本公開總體涉及電動馬達(dá)。更具體地，本公開的實(shí)施方式涉及一種擺動板齒輪接口。

背景技術(shù)：

電動馬達(dá)從電磁能量中產(chǎn)生機(jī)械能。交流(AC)馬達(dá)一般包括轉(zhuǎn)子和固定不動的定子。固定不動的定子通常具有電線繞組，該繞組承載產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的交流電流。一些轉(zhuǎn)子由對由定子生成的旋轉(zhuǎn)磁場作出響應(yīng)的鐵磁材料制成，并且隨著定子的磁場旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子將物理地旋轉(zhuǎn)。通過將轉(zhuǎn)子聯(lián)接到輸出軸，AC電流的電磁能量被轉(zhuǎn)換為輸出軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能。

兩個或更多個齒輪可以用于經(jīng)由齒輪比來產(chǎn)生機(jī)械優(yōu)勢。存在許多種方式來布置齒輪，使得單次旋轉(zhuǎn)第一齒輪將導(dǎo)致第二齒輪在相同的時間量里旋轉(zhuǎn)多于或少于一次。齒輪比是這兩個旋轉(zhuǎn)之比。在第二齒輪的旋轉(zhuǎn)少于第一齒輪的情況下，齒輪組合可以認(rèn)為是提供齒輪減速。在某些應(yīng)用中，期望使AC馬達(dá)具有很高的齒輪比，其中齒輪減速發(fā)生在盡可能小的空間中。例如，將許多電流振蕩轉(zhuǎn)換為輸出軸的單次旋轉(zhuǎn)的致動器可以實(shí)現(xiàn)非常精細(xì)的控制。

從歷史上看，擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)似乎對于在小空間內(nèi)具有高齒輪比的馬達(dá)是一個有希望的途徑。在美國專利公布US20140285072和US20150015174中公開了這樣的擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的示例。在US2275827和US3249776中公開了更老的系統(tǒng)。

在擺動板機(jī)構(gòu)中，齒輪中的一個(例如轉(zhuǎn)子齒輪)繞著另一個齒輪(例如定子齒輪)章動。如果轉(zhuǎn)子齒輪和定子齒輪的齒輪齒數(shù)相差一個，則這樣的系統(tǒng)將具有等于定子齒輪的齒數(shù)的齒輪比。

原則上，擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的齒輪比可能相當(dāng)高。僅使用兩個齒輪的理論擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)可在小空間中實(shí)現(xiàn)很高的比率。然而，在實(shí)踐中，高效且有效的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)已被證明難以實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)樯婕暗牧ν率箼C(jī)構(gòu)斷開接合或不可接受的振動水平。

本文提出的公開內(nèi)容涉及這些及其它考慮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在各個實(shí)施方式中公開了一種改進(jìn)的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)。這些擺動板驅(qū)動系統(tǒng)可包括定子，所述定子具有中央軸線、垂直于所述中央軸線的上表面以及布置在所述上表面上的多個定子齒。所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括擺動板，所述擺動板具有相對于所述中央軸線以非零角度布置的擺動軸線、垂直于所述擺動軸線的下擺動表面以及垂直于所述擺動軸線的上擺動表面。

多個下擺動齒可布置在所述下擺動表面上，并且多個上擺動齒可布置在所述上擺動表面上。所述系統(tǒng)可包括輸出齒輪，所述輸出齒輪具有基本與所述中央軸線對準(zhǔn)的輸出軸線和垂直于所述輸出軸線的下表面。多個輸出齒可布置在所述下表面上。所述擺動板可被構(gòu)造成隨著該擺動板繞著所述定子章動而旋轉(zhuǎn)。

一種用于操作擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的方法可包括：使轉(zhuǎn)子圍繞支點(diǎn)章動。所述轉(zhuǎn)子可包括多個下轉(zhuǎn)子齒和多個上轉(zhuǎn)子齒。所述方法可進(jìn)一步包括：將所述轉(zhuǎn)子的第一側(cè)推動成在第一位置處壓靠在固定不動的定子上。所述定子可包括多個定子齒。所述方法可進(jìn)一步包括：將所述轉(zhuǎn)子的第二側(cè)推動成在第二位置處壓靠在輸出板上。所述第二位置可以在所述轉(zhuǎn)子的與所述第一位置對置的那一側(cè)上，并且所述輸出板可包括多個輸出齒。所述方法可包括：當(dāng)所述轉(zhuǎn)子圍繞所述支點(diǎn)章動時，使所述下轉(zhuǎn)子齒與所述定子齒并使所述上轉(zhuǎn)子齒與所述輸出齒接合。

