动力模组和机器人的制作方法

1.本技术涉及机器人技术领域，尤其涉及一种动力模组和机器人。


背景技术：

2.在机器人等机器中，通常用到动力模组驱动机器运动。例如，在机器人中，动力模组可以安装在机器人的关节处，动力模组构成机器人的关节，以驱动机器人运动。在相关技术中，动力模组包括转子，转子的转动角度可以检测，但无法检测得到转子转动的圈数，从而无法准确地控制转子的转动。


技术实现要素：

3.本技术实施方式提供一种动力模组和机器人。
4.本技术实施方式提供一种动力模组，所述动力模组可以用于驱动机器人运动。所述动力模组包括定子单元、相对于所述定子单元转动设置的转子单元；与所述转子单元连接的减速机单元；与所述定子单元连接且与所述第一编码器磁铁相对设置的霍尔元件，所述霍尔元件与所述第一编码器磁铁配合检测所述转子单元的转动圈数。
5.本技术实施方式的动力模组中，通过在动力模组中增设霍尔元件，从而可以配合第一编码器磁铁用以检测转子单元的转动圈数，有利于准确地控制转子单元的转动，从而使得动力模组更好地驱动外界部件。
6.在某些实施方式中，所述霍尔元件的数量为多个，多个所述霍尔元件绕所述转子单元的转动轴线等角度设置。
7.在某些实施方式中，所述霍尔元件的数量为单个，所述动力模组包括与所述霍尔元件电连接的电池。
8.在某些实施方式中，所述转子单元包括转子磁铁和连接所述转子磁铁的转子支架，所述动力模组包括与所述转子支架连接的减速机单元，所述减速机单元包括齿轮组件，所述齿轮组件包括太阳轮和与所述太阳轮连接的行星轮，所述太阳轮与所述转子支架连接。
9.在某些实施方式中，所述行星轮的数量为多个，多个所述行星轮围绕所述太阳轮间隔设置，所述齿轮组件包括行星轮支架，多个所述行星轮安装在所述行星轮支架上，所述第一编码器磁铁安装在所述行星轮支架上。
10.在某些实施方式中，所述齿轮组件还包括围绕所述太阳轮和所述行星轮的齿圈，所述齿圈和所述太阳轮均与所述行星轮啮合。
11.在某些实施方式中，所述动力模组包括法兰盘，所述法兰盘通过销轴与所述行星轮支架连接，所述法兰盘和所述行星轮支架将所述行星轮夹在所述齿圈中。
12.在某些实施方式中，所述销轴凸出于所述法兰盘远离所述行星轮支架的表面。
13.在某些实施方式中，所述动力模组包括壳体单元，所述壳体单元包括外壳和安装在所述外壳的端盖，所述齿圈安装在所述端盖上，所述法兰盘相对于所述端盖转动设置，所
述定子单元设置在所述外壳内并与所述外壳固定设置。
14.在某些实施方式中，所述法兰盘与所述端盖通过轴承连接，所述壳体单元包括可拆卸地连接在所述端盖上的螺纹盖，所述螺纹盖抵靠所述轴承以限制所述轴承向远离所述转子单元的方向移动。
15.在某些实施方式中，所述转子支架包括朝向所述齿轮组件的支架表面，所述支架表面设置有扇叶结构，所述扇叶结构在所述转子支架转动的过程中形成气流。
16.在某些实施方式中，所述动力模组包括设置在所述转子支架上的第二编码器磁铁和与所述第二编码器磁铁相对设置的编码器芯片，所述编码器芯片和所述第二编码器磁铁配合检测所述转子单元的转动角度。
17.在某些实施方式中，所述动力模组包括第一电路板和第二电路板，所述第一电路板和所述第二电路板相对设置，所述第一电路板与所述第二电路板电连接，所述霍尔元件设置在所述第一电路板上，所述编码器芯片设置在所述第二电路板上。
18.在某些实施方式中，所述动力模组包括与所述第二电路板层叠设置的驱动电路板，所述驱动电路板用于驱动所述转子单元转动，所述驱动电路板与所述第二电路板之间形成有容置空间。
19.本技术实施方式中的机器人包括主体、第一动力模组和第二动力模组。所述第一动力模组与所述主体连接，所述第一动力模组包括以上任一实施方式所述的动力模组，所述第二动力模组与所述第一动力模组连接。
20.在某些实施方式中，所述第一动力模组包括法兰盘和多个销轴，所述销轴凸出于所述法兰盘远离所述定子单元的表面，所述第二动力模组包括端盖，所述端盖形成有多个定位孔，所述多个销轴插设在所述定位孔中。
21.在某些实施方式中，所述第一动力模组的法兰盘与所述第二动力模组的端盖通过紧固件固定连接。
22.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
23.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1是本技术实施方式的动力模组的立体示意图；
25.图2是本技术实施方式的动力模组的分解示意图；
26.图3是本技术实施方式的动力模组的剖面示意图；
27.图4是本技术实施方式的第一电路板与第二电路板的连接结构示意图；
28.图5是本技术实施方式设置单个霍尔元件的示意图；
29.图6是本技术实施方式的减速机单元的立体示意图；
30.图7是本技术实施方式的行星轮支架和法兰盘的连接结构示意图；
31.图8是本技术实施方式的行星轮支架和法兰盘的又一结构示意图；
32.图9是本技术实施方式的第二端盖的立体示意图；
33.图10是本技术实施方式的动力模组的另一个角度的立体示意图；
34.图11是本技术实施方式的另一种设置霍尔元件方式的平面示意图；
35.图12是本技术实施方式的机器人的立体示意图；
36.图13是本技术实施方式的第二动力模组的立体示意图。
37.主要元件符号说明：
38.机器人1000、动力模组100、主体200、第一动力模组300、第二动力模组400、第三动力模组500、执行部件600、壳体单元10、外壳11、第一侧110、第二侧111、第二端盖12、连接孔123、环形壁124、螺纹孔125、凸起126、第一端盖13、螺纹盖14、内表面140、定子单元15、转子单元16、转子铁环160、转子磁铁161、转子支架162、定位柱1621、扇叶结构1622、减速机单元17、齿轮组件171、太阳轮172、行星轮173、齿圈174、行星轮支架175、上表面1750、下表面1751、第一容纳槽1752、第二容纳槽1753、安装孔1754、装配孔1755、凸块1756、销轴18、法兰盘19、凹槽190、固定孔191、安装柱192、轴承20、第一编码器磁铁21、霍尔元件22、第一电路板23、连接件230、第二电路板24、第二编码器磁铁25、编码器芯片26、驱动电路板27、容置空间270、连线28、电池29、端盖40、定位孔41。
