一種具有柔順結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子式空心軸諧波活齒減速電機(jī)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種具有柔順結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子式空心軸諧波活齒減速電機(jī)，涉及電機(jī)、諧波傳動(dòng)等技術(shù)領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)功能的主要零件包括定子、柔順機(jī)構(gòu)、活齒架與中心輪。本發(fā)明專利技術(shù)通過定子上纏繞的線圈結(jié)合控制器及控制程序?qū)Υ艌?chǎng)進(jìn)行控制，從而吸引具有鐵磁性的柔輪使之產(chǎn)生變形，因而使與柔輪接觸的活齒沿中心輪齒廓線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，最終帶動(dòng)活齒架轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生輸出。本發(fā)明專利技術(shù)將減速器、柔性鉸鏈和電機(jī)進(jìn)行了結(jié)合，減小了傳動(dòng)裝置的尺寸，使工作機(jī)更具有可控性，同時(shí)削弱了傳統(tǒng)活齒減速器中活齒產(chǎn)生的沖擊，使其傳動(dòng)平穩(wěn)性得到改善，將內(nèi)定子的固定軸設(shè)計(jì)為空心軸，能更好應(yīng)用于機(jī)器人傳動(dòng)臂上。能更好應(yīng)用于機(jī)器人傳動(dòng)臂上。能更好應(yīng)用于機(jī)器人傳動(dòng)臂上。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種具有柔順結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子式空心軸諧波活齒減速電機(jī)


[0001]本專利技術(shù)涉及諧波、活齒傳動(dòng)和電機(jī)
，尤其涉及一種具有柔順結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子式空心軸諧波活齒減速電機(jī)。

技術(shù)介紹

[0002]諧波傳動(dòng)(應(yīng)變波齒輪傳動(dòng))是基于彈性變形基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的一種新型傳動(dòng)，該原理由蘇聯(lián)工程師A.И.Mocκвитин于1947年提出，利用傳動(dòng)中相互嚙合的柔輪和剛輪的內(nèi)外齒數(shù)差，從而獲得大傳動(dòng)比。活齒傳動(dòng)的原理與諧波傳動(dòng)在一定程度上相仿，同樣具有例如對(duì)心傳動(dòng)、利用齒差進(jìn)行傳動(dòng)的特點(diǎn)。
[0003]隨著機(jī)械傳動(dòng)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)生活對(duì)傳動(dòng)裝置提出了更高要求，功能和特點(diǎn)單一的傳動(dòng)機(jī)無法滿足一些特殊工作場(chǎng)景的需求，對(duì)此，多位研究學(xué)者近些年在傳動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域做了很多研究和改進(jìn)，使活齒減速器、諧波減速器甚至電機(jī)在某些場(chǎng)景下可以代替一些傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)，獨(dú)自承擔(dān)生產(chǎn)任務(wù)。然而在諧波減速器中，柔輪的輪齒加工是諧波傳動(dòng)中的一大問題，而柔輪齒的精度與強(qiáng)度影響著傳動(dòng)的性能與穩(wěn)定性。傳統(tǒng)電機(jī)在大部分生產(chǎn)過程中需要配合減速器使用，這增加了整個(gè)工作機(jī)的尺寸。為解決上述問題，實(shí)現(xiàn)諧波減速器、活齒減速器和電機(jī)的結(jié)合，有研究學(xué)者提出了一種電磁諧波活齒減速電機(jī)，通過利用定子和柔輪的吸合，一定程度上精簡(jiǎn)了柔輪的加工工藝、縮小了傳動(dòng)機(jī)整體尺寸且兼具過載保護(hù)功能，但由于采用底端固定的方式，會(huì)受尺寸效應(yīng)的制約，造成柔輪的軸向尺寸仍然較大，這也導(dǎo)致工作機(jī)無法更好達(dá)到削減軸向尺寸的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)通過使電機(jī)定子吸引柔性的鐵磁材料，再通過柔性材料推動(dòng)減速器中的活齒沿中心輪的齒廓運(yùn)動(dòng)，從而得到一種具有柔順結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子式空心軸諧波活齒減速電機(jī)。
[0005]本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