一種供章動擺動板使用的齒輪可包括中央軸線、垂直于所述中央軸線的表面、內(nèi)徑以及外徑。一組齒可布置在所述內(nèi)徑和所述外徑之間的表面上。所述一組齒中的至少一個可具有從所述內(nèi)徑延伸到所述外徑的第一驅(qū)動面。所述第一驅(qū)動面可由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定。所述一組齒中的所述至少一個可布置在所述內(nèi)徑和所述外徑之間的所述表面上。

本公開提供了各種設(shè)備及其使用方法。在一些實(shí)施方式中，一種裝置可包括定子、擺動板/轉(zhuǎn)子以及輸出板/輸出齒輪。在一些實(shí)施方式中，所述擺動板/轉(zhuǎn)子可隨著所述輸出板/輸出齒輪的旋轉(zhuǎn)而繞著所述定子和所述輸出板/輸出齒輪章動。在一些實(shí)施方式中，所述定子、所述擺動板/轉(zhuǎn)子以及所述輸出板/輸出齒輪均可包括具有設(shè)計(jì)成限制偏心力的形狀的一組齒。特征、功能及優(yōu)點(diǎn)可在本公開的各個實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或者可與其它實(shí)施方式組合，其進(jìn)一步細(xì)節(jié)可以參考以下描述和附圖看出。

附圖說明

圖1是擺動板驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)施方式的等距視圖的圖形表示。

圖2是圖1的驅(qū)動系統(tǒng)的等距分解視圖的圖形表示。

圖3是圖1的驅(qū)動系統(tǒng)的定子齒輪的等距視圖的圖形表示，示出了多個定子齒。

圖4是圖3的詳細(xì)視圖的圖形表示，示出了圖4的定子齒輪的若干定子齒。

圖5是圖4的定子齒輪的俯視平面圖的圖形表示，示出了定子齒的子組。

圖6A是沿著圖5中的平面6-6截取的單個定子齒的橫截面視圖的圖形表示，水平尺度被夸大以示出曲率。

圖6B是沿著圖5中的平面6-6截取的單個定子齒的橫截面視圖的圖形表示，水平尺度和豎直尺度是相同的。

圖7是圖1的驅(qū)動系統(tǒng)的擺動板的等距視圖的圖形表示，示出了多個下擺動齒和多個上擺動齒。

圖8是圖7的詳細(xì)視圖的圖形表示，示出了圖7的擺動板的若干上擺動齒和下擺動齒。

圖9是單個下擺動齒的俯視平面圖的圖形表示。

圖10A是沿著圖9中的平面10-10截取的單個下擺動齒的橫截面視圖的圖形表示，水平尺度被夸大以示出曲率。

圖10B是沿著圖9中的平面10-10截取的單個下擺動齒的橫截面視圖的圖形表示，水平尺度和豎直尺度是相同的。

圖11是圖1的驅(qū)動系統(tǒng)的輸出齒輪的等距視圖的圖形表示，示出了多個輸出齒，輸出齒輪處于與圖1比較的倒置位置中。

圖12是圖11的詳細(xì)視圖的圖形表示，示出了若干輸出齒。

圖13是單個輸出齒的仰視平面圖的圖形表示。

圖14A是沿著圖13中的平面14-14截取的單個輸出齒的橫截面視圖的圖形表示，水平尺度被夸大以示出曲率。

圖14B是沿著圖13中的平面14-14截取的單個定子齒的橫截面視圖的圖形表示，水平尺度和豎直尺度是相同的。

圖15是在圖1中的A處截取的圖1的驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視平面圖的圖形表示，示出了擺動板的下位。

圖16是在圖1中的B處截取的圖1的驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視平面圖的圖形表示，示出了從下位起繞著驅(qū)動系統(tǒng)的四分之一路程的90度位置。

