專利名稱：多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置。
背景技術(shù)：
為了提高產(chǎn)率和良品率，半導(dǎo)體生產(chǎn)線上的前端集束型設(shè)備大量使用真空機(jī)器人在各制程模塊和卡匣間傳遞晶圓。而真空機(jī)器人最核心的技術(shù)就是如何把動(dòng)力從大氣環(huán)境傳輸?shù)秸婵窄h(huán)境。目前，在不同介質(zhì)中傳遞動(dòng)力主要有兩類磁流體密封技術(shù)和磁力聯(lián)軸器技術(shù)，而通過(guò)把動(dòng)態(tài)密封轉(zhuǎn)化為靜態(tài)密封的磁力聯(lián)軸器更加適用于高真空和高潔凈度的環(huán)境。其主要原理是利用驅(qū)動(dòng)元件帶動(dòng)磁力聯(lián)軸器的主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)軸與從動(dòng)軸非接觸，通過(guò)分別安裝固定于其上永磁體間的磁力耦合作用，實(shí)現(xiàn)從動(dòng)軸與主動(dòng)軸的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)軸與從動(dòng)軸間放有隔離套，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)軸與從動(dòng)軸在兩種不同介質(zhì)中的動(dòng)力傳遞。另一方面，直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)(DDR)由于不需要任何減速機(jī)構(gòu)，并具有低啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，高轉(zhuǎn)矩，高精度和中空結(jié)構(gòu)節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)，正越來(lái)越多地應(yīng)用到半導(dǎo)體設(shè)備，機(jī)器人手臂，機(jī)床工作臺(tái)等領(lǐng)域。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，美國(guó)專利公告號(hào)US2006/0099063 A1，名稱為DUAL SCARA ARM，該專利介紹了一種真空機(jī)器人結(jié)構(gòu)，把隔離套直接放在電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子之間，在一定程度上簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了效率，但是要求電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙帶較大，這一方面大大增加了電機(jī)的設(shè)計(jì)難度，另一方面也降低了電機(jī)的效率，同樣也在一定程度上限制了其應(yīng)用的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可同軸安裝的、多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，使其結(jié)構(gòu)緊湊，安裝靈活方便，適用范圍廣，各組磁力聯(lián)軸器的磁場(chǎng)間的相互影響小，可實(shí)現(xiàn)多軸的零泄漏的動(dòng)力傳遞，可用于化工、真空冶煉、制藥設(shè)備中的真空、液體、有害氣體、有害液體及超凈化環(huán)境中，尤其適用于高真空環(huán)境下真空機(jī)器人的動(dòng)力傳動(dòng)。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括磁力聯(lián)軸器主動(dòng)組件、磁力聯(lián)軸器從動(dòng)組件、隔離套、驅(qū)動(dòng)反饋組件、外殼組件、法蘭盤、真空密封罩和真空腔室。真空腔室位于整個(gè)裝置的最上方，真空腔室下端與真空密封罩的上端面相連；真空密封罩的另一端與法蘭盤相連，隔離了大氣環(huán)境和真空環(huán)境；法蘭盤的下端面通過(guò)螺紋孔分別與隔離套和外殼組件相連；隔離套從每組磁力聯(lián)軸器的主動(dòng)組件和從動(dòng)組件中穿過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力從大氣環(huán)境到真空環(huán)境的傳遞；磁力聯(lián)軸器的從動(dòng)組件從法蘭盤的中心孔中穿過(guò)，并通過(guò)真空密封罩伸到真空腔室中；磁力聯(lián)軸器的主動(dòng)組件與驅(qū)動(dòng)反饋組件相連；驅(qū)動(dòng)反饋組件固定于外殼組件上；所有這些組件均同軸放置。磁力聯(lián)軸器組件和驅(qū)動(dòng)反饋組件可以是一組，亦可以是兩組或兩組以上。每組磁力聯(lián)軸器組件和驅(qū)動(dòng)反饋組件可以獨(dú)立地工作。