具体实施方式
39.下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
40.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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技术和简化描述，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技术的限制。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所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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技术中的具体含义。
42.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并
且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
44.请参阅图1、图2与图3，本技术实施方式提供一种动力模组100，动力模组100包括定子单元15、转子单元16、第一编码器磁铁21和霍尔元件22。其中，转子单元16可以相对于定子单元15转动设置，第一编码器磁铁21可以转子单元16连接，霍尔元件22可以与定子单元15连接并且与第一编码器磁铁21相对设置，第一编码器磁铁21可配合霍尔元件22检测转子单元16的转动圈数。
45.如此，定子单元15与转子单元16配合为动力模组100提供动力，转子单元16转动可以带动与转子单元16连接的第一编码器磁铁21转动，而霍尔元件22与定子单元15连接固定不动，从而霍尔元件22可以配合转动的第一编码器磁铁21通过测量磁极位置的变化从而测量转子单元16的转动圈数，有利于准确地控制转子单元16的转动，从而使得动力模组100更好地驱动外界部件。
46.具体地，随着现代科技的进步，“机器人”在现代社会中的作用越来越重要，“机器人”这一概念特指的是由机械结构和电子元件构成的机电系统，例如工业上常用的自动化机械臂以及可以驾驶的轮式平台等，上述机电系统也被称为“工业机器人”；又例如具有人类形态的“人形机器人”或四足动物的形态像这些生物一样运动的“多足机器人”，上述两种机器人统称“足式机器人”，这类型机器人的优势在于对多种地形的适应性，因此对足式机器人的研究有助于推进机器人技术的发展。本技术中图示(如图12)中的机器人1000为一种四足机器人。
47.在机器人驱动系统中，动力模组100构成机器人的关节，以驱动机器人运动。例如对机器人1000而言，可以通过动力模组100驱动机器人1000的机械足运动从而实现相应的行走任务。特别地，为了方便批量生产，动力模组100的结构设计通常为压铸后二次精加工，因此关节引擎结构件的毛坯设计也应当以方便二次精加工为设计原则。
48.在本实施例中，动力模组100包括定子单元15和转子单元16，其中转子单元16相对于定子单元15转动设置。转子单元16与定子单元15配合负责动力模组100的动力生成，组成外转子无刷电机基本结构。
49.定子单元15所指的是动力模组100的动力部件中静止不动的部分。定子单元15包括有线圈，线圈可以是由铜线组成，定子单元15的主要作用是产生磁场。转子单元16为动力模组100的动力部件中的旋转部件，转子单元16包括转子铁环160和转子磁铁161，转子磁铁161包括多个间隙分布以围成圆环状的片状磁铁，转子单元16的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生旋转运动。
50.动力模组100还包括第一编码器磁铁21与霍尔元件22，可以容易理解，在机器人1000的动力模组100中，常需要设置编码器来测量磁极位置以测量电机的相关转动信息。本实施例中，采用设置霍尔元件22与第一编码器磁铁21配合，组成霍尔编码器的一部分，用以检测转子单元16的转动圈数。
51.霍尔元件22是基于霍尔效应原理，用半导体材料制成的磁传感器。由于霍尔元件22是通过感应磁场来工作的，第一编码器磁铁21可以为霍尔元件22提供磁场。第一编码器
磁铁21的形状可以是片状磁铁、块状磁铁或者是圆环状磁铁，本技术并不对第一编码器磁铁21具体形状做限制。
52.进一步地，由于第一编码器磁铁21与转子单元16连接，那么转子单元16的转动会带动第一编码器磁铁21转动。而霍尔元件22与定子单元15连接，且与第一编码器磁铁21相对设置，也即是说霍尔元件22相对第一编码器磁铁21固定不动，那么霍尔元件22可以感应到第一编码器磁铁21转动带来的磁极位置的改变，从而可以与第一编码器磁铁21配合检测转子单元16的转动圈数。
53.请参阅图4，在某些实施方式中，霍尔元件22的数量为多个，多个霍尔元件22绕转子单元16的转动轴线等角度设置。
54.如此，设置多个霍尔元件22，并且将多个霍尔元件22绕转子单元16的转动轴线等角度均布分布，可以满足测量不同情况下动力模组100的转子单元16的转动圈数。