圖17是在圖1中的C處截取的圖1的驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視平面圖的圖形表示，示出了從下位起繞著驅(qū)動系統(tǒng)的一半路程的180度位置。

圖18是在圖1中的D處截取的圖1的驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視平面圖的圖形表示，示出了從下位起繞著驅(qū)動系統(tǒng)的四分之三路程的270度位置。

圖19是圖15的放大視圖的圖形表示，示出了擺動板的下位。

圖20是圖16的放大視圖的圖形表示，示出了擺動板的90度位置、定子齒與下擺動齒之間的接觸以及上擺動齒與輸出齒之間的接觸。

圖21是圖17的放大視圖的圖形表示，示出了180度位置。

圖22是圖18的放大視圖的圖形表示，示出了270度位置。

圖23是圖示用于操作擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的方法的流程圖的圖形表示。

具體實(shí)施方式

與擺動板齒輪接口相關(guān)的設(shè)備和方法的各個實(shí)施方式在下面進(jìn)行描述，并在關(guān)聯(lián)的圖中加以圖示。除非另有規(guī)定，否則設(shè)備或方法和/或其各種部件或步驟可以但不需要包含本文描述、圖示和/或并入的結(jié)構(gòu)、部件、功能性和/或變型中的至少一個。此外，本文結(jié)合設(shè)備和方法描述、圖示和/或并入的結(jié)構(gòu)、部件、功能性和/或變型可以但不需要被包括在其它類似的設(shè)備或方法中。各個實(shí)施方式的以下描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且絕不意圖限制本公開、其應(yīng)用或用途。另外，由實(shí)施方式提供的如下面描述的優(yōu)點(diǎn)在本質(zhì)上是說明性的，并非所有實(shí)施方式都提供了相同的優(yōu)點(diǎn)或相同程度的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是一般指示為10的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式的等距視圖。圖2是擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10的分解等距視圖。擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10可包括定子或定子齒輪12、擺動板或擺動齒輪或轉(zhuǎn)子14以及輸出板或輸出齒輪16。參考圖2，定子可具有中央軸線18、基本垂直于中央軸線的上表面20和布置在上表面上的多個定子齒22。

擺動板14可具有擺動軸線24，擺動軸線24相對于中央軸線布置成非零擺動角度A1。擺動板14可具有基本垂直于擺動軸線的下擺動表面26，并具有基本垂直于擺動軸線并與下擺動表面對置的上擺動表面28。多個下擺動齒30可布置在下擺動表面上，并且多個上擺動齒32可布置在上擺動表面上。

輸出齒輪16可具有基本與中央軸線18對準(zhǔn)的輸出軸線34，并具有基本垂直于輸出軸線的下表面36。多個輸出齒38可布置在下表面36上。

擺動板14可被構(gòu)造成繞著定子12章動。也就是說，擺動軸線24可繞著定子的中央軸線18產(chǎn)生進(jìn)動，使得兩個軸線之間的角度A1相對恒定。隨著擺動板章動，下擺動表面26上的最低點(diǎn)的第一位置可繞著定子移動成圓，并且上擺動表面28上的最高點(diǎn)的第二位置可繞著輸出齒輪移動成圓。擺動板可被構(gòu)造成隨著它繞著定子章動而旋轉(zhuǎn)。

圖3是定子12的等距視圖。定子12可具有內(nèi)徑D1和外徑D2。定子12可以是如圖3中描繪的環(huán)，或者可以是實(shí)心盤。在中央軸線18與內(nèi)徑D1之間，定子12可具有任何合適的結(jié)構(gòu)。定子12可具有布置在內(nèi)徑和外徑之間的節(jié)圓P1。節(jié)圓P1可以位于內(nèi)徑和外徑之間的中途處。

多個定子齒22可布置在上表面20上，位于內(nèi)徑D1和外徑D2之間。多個定子齒的數(shù)量可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)量。在圖3描繪的示例性實(shí)施方式中，存在180個定子齒。在使用擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10的任何裝置的背景內(nèi)，定子12可以是固定不動的。

圖4是定子12的詳細(xì)視圖，示出了布置在上表面20上的若干定子齒22。每個定子齒22均可包括第一驅(qū)動面40，另見圖3。第一驅(qū)動面40可從內(nèi)徑D1延伸到外徑D2。第一驅(qū)動面40可以是平面的，由多于一個平面構(gòu)成，或者可由帶曲率的一個或多個表面構(gòu)成。