所述的磁力聯(lián)軸器組件，是一種徑向式的磁力聯(lián)軸器，呈內(nèi)外軸式方式放置。根據(jù)實(shí)際需要的不同，即可以將內(nèi)軸作為主動(dòng)軸，外軸作為從動(dòng)軸，反之亦可。磁力聯(lián)軸器的內(nèi)軸和外軸均分別包括轉(zhuǎn)子基體、導(dǎo)磁軛鐵環(huán)和磁極組，與現(xiàn)有技術(shù)相同。
所述的磁力聯(lián)軸器的磁極組包含偶數(shù)個(gè)磁極，且內(nèi)軸和外軸的磁極數(shù)量相同，N極、S極相間排列。對(duì)于內(nèi)軸，磁極等間距地分布在導(dǎo)磁軛鐵環(huán)的外徑表面上；對(duì)于外軸，磁極等間距地分布在導(dǎo)磁軛鐵環(huán)的內(nèi)徑表面上。
所述的磁極組的磁極形狀可以是圓柱型、三角型、扇形、梯形、長(zhǎng)方體或任意組合形構(gòu)成。N極和S極既可以單塊磁體為一極，也可以多塊同極性、同尺寸的條形磁體組成一極。
所述的磁極組的磁極可選用易于切削加工且具高磁導(dǎo)率的軟磁性材料，也可選用釹鐵硼(Nd-Fe-B)、釤鈷(Sm-Co)等永磁材料。
所述的磁極組的磁極的弧長(zhǎng)與磁極間距的比例大于等于65％，小于等于90％，以獲得大的最大扭矩體積比。
所述的磁力聯(lián)軸器的內(nèi)軸的導(dǎo)磁軛鐵環(huán)的外徑表面上和外軸的導(dǎo)磁軛鐵環(huán)的內(nèi)徑表面上呈等間距均勻分布著偶數(shù)個(gè)磁極定位凹槽，數(shù)量與磁極數(shù)量相同。磁極可通過(guò)粘裝的方式或通過(guò)壓蓋和螺釘鑲嵌的方式安裝在導(dǎo)磁軛鐵環(huán)的定位凹槽內(nèi)。
所述的磁力聯(lián)軸器的內(nèi)外軸的導(dǎo)磁軛鐵環(huán)可選擇純鐵材料或者有著高磁導(dǎo)率的低碳鋼材料，比如Steel_1010，主要起引導(dǎo)磁路，減少漏磁的作用。
所述的磁力聯(lián)軸器的內(nèi)外軸的轉(zhuǎn)子基體的端面或側(cè)面上開(kāi)有洞孔或螺紋孔，以便于與軸系連接。導(dǎo)磁軛鐵環(huán)可通過(guò)粘裝的方式或通過(guò)壓蓋和螺釘鑲嵌的方式安裝在轉(zhuǎn)子基體上。轉(zhuǎn)子基體和導(dǎo)磁軛鐵環(huán)亦可作為一個(gè)整體加工。
所述的隔離套為臺(tái)階式的空心蓋狀物。每層臺(tái)階空心桶的尺寸由相對(duì)應(yīng)的磁力聯(lián)軸器組件的尺寸決定。
所述的隔離套可選用玻璃、銅合金、鋁合金或不銹鋼材料。
所述的隔離套可以做成一體式的，也可分段加工最后組裝在一起。
所述的隔離套的特例形式是各層或某相鄰幾層臺(tái)階的直徑規(guī)格相同，這時(shí)，相對(duì)應(yīng)的磁力聯(lián)軸器的直徑大小亦相同，可以利用較復(fù)雜的臺(tái)階式的連接軸來(lái)連接電機(jī)的轉(zhuǎn)子和磁力聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)子基體，實(shí)現(xiàn)多軸的同軸安裝布局。
所述的驅(qū)動(dòng)反饋組件，均包括電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子法蘭、用于連接編碼器與電機(jī)轉(zhuǎn)子的聯(lián)軸器、編碼器、編碼器讀頭支架、編碼器讀數(shù)頭。
本發(fā)明選用大直徑中空式的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，以便于多軸的同軸布局設(shè)計(jì)。直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)連接軸將動(dòng)力傳遞給磁力聯(lián)軸器的主動(dòng)軸；選用大直徑中空式的編碼器作為反饋元件，以便于多軸的同軸布局設(shè)計(jì)。
所述的定子法蘭的側(cè)面開(kāi)有螺紋孔，與外殼組件相連。電機(jī)定子的兩端與定子法蘭的底面連接。定子法蘭帶有止口，起定心和散熱的作用。
所述的聯(lián)軸器的一端與磁力聯(lián)軸器組件的外轉(zhuǎn)子基體連接，另一端與電機(jī)轉(zhuǎn)子和編碼器連接。