[0006]本專利技術(shù)所提出的一種具有柔順結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子式空心軸諧波活齒減速電機(jī)，包括左端蓋、中心輪、柔順機(jī)構(gòu)、定子、滾珠活齒、空心階梯軸、活齒架和右端蓋；所述左端蓋同軸固連在中心輪的左端面；所述柔順機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置在中心輪內(nèi)部且左端面與左端蓋固連；所述定子同軸裝配在柔順機(jī)構(gòu)內(nèi)部；所述活齒架同軸裝配在柔順機(jī)構(gòu)的右側(cè)，所述活齒架與柔順機(jī)構(gòu)裝配的一側(cè)周向均布有與滾珠活齒數(shù)量對(duì)應(yīng)的開孔，所述滾珠活齒分別裝配在開孔內(nèi)；所述活齒架裝配完成后，滾珠活齒分別與柔順機(jī)構(gòu)的外壁和中心輪的內(nèi)壁齒廓部分貼合；所述右端蓋同軸裝配在活齒架外側(cè)并通過軸承與活齒架右側(cè)連接，且右端蓋的左端面與中心輪的右端面對(duì)應(yīng)固連；所述空心階梯軸由左端蓋一側(cè)同軸裝配在中心輪內(nèi)部，且其左側(cè)軸段周向均布有用于通入定子導(dǎo)線的通孔，中部軸段與定子同軸過盈裝配，右側(cè)軸段通過軸承與活齒架連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述柔順機(jī)構(gòu)包括法蘭盤、彈性件和薄壁圓筒；所述彈性件圓周均布的
徑向設(shè)置在法蘭盤圓周外側(cè)并與法蘭盤為一體成型結(jié)構(gòu)；所述薄壁圓筒同軸設(shè)置在法蘭盤圓周外側(cè)，其內(nèi)圓周端面分別與彈性件的外端部連接，且相鄰兩個(gè)彈性件在變形時(shí)不相互接觸，能夠互不干涉的完成變形。
[0008]進(jìn)一步的，所述滾珠活齒為陶瓷小球，采用低密度、高精度、高硬度且無鐵磁性的材料制成。
[0009]進(jìn)一步的，所述活齒架的材質(zhì)為鋁，且設(shè)計(jì)為空心傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步的，所述空心階梯軸為五段階梯軸，其第二段周向均布有用于通入導(dǎo)線的通孔；第三段與定子過盈配合；第五段通過軸承與活齒架連接，且軸承與第四段之間安裝有軸承套，用于軸向定位。
[0011]本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：
[0012]本專利技術(shù)動(dòng)力輸入直接，由于結(jié)合了柔順機(jī)構(gòu)，柔輪變形處與活齒處于同樣的軸向位置上，更易于推動(dòng)活齒運(yùn)動(dòng)；擁有更小的軸向尺寸，平面活齒傳動(dòng)部分與電機(jī)的動(dòng)力輸入部分結(jié)合緊密，柔輪的變形代替定子的轉(zhuǎn)動(dòng)并同時(shí)推動(dòng)活齒運(yùn)動(dòng)這一設(shè)計(jì)極大縮小了軸向尺寸，省去了減速器與電機(jī)輸出軸的連接，極大的節(jié)省了空間；易于調(diào)整精度，由于定子繞組除了二極式還可以采用多種繞線方法，因此可以使柔輪產(chǎn)生所需變形，同時(shí)與步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合，使傳動(dòng)系統(tǒng)更易于得到所需的運(yùn)動(dòng)；傳動(dòng)平穩(wěn)、連續(xù)性強(qiáng)，傳統(tǒng)的活齒減速器在傳動(dòng)過程中總會(huì)有一部分活齒處于升程、另一部分活齒處于回程，這些特性影響到了傳動(dòng)的穩(wěn)定性，但本專利技術(shù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中所有活齒與柔輪均有接觸且受接觸力，這無形間將不參與工作的部分活齒的位置進(jìn)行了限制，減少了系統(tǒng)的震動(dòng)，因此具有更好的傳動(dòng)平穩(wěn)性和連續(xù)性。綜上所述，本專利技術(shù)相比于之前的傳動(dòng)系統(tǒng)具有空間尺寸小、傳動(dòng)連續(xù)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高及傳動(dòng)精度高等優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
[0013]圖1是本專利技術(shù)的三維結(jié)構(gòu)爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本專利技術(shù)裝配后的三維半剖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本專利技術(shù)活齒架的輸入側(cè)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本專利技術(shù)活齒架的輸出側(cè)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5是本專利技術(shù)柔順機(jī)構(gòu)的二維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6是本專利技術(shù)柔順機(jī)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7是本專利技術(shù)空心階梯軸的二維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖8是本專利技術(shù)空心階梯軸的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖9是本專利技術(shù)提供的定子繞線圖；
[0022]圖10是本專利技術(shù)工作中不同角度下柔順機(jī)構(gòu)變形情況的示意圖。
[0023]其中，附圖標(biāo)記：1
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左端蓋；2
?