定子齒22的與第一驅(qū)動面對置的那一側(cè)可以是第二驅(qū)動面42。第二驅(qū)動面42可從內(nèi)徑D1延伸到外徑D2。第二驅(qū)動面42可以是平面的，由多于一個平面構(gòu)成，或者可由帶曲率的一個或多個表面構(gòu)成。

每個定子齒22均可具有上定子齒面44，上定子齒面44從第一驅(qū)動面40延伸到第二驅(qū)動面42。上定子齒面44可將齒高H1定義為沿著平行于中央軸線18的方向測量的上定子齒面44與定子12的上表面20之間的距離，另見圖6A。

齒高H1可在內(nèi)徑D1和外徑D2之間具有最大值。齒高可在節(jié)圓P1處具有最大值。齒高H1可在內(nèi)徑D1和外徑D2之一處具有最小值。齒高可在內(nèi)徑D1和外徑D2中的一者或兩者處為零。存在許多可行的途徑使齒高H1可在內(nèi)徑和外徑之間變化，同時仍在內(nèi)徑和外徑之間具有最大值并在內(nèi)徑或外徑任一處具有最小值。在圖4示出的示例性實(shí)施方式中，上定子齒面44由半圓限定?？梢韵薅ㄉ隙ㄗ育X面44的其它形狀包括但不限于橢圓、三角形、拋物線或任何其它適當(dāng)?shù)那€、曲線的組合、直線的組合或曲線與直線的組合。

圖5是定子12的俯視平面圖，示出了定子齒22的子組。每個定子齒均可在上表面20上制出基本矩形覆蓋區(qū)(footprint)。也就是說，由第一驅(qū)動面40與上表面20的連接點(diǎn)制出的第一線46可平行于由第二驅(qū)動面42與上表面20的連接點(diǎn)制出的第二線48。第一線46和第二線48兩者均可平行于從中央軸線18(見圖3)延伸的徑向線50。每個定子齒均可具有厚度T1、在第一驅(qū)動面40與第二驅(qū)動面42之間測得的線性距離。每個定子齒22的厚度T1可在內(nèi)徑D1和外徑D2處具有基本相同的值。

一對相鄰定子齒可將齒距A2定義為這一對相鄰定子齒中的每個齒22的對應(yīng)位置之間的角間隔。例如，齒距A2可以是從第二線48與齒22上的內(nèi)徑D1的交叉處到相鄰齒的同一交叉處測得的角間隔。每個齒覆蓋區(qū)均可具有角寬度A3，由厚度T1除以內(nèi)徑D1的一半給出該角寬度A3。齒覆蓋區(qū)的角寬度A3可比齒距A2的一半小。

圖6A和圖6B是示例性單個定子齒22的沿著圖5中的平面6-6截取的橫截面視圖。圖6A的水平尺度被夸大以便示出齒側(cè)面的曲率，而圖6B的水平尺度和豎直尺度基本是相同的。

在圖6A和圖6B示出的示例性實(shí)施方式中，第一驅(qū)動面40和第二驅(qū)動面42可由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定。也就是說，圖6A中示出的第二驅(qū)動面42的曲線可由下面的公式限定：y＝A(sin(θ)-θcos(θ))^D，其中A是可與節(jié)圓P1的半徑和擺動角度A1成比例的常數(shù)，θ可采用從0到π/2弧度的值，并且D可以是小于1的正常數(shù)。D的值可以是0.65。第一驅(qū)動面40的曲線可以是第二驅(qū)動面42的曲線的鏡像，關(guān)于在圖6A的視圖中是豎直的且垂直于圖6A的平面的平面映射出該鏡像。

齒厚度T1，見圖5，可分為三段：第一面厚度T2、第二面厚度T3和上定子齒面厚度T4。第一面厚度T2可以是覆蓋區(qū)的位于第一驅(qū)動面40下方的部分的線性寬度。第二面厚度T3可以是覆蓋區(qū)的位于第二驅(qū)動面42下方的部分的線性寬度。厚度T2和T3可以是相同的。上定子齒面厚度T4可以是覆蓋區(qū)的位于上定子齒面44下方的部分的線性寬度。