所述的編碼器讀數(shù)頭固定于編碼器讀頭支架上，實(shí)時(shí)反饋電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置。
所述的外殼組件可分成若干零部件分別加工分步組裝在一起，由外殼主體、外殼拆卸部件、和外殼底部組成；亦可以做成一個(gè)整體。
所述的法蘭盤上開(kāi)有凹槽，在其中填有O型圈以密封。
所述的真空密封罩可以自由的上下伸縮，配合控制上下方向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以帶動(dòng)整個(gè)外殼組件相對(duì)于真空腔室沿上下方向運(yùn)動(dòng)，從而控制機(jī)器人手臂的上下運(yùn)動(dòng)。
所述的真空腔室開(kāi)有凹槽，在其中填有O型圈以密封。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明第一次采用了臺(tái)階式隔離套的設(shè)計(jì)，并把直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)和磁力傳動(dòng)技術(shù)結(jié)合在一起應(yīng)用于真空機(jī)器人等需運(yùn)行在不同介質(zhì)環(huán)境的設(shè)備中。直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)由于不需再使用減速機(jī)構(gòu)，故其應(yīng)用方便了多軸的同軸安裝布局，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，節(jié)省了空間；而臺(tái)階式隔離套的使用，使得多組磁性聯(lián)軸器可按其各自的應(yīng)用分別進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)省了永磁體的用量，降低了成本，并大大地增加了其應(yīng)用的靈活性。


圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施狀態(tài)組裝示意圖的A-A剖面圖；圖2為磁力聯(lián)軸器的組裝示意圖的剖面圖；圖3為磁力聯(lián)軸器導(dǎo)磁軛鐵環(huán)與磁極組的組裝剖面圖；圖4為驅(qū)動(dòng)和反饋部件的組裝示意圖的剖面圖；圖5為用于兩組徑向式磁力聯(lián)軸器的臺(tái)階狀隔離套的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖6為整個(gè)系統(tǒng)外殼的組裝示意圖的剖面圖；圖7為圖6中密封圈的局部放大圖；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)施例以兩組磁力聯(lián)軸器組件以及兩組驅(qū)動(dòng)反饋組件為例，所述裝置總體結(jié)構(gòu)包括以下部件第一磁力聯(lián)軸器組件1，第二磁力聯(lián)軸器組件2，真空隔離套3，第一驅(qū)動(dòng)反饋組件4，第二驅(qū)動(dòng)反饋組件5，外殼組件6，法蘭盤7，真空密封罩8和真空腔室9。所有這些組件均同軸放置。
如圖2和圖3所示，第一磁力聯(lián)軸器組件1、第二磁力聯(lián)軸器組件2結(jié)構(gòu)完全相同，均包括外轉(zhuǎn)子基體10、外轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)12、外轉(zhuǎn)子磁極組13、內(nèi)轉(zhuǎn)子基體11、內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)14、內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極組15。本實(shí)例中以外轉(zhuǎn)子為主動(dòng)軸，內(nèi)轉(zhuǎn)子為從動(dòng)軸，反之亦可。磁極組13、磁極組15由相同的偶數(shù)個(gè)永磁體，N極、S極相間排列構(gòu)成。本實(shí)例中選用了十六個(gè)扇形的單塊永磁體，亦可選用其它形狀、數(shù)量的永磁體，且每塊永磁體可以由多塊同極性、同尺寸的條形磁體組成一極。導(dǎo)磁軛鐵環(huán)12、14上等間距的分布著磁極定位凹槽16，數(shù)量與磁極組13、15的數(shù)量一致。磁極13、15可通過(guò)粘裝的方式或通過(guò)壓蓋和螺釘鑲嵌的方式安裝在磁極定位凹槽16內(nèi)。對(duì)于內(nèi)轉(zhuǎn)子，磁極等間距地分布在導(dǎo)磁軛鐵環(huán)14的外徑表面上；對(duì)于外轉(zhuǎn)子，磁極等間距地分布在導(dǎo)磁軛鐵環(huán)12的內(nèi)徑表面上。導(dǎo)磁軛鐵環(huán)12、14的側(cè)面或端面上開(kāi)有洞孔或螺紋孔，以便與轉(zhuǎn)子基體10、11連接。