中心輪；3
?
柔順機(jī)構(gòu)；31
?
法蘭盤；32
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彈性件；33
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薄壁圓筒；4
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定子；5
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滾珠活齒；6
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空心階梯軸；7
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活齒架；8
?
右端蓋。
具體實(shí)施方式
[0024]為了更清楚地說明本專利技術(shù)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做以簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)
明的一些實(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)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]需要說明的是，在本專利技術(shù)的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“頂部”、“底部”、“一側(cè)”、“另一側(cè)”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本專利技術(shù)和簡(jiǎn)化描述，而不是指裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作。
[0026]參見附圖1
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8，本專利技術(shù)所提出的一種具有柔順結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子式空心軸諧波活齒減速電機(jī)，包括左端蓋1、中心輪2、柔順機(jī)構(gòu)3、定子4、滾珠活齒5、空心階梯軸6、活齒架7和右端蓋8；所述左端蓋1同軸固連在中心輪2的左端面；所述柔順機(jī)構(gòu)3同軸裝配在中心輪2的內(nèi)部且其左端面與左端蓋同軸固連；所述定子4同軸裝配在柔順機(jī)構(gòu)3的內(nèi)部；所述活齒架7同軸裝配在柔順機(jī)構(gòu)3的右側(cè)外部，所述活齒架7與柔順機(jī)構(gòu)3裝配的一側(cè)周向均布有與滾珠活齒5數(shù)量對(duì)應(yīng)的開孔，所述滾珠活齒5分別對(duì)應(yīng)裝本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有柔順結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子式空心軸諧波活齒減速電機(jī)，其特征在于：包括左端蓋、中心輪、柔順機(jī)構(gòu)、定子、滾珠活齒、空心階梯軸、活齒架和右端蓋；所述左端蓋同軸固連在中心輪的左端面；所述柔順機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置在中心輪內(nèi)部且左端面與左端蓋固連；所述定子同軸裝配在柔順機(jī)構(gòu)內(nèi)部；所述活齒架同軸裝配在柔順機(jī)構(gòu)的右側(cè)，所述活齒架與柔順機(jī)構(gòu)裝配的一側(cè)周向均布有與滾珠活齒數(shù)量對(duì)應(yīng)的開孔，所述滾珠活齒分別裝配在開孔內(nèi)；所述活齒架裝配完成后，滾珠活齒分別與柔順機(jī)構(gòu)的外壁和中心輪的內(nèi)壁齒廓部分貼合；所述右端蓋同軸裝配在活齒架外側(cè)并通過軸承與活齒架右側(cè)連接，且右端蓋的左端面與中心輪的右端面對(duì)應(yīng)固連；所述空心階梯軸由左端蓋一側(cè)同軸裝配在中心輪內(nèi)部，且其左側(cè)軸段周向均布有用于通入定子導(dǎo)線的通孔，中部軸段與定子同軸過盈裝配，右側(cè)軸段通過軸承與活齒架連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有柔順結(jié)構(gòu)的內(nèi)定子式空心軸諧波活齒減速電機(jī)，其特征...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邢繼春，楊子淅，任玉波，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：燕山大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：