圖7是擺動板或轉(zhuǎn)子14的等距視圖。擺動板14可以是如圖7中描繪的環(huán)，或者可以是實(shí)心盤。擺動板14可具有位于多個上擺動齒32和下擺動齒30內(nèi)部的任何合適的結(jié)構(gòu)。擺動板14可被可操作地聯(lián)接到緊靠擺動軸線24(見圖2)的支點(diǎn)(未示出)。在容納擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10的任何裝置的背景內(nèi)，支點(diǎn)可以是固定不動的。擺動板14可被構(gòu)造成繞著定子12(見圖2)章動。

上擺動齒32和下擺動齒30可布置在上擺動表面28和下擺動表面26上，位于擺動內(nèi)徑D3和擺動外徑D4之間。下擺動齒30的數(shù)量可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)目。在圖7示出的示例性實(shí)施方式中，存在181個下擺動齒30。下擺動齒30的數(shù)量可以比定子齒22(見圖2)的數(shù)量多一個或少一個。下擺動齒30的數(shù)量可與定子齒22(見圖2)的數(shù)量相差任何數(shù)目，包括1和0。

上擺動齒32的數(shù)量可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)目。在圖7示出的示例性實(shí)施方式中，存在182個上擺動齒32。上擺動齒32的數(shù)量可與下擺動齒30的數(shù)量相差任何數(shù)目，包括0、1或大于1。可存在多于或少于下擺動齒30的上擺動齒32。

圖8是擺動板14的詳細(xì)視圖，示出了布置在下擺動表面26上的若干下擺動齒30和布置在上擺動表面28上的若干上擺動齒32。每個下擺動齒30均可具有從擺動內(nèi)徑D3延伸到擺動外徑D4(見圖7)的第一從動面52。第一從動面52可以是平面的，由多于一個平面構(gòu)成，或者可由帶曲率的一個或多個表面構(gòu)成。第一從動面52可被構(gòu)造成隨著擺動板14在第一章動方向上繞著定子12(見圖2)章動而與定子齒22的第一驅(qū)動面40(見圖4)接合。

每個下擺動齒30均可具有與第一從動面52對置的第二從動面54。第二從動面54可在圖7中看得更清楚。第二從動面54可從擺動內(nèi)徑D3延伸到擺動外徑D4。第二從動面54可以是平面的，由多于一個平面構(gòu)成，或者可由帶曲率的一個或多個表面構(gòu)成。第二從動面54可被構(gòu)造成隨著擺動板14在第二章動方向上章動而與定子齒22的第二驅(qū)動面42(見圖4)接合。

每個下擺動齒30均可具有從第一從動面52延伸到第二從動面54的下擺動齒面56。下擺動齒面56可將齒深H2定義為沿著平行于擺動軸線24(見圖2)的方向測得的下擺動齒面56與擺動板14的下擺動表面26之間的距離。齒深H2也可在圖10A中看到。

齒深H2可在擺動內(nèi)徑D3和擺動外徑D4之間具有最大值，也就是說，距離下擺動表面26最遠(yuǎn)。齒深H2可在擺動內(nèi)徑D3和擺動外徑D4之一處具有最小值，也就是說，最接近下擺動表面26。下擺動齒面56可采取任何適當(dāng)?shù)姆绞綇臄[動內(nèi)徑D3變化到擺動外徑D4，包括但不限于沿著由半圓、橢圓、三角形、拋物線或曲線和直線的任何其它組合限定的路徑。

每個上擺動齒32均可具有從擺動內(nèi)徑D3延伸到擺動外徑D4的第三驅(qū)動面58。第三驅(qū)動面58可在圖7中看得更清楚。第三驅(qū)動面58可以是平面的，由多于一個平面構(gòu)成，或者可由帶曲率的一個或多個表面構(gòu)成。

每個上擺動齒32均可包括與第三驅(qū)動面58對置且從擺動內(nèi)徑D3延伸到擺動外徑D4的第四驅(qū)動面60。第四驅(qū)動面60可以是平面的，由多于一個平面構(gòu)成，或者可由帶曲率的一個或多個表面構(gòu)成。