55.具体地，动力模组100中一般还会设有减速装置(如下文提及的减速机单元)，减速装置可以与转子单元16连接，那么在减速装置的传动比，即减速比已知的情况下，如果设置与减速比的数值相同数量的霍尔元件22，那么霍尔元件22可测量出的转子单元16的转动圈数可以根据减速比换算得出。
56.例如，本实施例中，动力模组100可以采用6倍减速比，相应的，霍尔元件22的数量为6个，6倍减速比意味着转子单元16旋转6个0-360度，最终动力模组100输出旋转1个0-360度，而本技术中需要确定动力模组100的最终输出位置，为了测量输出的具体圈数，可以将配合霍尔元件22检测转子单元16转动圈数的第一编码器磁铁21与减速装置连接设置，此时霍尔元件22可以与第一编码器磁铁21配合直接检测出动力模组100最终输出的转动圈数。
57.在上述场景下，当检测到第一编码器磁铁21的磁力线经过了相邻的两个霍尔元件22，意味着动力模组100最终输出的转动圈数为1/6圈，根据减速比换算可以得出转子单元16转动圈数为1圈((1/6)
×
6＝1)。为了使得检测转子单元16转动圈数的精度更高，可以选择设置12个霍尔元件22，那么在减速比同样为6倍的情况下，当检测到第一编码器磁铁21的磁力线经过了相邻的两个霍尔元件22，意味着动力模组100最终输出的转动圈数为1/12圈，根据减速比换算可以得出转子单元16转动圈数为1/2圈((1/12)
×
6＝1/2)。
58.这样，便可以根据霍尔元件22以及第一编码器磁铁21根据减速比以及霍尔元件22的数量，确定转子单元16的转动圈数。
59.特别地，多个霍尔元件22在设置时，需要绕转子单元16的转动轴线等角度均匀分布，这样，当第一编码器磁铁21所产生的磁力线可以被相邻的两个霍尔元件22所感应到时，那么根据均匀环形分布的霍尔元件22的数值，即可区分出第一编码器磁铁21所在的区域，从而判断转子单元16经过的区域，从而确定转子单元16的转动圈数。
60.请参阅图5，在某些实施方式中，霍尔元件22的数量为单个，动力模组100包括与霍尔元件22电连接的电池29。
61.如此，通过在霍尔元件22的数量为单个时，设置与霍尔元件22电连接的电池29，可以使得霍尔元件22保持持续正常工作的状态，并且还可以使得对应设置的计数器、寄存器可以保存霍尔元件22测量的转子单元16转动的圈数，防止动力模组100与外部电源断电后而形成产生数据丢失的现象，进而可以准确地控制转子单元16转动的状态
62.具体地，单个霍尔元件22最大只能反馈转子单元16转过一圈的数值，即在超过一
圈后归零设置。为了解决这个问题，需要设置电池29与霍尔元件22电连接，并且还需要设置有计数器、寄存器等元件。此时，电池29可以设置在相应的电路板上，在有电池29进行供电的情况下，可以使得电路板上设置的电器件保持持续正常工作的状态，从而可以持续检测转子单元16的转动圈数度，并且计数器、寄存器等元件可以将转动圈数加以记录保存，防止动力模组100与外部电源断电后而形成产生数据丢失。
63.请参阅图2与图3，在某些实施方式中，转子单元16包括转子磁铁161和转子支架162，转子支架162连接转子磁铁161。动力模组100还包括减速机单元17，减速机单元17与转子支架162连接。减速机单元17包括齿轮组件171，齿轮组件171可以包括太阳轮172和行星轮173，其中行星轮173与太阳轮172连接，太阳轮172与转子支架162连接。
64.如此，减速机单元17与转子支架162连接，使得转子支架162可以将动力传递给减速机单元17，减速机单元17通过行星轮173组的方式实现减速的功能，实现了减速机单元17的体积较小，并且减速比较大的功能，还可以使得减速机单元17传动动力的性能稳定。
65.具体地，转子单元16包括转子铁环160、转子磁铁161和转子支架162。转子磁铁161包括多个间隙分布以围成圆环状的片状磁铁，转子支架162的形状可以呈中空圆环形，转子支架162上间隔设置有多个长条形的定位柱1621，多个定位柱1621用于固定由多个间隙分布的片状磁铁围成的转子磁铁161，其中每相邻的两个定位柱1621之间固定有一个片状磁铁，这样便实现了转子支架162与转子磁铁161连接在一起，使得转子支架162可以起到传导转子单元16的运动的作用，即转子单元16可以通过转子支架162带动动力模组100的下一级部件运动。
66.动力模组100还设置有减速机单元17，用以增大驱动力矩、提高机器人1000的控制精度。减速机单元17可以与转子单元16连接在一起，即减速机单元17与转子支架162连接在一起，这样可以将转子单元16的旋转转速通过减速机单元17减速到最终输出所需要的转速，以及转子单元16与定子单元15配合产生的转矩通过减速机单元17运作后得到较大转矩。
67.特别地，减速机单元17按照传动类型可以分为齿轮减速、蜗轮蜗杆减速和行星齿轮减速，按照传动级数不同又可分为单级和多级减速。由于在机器人1000的动力模组100中，往往需要传动系统间隙小、刚度大、输出扭矩高以及减速比大，那么减速机单元17采用行星减速机可以很好的达到上述要求。这样，本实施例中的减速机单元17还可以包括起到减速作用的齿轮组件171，齿轮组件171包括有太阳轮172和行星轮173。
68.其中，太阳轮172处于齿轮组件171的中心位置，太阳轮172可以与转子支架162连接，这样转子支架162可以传导转子单元16的运动以驱动太阳轮172运动，并且行星轮173与太阳轮172啮合，即行星轮173可以由太阳轮172带动围绕太阳轮172旋转。这样，减速机单元17通过行星轮173组的方式可以实现减速的功能，实现了减速机单元17的体积较小，并且减速比较大的功能，还可以使得减速机单元17传动动力的性能稳定。
69.在某些实施方式中，沿太阳轮172的轴向，太阳轮172的轮齿可以部分地嵌入在转子支架162内。
