，第一规格轴承28的规格为轴承40-50-6，第二规格轴承29的规格为轴承45-55-6，电机定子214可选为A140电机定子214，电机转子215可选为A140电机转子215，第三规格轴承220的规格为轴承45-58-7，第四规格轴承221的规格为轴承50-65-7，交叉滚子轴承222的规格为交叉滚子轴承22280-96-8。

装配过程的各方位以图1及图3中的方位为例，胸部执行器的装配步骤包括但不限于以下步骤：

首先，将四个电机定子214用专用胶水和钢针固定在第一电机安装主体212上和第二电机安装主体219上，作为预制件。

然后，将交叉滚子轴承222的外圈安装到轴承压环210中，再将交叉滚子轴承222与轴承压环210作为组件安装到电机盖板211上并且用螺钉将三者固定。

随后，将一个电机转子215用螺钉与第四输出法兰轴27固定在一起，之后将第四规格轴承221安装到第一电机安装主体212上相对应的位置，再将第四输出法兰轴27安装到第四规格轴承221的内圈，直到安装到正确的台阶位置。

完成上述步骤之后，将安装主体定位环213安装到第一电机安装主体212上相应位置，并且使用螺钉将由电机盖板211组成的组件安装到第一电机安装主体212进行固定。

之后，将第三规格轴承220安装到第一电机安装主体212上相对应的位置，将第三电机转子215连接件和另一个电机转子215用螺钉进行固定作为组件备用。

将第二规格轴承29安装到第四输出法兰轴27最左侧的轴承安装位置上，并且将第三输出法兰轴26穿过第四输出法兰轴27安装到第二规格轴承29的相应位置。随后将由第三电机转子215连接件组成的组件安装到第三输出法兰轴26的最右端并且用螺钉进行固定。

之后，将手臂连杆连接件23通过两个第二规格轴承29套合在第二输出法兰轴22上，然后将手臂连杆连接件23和第二输出法兰轴22作为一个组件从第三输出法兰轴26的中间自左向右穿入，直至第二输出法兰轴22的左端安装到第二规格轴承29的限位处。完成这步之后将电机转子215与第二电机转子215连接件用螺钉进行连接。然后将该电机转子215与第二电机转子215连接件作为一个组件用螺钉与第二输出法兰轴22进行连接。

之后，将另一个安装主体定位环213安装到第二电机安装主体219上相应位置，随后将两个第三轴承安装到第二电机安装主体219上相对应的位置，最后将装好轴承和电子定子的第二电机安装主体219安装到第一电机安装主体212上并且用螺钉进行固定，然后在第二输出法兰轴22的左端用橡皮锤等工具轻击直至安装到限位。

最后，将第一输出法兰轴21穿入第二输出法兰轴22直至左端到第一规格轴承28的限位处，随后与最右侧的电机转子215及第一电机转子连接件216组成的组件用螺钉进行连接，完成胸部执行器的装配。

胸部执行器在使用时，四个电机转子215可分别独立驱动四个输出法兰轴进行扭矩输出，通过控制四个驱动电机的运转速度和方向从而改变四个输出法兰轴的转动速度和方向，使用更加灵活。

进一步地，基于上述实施例提供的技术方案，相应地，本发明实施例还提供了一种机器人，机器人包括如上述实施例中的胸部执行器。需要说明的是，在结构不冲突的情况下，胸部执行器的实现方式可参考、借鉴上述实施例中所述的胸部执行器的实现方式，此处不再一一赘述。

综上所述，本发明实施例提供的技术方案，多个输出法兰轴中的每个输出法兰轴均可独立控制进行输出扭矩，相互之间不会发生干涉，且多个输出法兰轴相互套接，合理利用空间，使得执行器的结构更加紧凑，避免占用较大空间，配合连杆机构即可实现对手臂等多关节部分的控制。本发明实施例提供的胸部执行器可适用于各种仿真机器人。