每個上擺動齒32均可具有從第三驅(qū)動面58延伸到第四驅(qū)動面60的上擺動齒面62。上擺動齒面62可將齒高H3定義為沿著平行于擺動軸線24(見圖2)的方向測得的上擺動齒面62與擺動板14的上擺動表面28之間的距離。

齒高H3可在擺動內(nèi)徑D3和擺動外徑D4之間具有最大值。齒高H3可在擺動內(nèi)徑D3和擺動外徑D4之一處具有最小值。上擺動齒面62可采取任何適當(dāng)?shù)姆绞綇臄[動內(nèi)徑D3變化到擺動外徑D4，包括但不限于沿著由半圓、橢圓、三角形、拋物線或曲線和直線的任何其它組合限定的路徑。

圖9是單個下擺動齒30的俯視平面圖。與參考圖5所描述的定子齒22可具有矩形覆蓋區(qū)相同的方式，下擺動齒30可在下擺動表面26(見圖7和圖8)上具有矩形覆蓋區(qū)。下擺動齒30的線性厚度T5可在擺動內(nèi)徑D3處具有與擺動外徑D4(見圖7)處相同的值。

圖10A和圖10B是在圖9中的10-10處截取的示例性下擺動齒30的橫截面視圖。如同圖6A和圖6B，圖10A的水平尺度被夸大，以便示出第一從動面52和第二從動面54的曲率。

在圖10A和圖10B示出的示例性實(shí)施方式中，如參考圖6A和圖6B描述的，第一從動面52和第二從動面54可由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定。也就是說，圖10A示出的第一從動面52的曲線可匹配圖6A的第一驅(qū)動面40的曲線。第一從動面52可與第一驅(qū)動面40互補(bǔ)。第一從動面52和第一驅(qū)動面40可以是互補(bǔ)的，而不管第一驅(qū)動面40的曲線的具體形狀是什么樣的。

圖10A示出的第二從動面54的曲線可匹配圖6A的第二驅(qū)動面42的曲線。也就是說，第二從動面54可與第二驅(qū)動面42互補(bǔ)。第二從動面54和第二驅(qū)動面42可以是互補(bǔ)的，而不管第二驅(qū)動面的曲線的具體形狀是什么樣的。

下擺動齒30的厚度T5(見圖9)可分為三段，包括第一從動面厚度T6、第二從動面厚度T7和下擺動齒面厚度T8。第一從動面厚度T6可以是覆蓋區(qū)的位于第一從動面52下方的部分的線性寬度。第二從動面厚度T7可以是覆蓋區(qū)的位于第二從動面54下方的部分的線性寬度。厚度T6和T7可以是相同的。下擺動齒面厚度T8可以是覆蓋區(qū)的位于下擺動齒面56下方的部分的線性寬度。第一從動面厚度T6可與第一面厚度T2相同，見圖6A。第二從動面厚度T7可與第二面厚度T3相同，見圖6A。

再次參考圖7和圖8，多個上擺動齒32可具有與多個下擺動齒30基本相同的形狀。也就是說，每個上擺動齒32均可在上擺動表面28上具有矩形覆蓋區(qū)，如在圖9中針對下擺動表面26上的下擺動齒30所描繪的。上擺動齒32的橫截面形狀可以是圖10A和圖10B的下擺動齒30的橫截面形狀關(guān)于由擺動板14本身限定的平面的映射。也就是說，上擺動齒32和下擺動齒30可具有與從下擺動表面26朝向定子12(見圖2)向下延伸的下擺動齒30和從上擺動表面28朝向輸出齒輪16(見圖2)向上延伸的上擺動齒32相同的橫截面。

每個上擺動齒32均可具有如參考圖6A和圖6B討論的由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的至少一個面。上擺動齒32的第三驅(qū)動面58和第四驅(qū)動面60可由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定。

如果存在不同數(shù)目的上擺動齒32和下擺動齒30，則上擺動齒32的厚度可與下擺動齒30的厚度不同。例如，如果存在181個下擺動齒30和182個上擺動齒32，則上擺動齒32可比下擺動齒30薄181/182的因子。

圖11是輸出齒輪16的等距視圖。為清晰起見，圖11中的輸出齒輪16相對于其在圖1和圖2中的取向呈現(xiàn)“倒置”。輸出齒輪16可具有輸出內(nèi)徑D5和輸出外徑D6。在輸出軸線34和輸出內(nèi)徑D5之間，輸出齒輪16可具有任何合適的結(jié)構(gòu)。