70.具体地，如上文所提及的，太阳轮172与转子支架162连接，那么连接方式可以是：沿太阳轮172的轴向，太阳轮172的轮齿部分地嵌入在转子支架162内，也即是说，太阳轮172可以被压合在转子支架162内，或者说太阳轮172的轮齿相当于花键的作用。这样，便可以使
得太阳轮172的上受到的力矩的作用更为均匀，并且还能够起到增大传递扭矩的作用。
71.请参阅图2与图6，在某些实施方式中，行星轮173的数量可以是多个，多个行星轮173围绕太阳轮172间隔设置。进一步的，齿轮组件171还可以包括行星轮支架175，多个行星轮173安装在行星轮支架175上，第一编码器磁铁21安装在行星轮支架175上。
72.如此，通过设置间隔的多个围绕太阳轮172的行星轮173，以及设置安装行星轮173的行星轮支架175，使得减速机单元17可以构成一个完整的结构紧凑的整体，以使在完成减速功能时减速机单元17的安装体积也更小，并且还可以将旋转力矩通过行星轮支架175传递至下一级部件。
73.具体地，为了便于将减速机单元17形成结构紧凑的整体以及支撑齿轮组件171，减速机单元17的齿轮组件171中还设置有行星轮支架175。行星轮支架175的形状呈环形，行星轮支架175的材料可以选用铝合金制成以保证足够的硬度和耐久度。
74.请参阅图7与图8，行星轮支架175包括上表面1750和下表面1751，行星轮支架175自下表面1751向下形成有间隔的多个凸块1756；行星轮支架175的中心位置形成有第一容纳槽1752，第一容纳槽1752贯穿行星轮支架175的上表面1750和下表面1751，使得第一容纳槽1752可以用于安装太阳轮172；行星轮支架175的上表面1750还形成有第二容纳槽1753，用于将第一编码器磁铁21安装在行星轮支架175上，第二容纳槽1753的形状与深度与第一编码器磁铁21的形状和厚度相匹配。行星轮支架175上还形成有多个间隔的安装孔1754，用于配合销轴18将多个行星轮173安装在行星轮支架175上，同时销轴18还可以作为行星轮173的力矩输出轴。
75.本技术实施方式中，销轴18通过行星轮支架175上多个间隔设置的安装孔1754穿设在行星轮支架175和行星轮173之间，使得行星轮173可以被固定安装在行星轮支架175上。可以理解，销轴18需要与行星轮支架175以及行星轮173之间进行频繁且紧密地接触。因此，作为一类紧固件，销轴18需要具备一定的刚度和硬度来保证自身零件的尺寸精度、位置精度和形状精度，所以销轴18可以由45号钢、cr等材料制成。
76.特别地，由于第一编码器磁铁21安装在行星轮支架175上，而行星轮支架175可以被转子单元16带动转动，并且由于动力模组100带有减速机单元17，那么第一编码器磁铁21与霍尔元件22配合检测的是行星轮支架175的转动圈数，而行星轮支架175获得的转速是经过减速机单元17减速后得到的。也就是说，转子单元16的转动圈数，可以由霍尔元件22检测得到的行星轮支架175的转动圈数，再根据已知的动力模组100的减速比换算得到。
77.请参阅图3与图6,在某些实施方式中，齿轮组件171还包括围绕太阳轮172和行星轮173的齿圈174，齿圈174和太阳轮172均与行星轮173啮合。
78.如此，齿圈174可以使得减速机单元17的整体结构更为稳固，使得减速机单元17在转动的时候不易晃动。
79.具体地，本实施例中的减速机单元17中的齿轮组件171还包括有围绕太阳轮172和行星轮173的齿圈174。
80.如上文所述，太阳轮172处于齿轮组件171的中心位置，太阳轮172可以与转子支架162连接，这样转子支架162可以传导转子单元16的运动以驱动太阳轮172运动，并且行星轮173与太阳轮172啮合，即行星轮173可以由太阳轮172带动围绕太阳轮172旋转，另外，行星轮173还与外围的齿圈174相啮合，以进一步形成减速作用。并且齿圈174可以使得减速机单
元17的整体结构更为稳固，使得减速机单元17在转动的时候不易晃动。
81.请参阅图7与图8，在某些实施方式中，动力模组100可以包括法兰盘19，法兰盘19可以通过销轴18与行星轮支架175连接，法兰盘19和行星轮支架175将行星轮173夹在齿圈174中。
82.如此，法兰盘19与行星轮支架175通过销轴18连接，使得行星轮支架175可以带动法兰盘19一起转动，即销轴18可以作为行星轮173的力矩输出轴以将行星轮173的动力传递给法兰盘19。
83.具体地，法兰盘19可以设置在动力模组100的端部。法兰盘19的形状可以是圆盘状。法兰盘19可以作为动力模组100的最终输出部件，以及可以作为下一级部件的输入部件。销轴18可以通过行星轮支架175上形成的安装孔1754穿设在行星轮支架175上，并且进一步的，销轴18可以穿设过法兰盘19上也对应形成的安装孔1754，从而将法兰盘19与行星轮支架175连接在一起。这样，由于多个行星轮173安装在行星轮支架175上，齿圈174与行星轮173啮合，并且法兰盘19通过销轴18与行星轮支架175连接，那么使得法兰盘19与行星轮支架175配合可以将行星轮173夹在齿圈174中。
84.另外，行星轮支架175上有间隔设置的多个凸块1756，而法兰盘19在对应凸块1756的位置形成有凹槽190，那么行星轮支架175上形成的多个凸块1756可以一一嵌合在法兰盘19对应位置的凹槽190中。另外，凸块1756与凹槽190上都形成有相互对应的装配孔1755，装配孔1755用于容纳安装柱192等零件，从而使得行星轮支架175与法兰盘19固定连接在一起，以使得行星轮支架175可以带动法兰盘19转动，并且还能够起到一定的抗扭作用。
85.请参阅图1，在某些实施方式中，销轴18可以凸出于法兰盘19远离行星轮支架175的表面。
86.如此销轴18凸出的部分可以用于定位与法兰盘19连接的下一级部件。