需要说明的是，在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明实施例的说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种胸部执行器，其特征在于，包括：

电机安装座，所述电机安装座沿轴向方向设有多个驱动电机；

与所述驱动电机的数量相对应的多个输出法兰轴，多个所述输出法兰轴依次可转动套接，多个所述输出法兰轴的一端沿所述电机安装座的轴向方向穿入所述电机安装座内，并分别与多个所述驱动电机驱动连接，所述输出法兰轴的另一端具有用于对外连接的法兰部。

2.根据权利要求1所述的胸部执行器，其特征在于，所述电机安装座包括轴向连接固定的若干电机安装主体，多个所述驱动电机分别两两安装于若干所述电机安装主体中；

沿径向方向，相对位置越靠近内侧的所述输出法兰轴，与越远离所述法兰部的所述电机安装主体内的驱动电机连接。

3.根据权利要求1所述的胸部执行器，其特征在于，所述电机安装座的朝向所述法兰部一端上固定设有电机盖板，所述电机盖板环设于多个所述输出法兰轴的外周；

所述电机盖板上可转动设有轴承压环，所述轴承压环环设于多个所述输出法兰轴的外周。

4.根据权利要求1所述的胸部执行器，其特征在于，所述输出法兰轴包括管状主体及分别连接在所述管状主体轴向两端的输出端及连接端；

所述输出法兰轴通过所述连接端与所述驱动电机驱动连接；

所述输出端相对所述管状主体径向扩张形成所述法兰部，多个所述法兰部沿轴向依次排列。

5.根据权利要求4所述的胸部执行器，其特征在于，相邻的两个所述输出法兰轴之间均设有第一轴承。

6.根据权利要求4所述的胸部执行器，其特征在于，多个所述输出法兰轴中，至少一个所述输出法兰轴上可转动套接有手臂连杆连接件；

所述手臂连杆连接件的轴向方向设有第二轴承，所述手臂连杆连接件通过所述第二轴承与相邻的所述法兰部连接。

7.根据权利要求4所述的胸部执行器，其特征在于，所述管状主体上设有第一镂空结构。

8.根据权利要求2所述的胸部执行器，其特征在于，所述电机安装主体包括筒状主体及设置在所述筒状主体内且与所述筒状主体同轴的环形隔板；

沿所述环形隔板的轴向方向的两侧，所述筒状主体与所述环形隔板形成安装槽，所述安装槽内设有所述驱动电机，所述输出法兰轴转动安装于所述环形隔板的中间。

9.根据权利要求8所述的胸部执行器，其特征在于，所述筒状主体及所述环形隔板上设有多个第二镂空结构。

10.根据权利要求8所述的胸部执行器，其特征在于，沿径向方向，相对位置位于外侧的两所述输出法兰轴上设有第三轴承，相对位置位于外侧的两所述输出法兰轴通过所述第三轴承与对应的所述电机安装主体的所述环形隔板可转动连接。

11.根据权利要求8所述的胸部执行器，其特征在于，所述驱动电机为环形结构，包括电机定子及相对所述电机定子转动的电机转子；

所述电机转子上固定有转子连接件，所述电机转子通过所述转子连接件与所述输出法兰轴连接。

12.根据权利要求11所述的胸部执行器，其特征在于，所述转子连接件为环状结构，所述转子连接件的外环上设有多个第一连接耳；

所述转子连接件通过所述第一连接耳与所述电机转子连接；

所述转子连接件的内环套于所述输出法兰轴并与所述输出法兰轴固定连接。

13.根据权利要求11所述的胸部执行器，其特征在于，所述转子连接件上设有第三镂空结构。

14.根据权利要求11所述的胸部执行器，其特征在于，所述转子连接件与所述环形隔板之间设有第四轴承。

15.一种机器人，其特征在于：所述机器人包括权利要求1至权利要求14中任一项所述的胸部执行器。

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