多個輸出齒38可布置在下表面36上，位于輸出內(nèi)徑D5和輸出外徑D6之間。多個輸出齒的數(shù)量可以是任何適當(dāng)?shù)臄?shù)目。在圖11描繪的示例性實(shí)施方式中，存在181個輸出齒。在使用擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10的任何裝置的背景內(nèi)，輸出齒輪16可繞著輸出軸線34自由旋轉(zhuǎn)。輸出齒輪16可聯(lián)接到輸出軸或輸出臂。

圖12是輸出齒輪16的詳細(xì)視圖，示出了布置在下表面36上的若干輸出齒38。每個輸出齒38可包括第三從動面64。第三從動面64可在圖11中看得更清楚。第三從動面64可從輸出內(nèi)徑D5延伸到輸出外徑D6。第三從動面64可以是平面的，由多于一個平面構(gòu)成，或者可由帶曲率的一個或多個表面構(gòu)成。第三從動面64可被構(gòu)造成隨著擺動板14(見圖7和圖8)在第一章動方向上繞著輸出齒輪16章動而與上擺動齒32的第三驅(qū)動面58接合。

輸出齒38的與第三從動面64對置的那一側(cè)可以是第四從動面66。第四從動面66可從輸出內(nèi)徑D5延伸到輸出外徑D6。第四從動面66可以是平面的，由多于一個平面構(gòu)成，或者可由帶曲率的一個或多個表面構(gòu)成。第四從動面66可被構(gòu)造成隨著擺動板14(見圖7和圖8)在第二章動方向上繞著輸出齒輪16章動而與上擺動齒32的第四驅(qū)動面60(見圖8)接合。

每個輸出齒38均可具有從第三從動面64延伸到第四從動面66的下輸出齒面68。下輸出齒面68可將輸出齒深H4定義為沿著平行于輸出軸線34(見圖11)的方向測得的下輸出齒面68與下表面36之間的距離。

輸出齒深H4可在輸出內(nèi)徑D5和輸出外徑D6之間具有最大值，也就是說，下輸出齒面68可更遠(yuǎn)離下表面36。輸出深度H4可在輸出內(nèi)徑D5和輸出外徑D6之一處具有最小值，也就是說，下輸出齒面68可最接近下表面36。下輸出齒面68可采取任何適當(dāng)?shù)姆绞綇妮敵鰞?nèi)徑D5變化到輸出外徑D6，包括但不限于沿著由半圓、橢圓、三角形、拋物線或曲線和直線的任何其它組合限定的路徑。

圖13是單個輸出齒38的仰視平面圖。與參考圖5描述的定子齒22可具有矩形覆蓋區(qū)采取相同的方式，輸出齒38可在下表面36(見圖11和圖12)上具有矩形覆蓋區(qū)。輸出齒38的線性厚度T9可在輸出內(nèi)徑D5處具有與輸出外徑D6(見圖11)處相同的值。

圖14A和圖14B是在圖13中的14-14處截取并且當(dāng)輸出齒38呈現(xiàn)在圖1和圖2中時指向下的示例性輸出齒38的橫截面視圖。如同圖6A和圖6B，圖14A的水平尺度被夸大，以便示出第三從動面64和第四從動面66的曲率。

在圖14A和圖14B示出的示例性實(shí)施方式中，如參考圖6A和圖6B描述的，第三從動面64和第四從動面66可由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定。也就是說，圖14A示出的第三從動面64的曲線可匹配第三驅(qū)動面58(見圖7和圖8)的曲線。第三從動面64可與第三驅(qū)動面58互補(bǔ)。第三從動面64和第三驅(qū)動面58可以是互補(bǔ)的，而不管第三驅(qū)動面58的曲線的具體形狀是什么樣的。

圖14A示出的第四從動面66的曲線可匹配第四驅(qū)動面60(見圖8)的曲線。也就是說，第四從動面66可與第四驅(qū)動面60互補(bǔ)。第四從動面66和第四驅(qū)動面60可以是互補(bǔ)的，而不管第四驅(qū)動面60的曲線的具體形狀是什么樣的。