如圖4所示，第一驅(qū)動(dòng)反饋組件4、第二驅(qū)動(dòng)反饋組件5結(jié)構(gòu)完全相同，均包括電機(jī)定子17、電機(jī)轉(zhuǎn)子18、定子法蘭19、聯(lián)軸器20、編碼器21、編碼器讀頭支架22、編碼器讀數(shù)頭23。本實(shí)例中，為便于多軸的同軸布局設(shè)計(jì)，選用轉(zhuǎn)子內(nèi)徑大于50mm的大直徑中空式的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)和內(nèi)徑大于50mm的大直徑中空式的編碼器。
電機(jī)定子17的兩端與定子法蘭19連接，定子法蘭19的側(cè)面開(kāi)有螺紋孔，與外殼組件6相連。定子法蘭19帶有止口，起定心和散熱的作用。為了便于制造，以及方便與軸承的安裝，本實(shí)例中聯(lián)軸器20分成兩段進(jìn)行加工，通過(guò)螺釘連接，并加工有止口以保證同軸度。聯(lián)軸器20與電機(jī)轉(zhuǎn)子18通過(guò)螺釘連接。編碼器21與聯(lián)軸器20的一端通過(guò)螺釘連接。編碼器讀數(shù)頭23固定于編碼器讀頭支架22上，實(shí)時(shí)反饋電機(jī)轉(zhuǎn)子18的位置。聯(lián)軸器20的另一端與磁力聯(lián)軸器組件的外轉(zhuǎn)子基體10通過(guò)螺釘相連，并通過(guò)止口保證同軸度。如圖4所示，本發(fā)明還可以采用常用的手段，即采用大氣軸承24配合擋圈25支撐和引導(dǎo)聯(lián)軸器20的旋轉(zhuǎn)，擋圈25的側(cè)面開(kāi)有螺紋孔，與外殼組件6相連。
如圖5所示，真空隔離套3設(shè)計(jì)為臺(tái)階式的空心蓋狀物，最上層的直徑最大，依次往下直徑遞減，每一層隔離一個(gè)磁力聯(lián)軸器組件的內(nèi)外軸。本實(shí)例中因?yàn)槭褂昧藘山M磁力聯(lián)軸器組件，故真空隔離套3設(shè)計(jì)為兩層臺(tái)階空心蓋。真空隔離套3的頂端打有螺紋孔，便于與法蘭盤7相連。
如圖6所示，本實(shí)例中，外殼組件6由外殼主體26、外殼拆卸部件27、外殼底部28組成。外殼拆卸部件27通過(guò)上部圓周側(cè)表面的止口與外殼主體26上部圓周側(cè)表面的止口定位，并通過(guò)上部圓周側(cè)表面上均勻分布的螺紋孔，利用螺釘裝配在一起。外殼底部28通過(guò)上部圓周側(cè)表面的止口分別與外殼拆卸部件27和外殼主體26的下部圓周側(cè)表面的止口定位，并通過(guò)圓周側(cè)表面上均勻分布的螺紋孔，利用螺釘將外殼主體26、外殼拆卸部件27和外殼底部28裝配在一起。外殼組件6可以做成一個(gè)整體，也可如本例一樣分成若干零部件分別加工分步組裝在一起，以方便裝配整個(gè)真空機(jī)器人。整個(gè)外殼組件6還可裝配有加強(qiáng)筋以提供更好的支撐作用。法蘭盤7通過(guò)螺釘分別與真空隔離套3和外殼主體26相連。如圖7所示，為了達(dá)到更好的密封效果，在法蘭盤7上開(kāi)有凹槽29，在其中填有O型圈。真空密封罩8的兩端分別與法蘭盤7和真空腔室9相連。真空腔室9的位置始終保持固定，真空機(jī)器人的機(jī)械手臂(圖中未示出)將在真空腔室9中運(yùn)動(dòng)。真空密封罩8可以自由地上下伸縮，配合控制上下方向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖中未示出)，可以帶動(dòng)整個(gè)外殼組件6相對(duì)于真空腔室9沿上下方向運(yùn)動(dòng)，從而控制機(jī)器人手臂的上下運(yùn)動(dòng)。真空密封罩8隔離了大氣環(huán)境和真空環(huán)境。如圖11所示，真空腔室9上亦開(kāi)有凹槽30，在其中填有O型圈。