87.具体地，多个销轴18可以将行星轮支架175与法兰盘19固定安装在一起，并且销轴18还可以凸出于法兰盘19远离定子单元15的表面，以此，销轴18凸出的部分可以用于辅助定位与法兰盘19连接的下一级部件。这样，通过使用销轴18固定行星轮支架175、法兰盘19和下一级部件，使得行星轮支架175、法兰盘19和下一级部件可以形成结构紧凑的一个整体。
88.请参阅图1、图2与图3，在某些实施方式中，动力模组100可以包括壳体单元10，壳体单元10可以包括外壳11和第一端盖13，第一端盖13可以安装在外壳11上，齿圈174可以安装在第一端盖13上。法兰盘19可以相对第一端盖13转动设置。定子单元15设置在外壳11内并与外壳11固定设置。
89.如此，使得动力模组100的整体结构更加紧凑和稳固，也使得对动力模组100内部的零部件能够起到一定的保护作用。
90.具体地，外壳11包括相对的第一侧110与第二侧111，外壳11的结构可以为大面积中空的圆柱体，镂空部分用于容纳动力模组100的其他器件。外壳11可以起到一定的保护内部零部件不受外界环境影响的作用，为了使得外壳11有一定的硬度和刚度，外壳11可以是由铝合金材料制成的，当然外壳11也可以是由其他合金件制成的。外壳11上可以带有螺纹纹路，用以增大摩擦力。
91.请参阅图9，壳体单元10还可以包括第二端盖12，第二端盖12的轮廓可以为圆形，
第二端盖12可以设置在外壳11的第一侧110上，第二端盖12可以作为外壳11内部零件组件的保护盖。
92.第二端盖12上形成有多个间隔的连接孔123，多个连接孔123可以配合螺钉等紧固件将第二端盖12与上一级部件固定在一起。第二端盖12内还设置有环形壁124，环形壁124上形成有多个间隔设置的螺纹孔125。环形壁124上对应设置有螺纹孔125的部位均形成有凸起126，螺纹孔125贯穿凸起126。在安装第二端盖12时，可以使用螺钉等紧固件，配合螺纹孔125进行安装。
93.这样，通过设置环形壁124以及螺纹孔125配合凸起126，以对第二端盖12进行加厚增强处理，使得在第二端盖12的安装更为紧固，第二端盖12不易变形，动力模组100也更为坚固。
94.壳体单元10还可以包括第一端盖13，第一端盖13可以呈环形，第一端盖13可以起到一定的承托作用，例如用于承载动力模组100的内部器件，例如齿轮组件171、定子单元15、转子单元16等组件。第一端盖13可以直接安装在外壳11上，以使得第一端盖13可以与外壳11更好的融合在一起，使得动力模组100的整体结构更加紧凑稳固。第一端盖13上可以安装有齿圈174，使得动力模组100更为高度集成一体化。
95.法兰盘19可以设置在外壳11的第二侧111上，法兰盘19可以相对于第一端盖13转动设置。定子单元15可以设置在外壳11内并且与外壳11固定设置，以使得外壳11与定子单元15可以很好的融合在一起，以便达到动力模组100的整体结构更为紧凑以及便于实现动力模组100的高度集成一体化设计。
96.请参阅图2与图3，在某些实施方式中，法兰盘19与第一端盖13可以通过轴承20连接，壳体单元10可以包括可拆卸地连接在第一端盖13上的螺纹盖14，螺纹盖14抵靠轴承20以限制轴承20向远离转子单元16的方向移动。
97.如此，可拆卸的安装方式使得便于将螺纹盖14与第一端盖13连接在一起，螺纹盖14的设置可以起到对轴承20有一定的限位作用。
98.具体地，法兰盘19与第一端盖13之间还设置有轴承20，法兰盘19可以与第一端盖13通过轴承20连接，其中轴承20可以是滚子轴承20。由于第一端盖13上安装有齿圈174，且齿轮组件171与法兰盘19是转动接触的，设置轴承20可以较好的减小运动过程中的摩擦力，保证动力模组100的旋转精度。同时，还可以使得在法兰盘19受到碰撞、跌落等冲击时，可以将冲击力缓冲在轴承20上，从而达到保护内部较为薄弱的齿轮等器件的目的。
99.螺纹盖14可以呈中空环状，螺纹盖14的内表面140为螺纹状的表面，这样使得将法兰盘19嵌合在螺纹盖14中时，以及将第一端盖13与螺纹盖14固定连接时，可以增大两个部件之间的摩擦，使得两者结合的更为紧密坚固。螺纹盖14还可以起到固定轴承20的作用，螺纹盖14可以抵靠轴承20以限制轴承20向远离转子单元16的方向移动，同时还可以保证轴承20和动力模组100的外壳11融为一个刚体。
100.请参阅图10，在某些实施方式中，转子支架162包括朝向齿轮组件171的支架表面，转子支架162的支架表面设置有扇叶结构1622，扇叶结构1622在转子支架162转动的过程中形成气流。
101.具体地，扇叶结构1622的数量可以是多个，扇叶结构1622可以是呈流线型的凸条，多个间隔设置的扇叶结构1622在转子支架162转动的过程中可以形成气流，以起到辅助散
热的作用从而提高动力模组100的散热效果。特别地，扇叶结构1622呈曲线型，这样可以在在导流的过程中避免涡流的产生，降低动力模组100产生的噪声。
102.请参阅图3，在某些实施方式中，动力模组100包括设置在转子支架162上的第二编码器磁铁25和编码器芯片26，编码器芯片26与第二编码器磁铁25相对设置。编码器芯片26与第二编码器磁铁25配合检测转子单元16的转动角度。
103.如此，通过设置编码器芯片26与第二编码器磁铁25，可以检测出转子单元16的转动角度，再根据第一编码器磁铁21与霍尔元件22配合检测的转子单元16的转动圈数，即能够确定转子单元16的精确的转动信息。
104.具体地，第二编码器磁铁25和编码器芯片26构成动力模组100的电机端编码器，即绝对位置编码装置的一部分，用于检测转子单元16与定子单元15的绝对位置关系，也即是说，第二编码器磁铁25和编码器芯片26可以配合用于检测转子单元16的转动角度。