上述裝置使用時(shí)，直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子18通過(guò)磁力聯(lián)軸器組件的外轉(zhuǎn)子基體10將動(dòng)力傳遞給磁力聯(lián)軸器組件的外轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)12。外轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)12帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子磁級(jí)組13轉(zhuǎn)動(dòng)，利用永磁體的磁力耦合，透過(guò)隔離套3將動(dòng)力傳遞給內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極組15。內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極15轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)14帶動(dòng)磁力聯(lián)軸器組件的內(nèi)轉(zhuǎn)子基體11轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了大氣與真空環(huán)境這兩種介質(zhì)間的動(dòng)力的傳遞。真空隔離套3隔離了大氣環(huán)境和真空環(huán)境。第一驅(qū)動(dòng)反饋組件4與第一磁力聯(lián)軸器組件1相配合，利用真空隔離套3的下層臺(tái)階；第二驅(qū)動(dòng)反饋組件5與第二磁力聯(lián)軸器組件2相配合，利用真空隔離套3的上層臺(tái)階。第一磁力聯(lián)軸器組件1與第二磁力聯(lián)軸器組件2可分別獨(dú)立工作。
真空隔離套3可以做成一體式的，也可分段加工最后組裝在一起。每組磁力聯(lián)軸器和驅(qū)動(dòng)反饋組件可選用不同的尺寸規(guī)格，便于多軸的最優(yōu)化設(shè)計(jì)和同軸的安裝布局，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本，并大大地增加了其應(yīng)用的靈活性，同時(shí)也減小了各組磁力聯(lián)軸器間磁場(chǎng)的耦合效應(yīng)。
當(dāng)然，如果需要的話，真空隔離套3亦可設(shè)計(jì)為直徑相同的圓筒狀物，或者其中相鄰幾層的直徑規(guī)格相同。這時(shí)，相對(duì)應(yīng)的磁力聯(lián)軸器組件的直徑大小亦相同，可以利用較復(fù)雜的臺(tái)階式的連接軸來(lái)連接電機(jī)的轉(zhuǎn)子和磁力聯(lián)軸器組件的外軸，實(shí)現(xiàn)多軸的同軸安裝布局。
磁力聯(lián)軸器組件亦可選用軸向式的結(jié)構(gòu)，即磁力聯(lián)軸器的主動(dòng)軸和從動(dòng)軸呈同軸上下方式布局，中間放有隔離套，隔離套可設(shè)計(jì)為臺(tái)階式的空心蓋狀物，亦可設(shè)計(jì)為直徑相同的圓筒狀物。隔離套固定，磁力聯(lián)軸器的主動(dòng)軸通過(guò)磁力，透過(guò)隔離套，帶動(dòng)磁力聯(lián)軸器的從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
本實(shí)例以兩軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置為例，可以配合控制上下方向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而控制機(jī)器人手臂的上下運(yùn)動(dòng)?？梢砸来私Y(jié)構(gòu)很方便地拓展為三軸或三軸以上的直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，亦可改為單軸的直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置。對(duì)于多軸地磁力傳動(dòng)裝置，還可以某幾組磁力聯(lián)軸器選用徑向式的結(jié)構(gòu)，另幾組磁力聯(lián)軸器選用軸向式的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，包括磁力聯(lián)軸器主動(dòng)組件、磁力聯(lián)軸器從動(dòng)組件、隔離套、驅(qū)動(dòng)反饋組件、外殼組件、法蘭盤、真空密封罩和真空腔室，其特征在于，真空腔室位于整個(gè)裝置的最上方，真空腔室下端與真空密封罩的上端面相連，真空密封罩的另一端與法蘭盤相連，隔離了大氣環(huán)境和真空環(huán)境，法蘭盤的下端面通過(guò)螺紋孔分別與隔離套和外殼組件相連；隔離套從每組磁力聯(lián)軸器的主動(dòng)組件和從動(dòng)組件中穿過(guò)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力從大氣環(huán)境到真空環(huán)境的傳遞；磁力聯(lián)軸器的從動(dòng)組件從法蘭盤的中心孔中穿過(guò)，并通過(guò)真空密封罩伸到真空腔室中；磁力聯(lián)軸器的主動(dòng)組件與驅(qū)動(dòng)反饋組件相連；驅(qū)動(dòng)反饋組件固定于外殼組件上；所有上述組件均同軸放置。