105.第二编码器磁铁25固定设置在转子支架162上，例如设置在转子支架162的中心轴位置伴随转子支架162运动而运动，而转子支架162的运动即是转子单元16的运动，那么第二编码器磁铁25可以将转子单元16相对于定子单元15的位置，传递给相对设置的编码器芯片26以方便对位置信号做下一步处理，即可以配合检测转子单元16的转动角度。
106.需要注意的是，在现有技术中，电机端编码器受制于自身的物理原理，在无外部供电的情况下，只能反馈出0-360度的数值，即在超过一圈(即360度)后归零设置，这样仅能满足精确反馈定子单元与转子单元在0-360度的精确范围，即电机端编码器仅能测量转子单元的转动角度，无法确认转子单元的转动圈数。
107.而在本实施例中，动力模组100可以采用6倍减速比，也即转子单元16旋转6个0-360度，最终法兰盘19输出旋转1个0-360度，而本技术中最终使用的是法兰盘19输出的关节角度，因此需要测量出法兰盘19输出的0-360度绝对位置。根据以上描述，电机端编码器并不能代表法兰盘19的机械角度，因为电机转一整圈360度绝对位置，根据6倍减速比，经过减速后，法兰盘19只转过60度，即只代表法兰盘19的60度。由此可见，在法兰盘19旋转一圈，可分成6个连续的60度区域，仅靠电机端编码器是无法精确区分在哪一个区域。
108.因此本实施例中，采用增设霍尔元件22与第一编码器磁铁21的方式来配合检测法兰盘19的转动圈数，并且可以根据已知的减速比换算成转子单元16的转动圈数，从而与第二编码器磁铁25和编码器芯片26检测的转子单元16的转动角度共同确定转子单元16的转动位置。
109.特别地，霍尔元件22可以和编码器芯片26共用同一个编码器磁铁，例如共用设置在转子支架162上的第二编码器磁铁25，从而无需设置两个编码器磁铁也能达到确定转子单元16的转动角度和转动圈数的作用。
110.另外，还需要说明的是，当霍尔元件22为单个时，为了能检测转子单元16的转动角度和转动圈数，此时第一编码器磁铁21可以不设置在行星轮支架175上，而是将第一编码器磁铁21设置在转子支架162上。此时，第一编码器磁铁21和第二编码器磁铁25可以为同一磁铁。
111.请参阅图3与图4，在某些实施方式中，动力模组100包括第一电路板23和第二电路板24，第一电路板23和第二电路板24相对设置，并且第一电路板23与第二电路板24电连接。霍尔元件22设置在第一电路板23上，编码器芯片26设置在第二电路板24上。
112.如此，第一电路板23和第二电路板24以及霍尔元件22与编码器芯片26可以共同组成动力模组100的霍尔编码器，以检测转子单元16的转动角度和转动圈数。
113.具体地，第一电路板23为圆环形，第二电路板24为圆盘形，第一电路板23与第二电路板24相对设置，并且第一电路板23的面积小于第二电路板24。
114.另外，第一电路板23上设置有霍尔元件22，霍尔元件22的数量可以是多个，具体数量可以根据实际需要再设计。当霍尔元件22有多个时，多个霍尔元件22环绕太阳轮172的转动轴线间隔排布在第一电路板23上，本示例中第一电路板23上设置有六个霍尔元件22。第二电路板24上设置有单个的编码器芯片26，第一电路板23与第二电路板24之间通过环形弯曲的连接件230电性连接在一起，使得霍尔编码器的结构更加紧凑。
115.本实施例中，可以通过设置霍尔元件22与第一编码器磁铁21，解决无法定位法兰盘19输出具体位置的问题。具体地，将第一编码器磁铁21安装在行星轮支架175上时，由于第一编码器磁铁21的磁力线长度可以被环绕安装在第一电路板23上的相邻的霍尔元件22所感应到，这样便可以根据均匀环形分布的霍尔元件22的数量，可以区分出第一编码器磁铁21转动经过的区域，从而确定了法兰盘19转动经过的区域，然后配合编码器芯片26记录的转子单元16的角度共同确定法兰盘19的输出转动信息，即转动圈数和转动角度。
116.并且，还可以根据确定好的减速比，换算出转子单元16的转动圈数信息，配合编码器芯片26和第二编码器磁铁25检测到的转子单元16的转动角度，以确定转子单元16的转动位置。
117.还需要说明的是，多个霍尔元件22在设置时，可以与编码器芯片26设置在同一块电路板上，例如如图11所示，多个霍尔元件22和编码器芯片26均设置在第二电路板24上。当然也可以如图4所示，多个霍尔元件22单独设置在另一块电路板上，如多个霍尔元件22设置在第一电路板23上，编码器芯片26设置在第二电路板24上。
118.又或者，多个霍尔元件22部分设置在第一电路板23上，部分设置在第二电路板24上。本技术并不对多个霍尔元件22的具体设置位置做限制，只要满足多个霍尔元件22绕转子单元16的转动轴线等角度设置即可。
119.可以容易理解，单个霍尔元件22的设置也可以如上所述，与编码器芯片26共同设置在第二电路板24上，或者是单独设置在第一电路板23上。与单个霍尔元件22配套使用的电池29可以选择和霍尔元件22共电路板设置，也可以选择不在同一块电路板上设置。
120.请参阅图3与图4，在某些实施方式中，动力模组100可以包括驱动电路板27，驱动电路板27可以与第二电路板24层叠设置。驱动电路板27用于驱动转子单元16转动，并且驱动电路板27与第二电路板24之间形成有容置空间270。
121.如此，通过设置驱动电路板27可以驱动定子单元15生成旋转磁场以和转子单元16上的转子磁铁161相互作用，从而驱动转子单元16转动，容置空间270可以容置驱动电路板27上的电器件。例如，驱动电路板27上的电容以及给霍尔元件22供电的电池29等电器件可以容置在容置空间270内，从而可以避免这些零部件与动力模组100的外壳11干涉，有效地利用驱动电路板27的放置电器件的空间，使得动力模组100的结构更加紧凑，体积更小。