2.如權(quán)利要求1所述的多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，其特征是，所述磁力聯(lián)軸器組件，是一種徑向式的磁力聯(lián)軸器，呈內(nèi)外軸式放置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，其特征是，所述磁力聯(lián)軸器組件包括外轉(zhuǎn)子基體、外轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)、外轉(zhuǎn)子磁極組、內(nèi)轉(zhuǎn)子基體、內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)、內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極組；外轉(zhuǎn)子磁極組和內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極組均由相同的偶數(shù)個(gè)磁極組成，磁極等間距地分布在外轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)和內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)的表面上，且N極、S極相間排列；外轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)和內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)設(shè)置在外轉(zhuǎn)子基體、內(nèi)轉(zhuǎn)子基體上；外轉(zhuǎn)子基體將動(dòng)力傳遞給外轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)，外轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子磁級(jí)組轉(zhuǎn)動(dòng)，利用永磁體的磁力耦合，透過(guò)隔離套將動(dòng)力傳遞給內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極組，內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極組轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子基體轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大氣與真空環(huán)境間的動(dòng)力的傳遞。
4.如權(quán)利要求3所述的多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，其特征是，所述外轉(zhuǎn)子磁極組和內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極組的磁極形狀是圓柱型、三角型、扇形、梯形、長(zhǎng)方體或任意組合形構(gòu)成；所述外轉(zhuǎn)子磁極組和內(nèi)轉(zhuǎn)子磁極組的磁極的弧長(zhǎng)與磁極間距的比例大于等于65％，小于等于90％。
5.如權(quán)利要求3所述的多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，其特征是，所述外轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)的內(nèi)徑表面和內(nèi)轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛鐵環(huán)的外徑表面上呈等距離均勻分布著磁極定位凹槽，凹槽的數(shù)目與磁極組的磁極數(shù)目相同，磁極通過(guò)粘裝的方式或通過(guò)壓蓋和螺釘鑲嵌的方式設(shè)置在導(dǎo)磁軛鐵環(huán)的定位凹槽內(nèi)；所述外轉(zhuǎn)子基體和內(nèi)轉(zhuǎn)子基體的端面或側(cè)面上設(shè)有洞孔或螺紋孔，以便于與軸系連接；導(dǎo)磁軛鐵環(huán)通過(guò)粘裝的方式或通過(guò)壓蓋和螺釘鑲嵌的方式設(shè)置在轉(zhuǎn)子基體上，或轉(zhuǎn)子基體和導(dǎo)磁軛鐵環(huán)為一個(gè)整體。