122.具体地，驱动电路板27与第二电路板24相对的层叠设置，驱动电路板27与第二电路板24之间形成有大面积的容置空间270，便于容纳滤波大容量电容、驱动电路板27的电源以及为霍尔元件22供电的电池29等大体积器件。驱动电路板27上还布局有电机运行foc
(field-oriented control，磁场导向控制)电机驱动程序所需要的微处理器单元、驱动功率mos(场效应管)器件单元和电容等器件。
123.容置空间270内还设置有用于将第二电路板24与驱动电路板27电连接的连线28，这样，可以使得将检测到的转子单元16的转动圈数和转动角度传递给驱动电路板27。驱动电路板27可以接收到第二电路板24传递的转子单元16与定子单元15的位置信号以后，驱动电路板27上布置的微处理器单元可以根据定子单元15中的线圈的三相电流运行foc电机驱动程序，从而驱动定子单元15产生旋转磁场，并且与转子单元16相互作用以产生转矩。
124.特别需要说明的是，在设置有单个霍尔元件22时，还需要设置有给霍尔元件22供电的电池29，电池29可以被设置在驱动电路板27上或者第二电路板24上，即电池29可以设置在容置空间270内。电池29可以使得霍尔元件22、计数器、寄存器等零件保持持续正常工作的状态，使得霍尔元件22能够持续检测转子单元16的转动圈数，计数器、寄存器可以保存转子单元16转动的圈数，防止动力模组100与外部电源断电后而形成产生数据丢失的现象，进而可以准确地控制转子单元16转动的状态。
125.请参阅图12，本技术实施方式提供一种机器人1000，机器人1000包括主体200、第一动力模组300和第二动力模组400。其中第一动力模组300与主体200连接，第一动力模组300可以包括以上任一实施方式的动力模组100；第二动力模组400可以与第一动力模组300连接。
126.如此，可以通过第一动力模组300与第二动力模组400配合驱动机器人1000运动。
127.具体地，在图中，多个第一动力模组300与多个第二动力模组400配合驱动机器人1000的四足行走。第一动力模组300可以与主体200，即机器人1000的躯干连接，第一动力模组300可以包括有上述任一实施方式的动力模组100，例如包括壳体单元10、定子单元15、转子单元16、减速机单元17和法兰盘19等。第一动力模组300的法兰盘19可以作为第二动力模组400的输入部件，提供动力以带动第二动力模组400运动，也即是说，第二动力模组400可以通过法兰盘19与第一动力模组300连接。
128.请参阅图1与图13，在某些实施方式中，第一动力模组300可以包括法兰盘19和多个销轴18，销轴18凸出于法兰盘19远离定子单元15的表面，第二动力模组400可以包括端盖40，端盖40形成有多个定位孔41，多个销轴18可以插设在定位孔41中。
129.如此，销轴18凸出的部分可以具有一定的定位作用，可以辅助将端盖40与法兰盘19固定安装在一起。
130.具体地，多个销轴18可以将行星轮支架175与法兰盘19固定安装在一起，并且销轴18还可以凸出于法兰盘19远离定子单元15的表面，以此，销轴18凸出的部分可以用于配合定位孔41，辅助定位与法兰盘19连接的端盖40。这样，通过使用销轴18固定行星轮支架175、法兰盘19与端盖40，使得第一动力模组300与第二动力模组400可以形成结构紧凑的一个整体。
131.请参阅图1与图13，在某些实施方式中，第一动力模组300的法兰盘19与第二动力模组400的端盖40可以通过紧固件固定连接。
132.如此，第一动力模组300的法兰盘19可以与第二动力模组400的端盖40固定连接在一起，以使得第一动力模组300可以带动第二动力模组400运动。
133.具体地，紧固件可以为螺钉等零件，第一动力模组300的法兰盘19与第二动力模组
400的端盖40上均对应形成有多个固定孔191，多个固定孔191可以配合紧固件将法兰盘19与端盖40固定连接在一起。这样法兰盘19可以同时作为第一动力模组300的输出部件和第二动力模组400的输入部件，以减少了机器人1000的级联结构，使得机器人1000的结构更为紧凑，并且也降低了成本。
134.请参阅图12，在某些实施方式中，机器人1000还包括第三动力模组500和执行部件600，第三动力模组500设置在机身内并且与第一动力模组300连接。第二动力模组400与执行部件600连接。第二动力模组400用于驱动执行部件600运动，第三动力模组500用于驱动第一动力模组300、第二动力模组400和执行部件600整体运动。
135.本技术实施方式中，第三动力模组500的转动轴线与第一动力模组300的转动轴线相交，例如，第三动力模组500的转动轴线与第一动力模组300的转动轴线可以垂直设置。在第一动力模组300、第二动力模组400和第三动力模组500共同驱动的作用下，执行部件600可以完成跳跃、步行等动作，使得机器人1000实现预定的功能。
136.综上，请参阅图2、图3与图12，本技术公开了一种动力模组100和机器人1000，动力模组100包括壳体单元10、定子单元15、转子单元16、减速机单元17、法兰盘19、第一编码器磁铁21、霍尔元件22、第二编码器磁铁25、编码器芯片26、第一电路板23、第二电路板24和连线28等。
137.具体地，壳体单元10可以包括外壳11、第二端盖12、第一端盖13和螺纹盖14。外壳11有相对的第一侧110和第二侧111，第二端盖12安装在外壳11的第一侧110上，第一端盖13与第二端盖12相对设置安装在外壳11上，螺纹盖14可以可拆卸地安装在第一端盖13上。
138.定子单元15可以包括定子线圈，定子线圈固定在外壳11上。转子单元16包括有转子铁环160、转子磁铁161和转子支架162。转子支架162连接转子磁铁161，转子铁环160、转子磁铁161和转子支架162共同形成外转子电机基本结构。定子单元15和转子单元16一起负责动力生成，组成外转子无刷电机基本结构。