6.如權(quán)利要求1所述的多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，其特征是，所述的真空隔離套為臺(tái)階式的空心蓋狀物，最上層的直徑最大，依次往下直徑遞減，每一層隔離一個(gè)磁力聯(lián)軸器組件的內(nèi)外軸。
7.如權(quán)利要求1所述的多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，其特征是，所述的驅(qū)動(dòng)反饋組件、包括電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子法蘭、聯(lián)軸器、編碼器、編碼器讀頭支架、編碼器讀數(shù)頭；定子法蘭的側(cè)面開(kāi)有螺紋孔，與外殼組件相連，電機(jī)定子的兩端與定子法蘭的底面連接，聯(lián)軸器的一端與磁力聯(lián)軸器組件的外轉(zhuǎn)子基體連接，另一端與電機(jī)轉(zhuǎn)子和編碼器連接，編碼器讀數(shù)頭固定于編碼器讀頭支架上，實(shí)時(shí)反饋電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置。
8.如權(quán)利要求7所述的多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，其特征是，所述電機(jī)選用轉(zhuǎn)子內(nèi)徑大于50mm的大直徑中空式的直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，編碼器選用內(nèi)徑大于50mm的大直徑中空式的編碼器。
9.如權(quán)利要求1所述的多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，其特征是，所述的法蘭盤上開(kāi)有凹槽，在其中填有O型圈以密封，法蘭盤通過(guò)螺紋孔分別與真空隔離套和外殼主體相連；所述的真空腔室開(kāi)有凹槽，在其中填有O型圈以密封；所述的真空密封罩配合控制上下方向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)自由的上下伸縮，帶動(dòng)整個(gè)外殼組件相對(duì)于真空腔室沿上下方向運(yùn)動(dòng)，從而控制機(jī)器人手臂的上下運(yùn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求1所述的多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，其特征是，所述外殼組件由外殼主體、外殼拆卸部件、外殼底部組成，外殼拆卸部件通過(guò)上部圓周側(cè)表面的止口與外殼主體上部圓周側(cè)表面的止口定位，并通過(guò)上部圓周側(cè)表面上均勻分布的螺紋孔，利用螺釘裝配在一起；外殼底部通過(guò)上部圓周側(cè)表面的止口分別與外殼拆卸部件和外殼主體的下部圓周側(cè)表面的止口定位，并通過(guò)圓周側(cè)表面上均勻分布的螺紋孔，利用螺釘將外殼主體、外殼拆卸部件和外殼底部裝配在一起；或者所述外殼組件為一整體。
全文摘要
一種機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的多軸直接驅(qū)動(dòng)磁力傳遞裝置，其中真空腔室位于整個(gè)裝置的最上方，真空腔室下端與真空密封罩的上端面相連，真空密封罩的另一端與法蘭盤相連，法蘭盤的下端面通過(guò)螺紋孔分別與隔離套和外殼組件相連；隔離套從每組磁力聯(lián)軸器的主動(dòng)組件和從動(dòng)組件中穿過(guò)；磁力聯(lián)軸器的從動(dòng)組件從法蘭盤的中心孔中穿過(guò)，并通過(guò)真空密封罩伸到真空腔室中；磁力聯(lián)軸器的主動(dòng)組件與驅(qū)動(dòng)反饋組件相連；驅(qū)動(dòng)反饋組件固定于外殼組件上；所有上述組件均同軸放置。隔離套為臺(tái)階式的空心蓋狀物。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，安裝靈活方便，適用范圍廣，各組磁力聯(lián)軸器間的磁場(chǎng)間的相互影響小，實(shí)現(xiàn)了多軸的零泄漏動(dòng)力傳遞。
文檔編號(hào)H02K51/00GK101056037SQ20071004147
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者丁漢, 劉品寬, 王禹林, 吳均, 董澤光, 張剛 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)