139.减速机单元17包括齿轮组件171，齿轮组件171可以包括太阳轮172、多个行星轮173、齿圈174和行星轮支架175。太阳轮172、行星轮173、齿圈174和行星轮支架175共同构成行星减速机。并且太阳轮172与转子单元16中的转子支架162连接，多个行星轮173均与太阳轮172连接并安装在行星轮支架175上，齿圈174可以安装在外壳11单元中的第一端盖13上。
140.法兰盘19可以设置在动力模组100的端部，法兰盘19可以与减速机单元17连接，通过减速机单元17转动可以带动法兰盘19共同转动，即法兰盘19可以相对外壳11单元中的第一端盖13转动设置，并且法兰盘19还嵌合在外壳11单元的螺纹盖14中。
141.动力模组100包括第一电路板23、第一编码器磁铁21和霍尔元件22，第一编码器磁铁21与霍尔元件22相对设置，第一编码器磁铁21可以安装在行星轮支架175上，霍尔元件22可以设置在第一电路板23上。第一编码器磁铁21和霍尔元件22可以配合检测转子单元16的转动圈数和转动角度。
142.动力模组100包括第二电路板24、第二编码器磁铁25和编码器芯片26，第二电路板24与第一电路板23电连接，编码器芯片26设置在第二电路板24上，第二编码器磁铁25设置在转子单元16的转子支架162上，第二编码器磁铁25与编码器芯片26配合检测转子支架162的转动角度。
143.动力模组100还可以包括驱动电路板27和连线28，驱动电路板27与第二电路板24
通过连线28电连接。
144.可以容易理解，定子单元15、转子单元16、减速机单元17、法兰盘19、第一编码器磁铁21、霍尔元件22、第二编码器磁铁25、编码器芯片26、第一电路板23、第二电路板24和连线28等均可以设置在壳体单元10的外壳11内。
145.下面简单说明本技术实施方式的动力模组100的工作原理：定子单元15固定在壳体单元10上，转子铁环160、转子磁铁161和转子支架162组成转子单元16，形成外转子电机基本结构。定子单元15与转子单元16负责动力模组100的动力生成，并且组成外转子无刷电机的基本结构。
146.根据无刷电机驱动原理，无刷电机正常旋转需要知道定子单元15与转子单元16的精确的绝对位置，那么本实施方式中，在转子支架162上的中心轴位置设置有第二编码器磁铁25，第二编码器磁铁25可以将转子单元16相对于定子单元15的位置传递给设置在第二电路板24上的编码器芯片26。即，第二编码器磁铁25、编码器芯片26和第二电路板24构成动力模组100的电机端编码器，用于提供转子单元16与定子单元15的绝对位置关系。
147.第二电路板24与驱动电路板27通过连线28电连接，这样，可以将位置信号经过连线28线束传递给驱动电路板27。驱动电路板27上布局了电机运行foc(field-oriented control，磁场导向控制)电机驱动程序所需要的微处理器单元、驱动功率mos(场效应管)器件单元以及大容量滤波电容等。
148.驱动电路板27和第二电路板24分开放置，在两个线路板中间留出了较大的空间，可以方便容纳配合单个霍尔元件22的电池29等大体积元件。
149.驱动电路板27可以驱动转子单元16转动，驱动电路板27与第二电路板24电连接，当驱动电路板27接收到第二电路板24传递的位置信号后，微处理器单元再根据定子单元15的三相电流运行foc电机驱动程序，从而驱动定子单元15产生旋转磁场，并且与转子单元16相互作用以产生转矩。
150.此转矩经过与转子支架162连接的太阳轮172和与太阳轮172啮合的行星轮173，以及和行星轮173啮合的齿圈174进行减速之后，再经过法兰盘19输出。
151.需要注意的是，在现有技术中，电机端编码器受制于自身的物理原理，在无外部供电的情况下，只能反馈出0-360度的数值，即在超过一圈(即360度)后归零设置，这样仅能满足精确反馈定子单元15与转子单元16在0-360度的精确范围，即电机端编码器仅能测量转子单元16的转动角度，无法确认转子单元16的转动圈数。
152.例如，在本实施例中，动力模组100可以采用6倍减速比，也即转子单元16旋转6个0-360度，最终法兰盘19输出旋转1个0-360度，而本技术中最终使用的是法兰盘19输出的关节角度，因此需要测量出法兰盘19输出的0-360度绝对位置。根据以上描述，电机端编码器并不能代表法兰盘19的机械角度，因为电机转一整圈360度绝对位置，根据6倍减速比，经过减速后，法兰盘19只转过60度，即只代表法兰盘19的60度。由此可见，在法兰盘19旋转一圈，可分成6个连续的60度区域，仅靠电机端编码器是无法精确区分在哪一个区域。
153.因此本实施例中，采用增设霍尔元件22与第一编码器磁铁21的方式来配合检测法兰盘19的转动圈数，并且可以根据已知的减速比换算成转子单元16的转动圈数，从而与第二编码器磁铁25和编码器芯片26检测的转子单元16的转动角度共同确定转子单元16的转动位置。
154.最后，减速后的大力矩经过贯穿行星轮支架175与法兰盘19的销轴18输出，销轴18可以直接对插进第二动力模组400的端盖40部分，然后靠内部螺钉锁紧装配端盖40和法兰盘19。这样不需要额外器件，就可以把两级动力部分连接一起。
155.特别地，还需要说明的是，减速后的力矩由法兰盘19输出，并且在外部发生碰撞或者跌落时，法兰盘19将需要承受这个冲击，那么法兰盘19配合能抵抗轴向和径向的轴承20，即能把输出扭矩高效输出，又可以把冲击缓冲在轴承20上，而不伤害到内部较为薄弱的齿轮组件171等器件。
156.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
157.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。