輸出齒38的厚度T9(見圖13)可分為三段，包括第三從動面厚度T10、第四從動面厚度T11和下輸出齒面厚度T12。第三從動面厚度T10可以是覆蓋區(qū)的位于第三從動面64下方的部分的線性寬度。第四從動面厚度T11可以是覆蓋區(qū)的位于第四從動面66下方的部分的線性寬度。厚度T10和T11可以是相同的。下輸出齒面厚度T12可以是覆蓋區(qū)的位于下輸出齒面68下方的部分的線性寬度。第三從動面厚度T10可與第三驅(qū)動面58(見圖7和圖8)的厚度相同。第四從動面厚度T11可與第四驅(qū)動面60(見圖8)的厚度相同。

圖15是在圖1中的A處截取的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10的側(cè)視平面圖。擺動板14可具有其中擺動板14最接近定子12的下位70。擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10可被構(gòu)造成使得擺動板14在由箭頭72指示的第一章動方向上繞著定子12和輸出齒輪16章動。

當(dāng)擺動板14在第一章動方向上章動時，下位70可在方向72上移動，也就是說，移向圖15中的右側(cè)。擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10可被構(gòu)造成使得擺動板14可在由箭頭74指示的第二章動方向上繞著定子12和輸出齒輪16章動。當(dāng)擺動板14在第二章動方向上章動時，擺動板14的下位70可在方向74上移動。

圖16是在圖1中的B處截取的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10的側(cè)視平面圖。擺動板14可具有在第一章動方向72上遠(yuǎn)離下位70(見圖15)90度的位置76。也就是說，90度位置76可以是在由箭頭72指示的方向上從下位70繞著擺動板14的路程的四分之一。

當(dāng)擺動板14在第一章動方向上章動時，90度位置76可在方向72上移動。在下位70(見圖15)與90度位置76之間，多個下擺動齒30的子組可與多個定子齒22的子組接觸。這種接觸可在下面描述的圖19和圖20中看得更清楚。在下位70與90度位置76之間，可能沒有上擺動齒32與任何的輸出齒38接觸，見圖19和圖20。

圖17是在圖1中的C處截取的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10的側(cè)視平面圖。擺動板14可具有在第一章動方向72上遠(yuǎn)離下位70(見圖15)180度的位置78。也就是說，180度位置78可位于擺動板14的與下位70對置的那一側(cè)上。

當(dāng)擺動板14在第一章動方向上章動時，180度位置78可在方向72上移動。在90度位置76(見圖16)與180度位置78之間，多個上擺動齒32的子組可與多個輸出齒38的子組接觸。這種接觸可在下面描述的圖20和圖21中看得更清楚。在90度位置76與180度位置78之間，在多個下擺動齒30與多個定子齒22之間可能基本沒有接觸，見圖20和圖21。

圖18是在圖1中的D處截取的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10的側(cè)視平面圖。擺動板14可具有在第一章動方向72上遠(yuǎn)離下位70(見圖15)270度的位置80。也就是說，270度位置可位于擺動板14的與90度位置76(見圖16)對置的那一側(cè)上。

當(dāng)擺動板14在第一章動方向上章動時，270度位置80可在方向72上移動。在180度位置78(見圖17)與270度位置80之間，在下擺動齒30與定子齒22(見圖21和圖22)之間可能基本不存在接觸。在180度位置78與270度位置80之間，在上擺動齒32與輸出齒38(見圖21和圖22)之間可能基本不存在接觸。

在270度位置80與下位70(見圖15)之間，在下擺動齒30與定子齒22(見圖22)之間可能基本不存在接觸。在270度位置80與下位70之間，在上擺動齒32與輸出齒38(見圖22)之間可能基本不存在接觸。

圖19是圖15的放大視圖，示出了擺動板14的下位70。如參考圖16描述的，在下位70與90度位置76(見圖19)之間，定子齒22的子組可與下擺動齒30的子組接觸或接合，其中90度位置76在方向72上遠(yuǎn)離下位70。定子齒22與下擺動齒30之間的接觸可介于定子齒22的第一驅(qū)動面40與下擺動齒30的第一從動面52之間。

圖20是圖16的放大視圖，示出了擺動板14的90度位置76。當(dāng)擺動板在第一章動方向72上章動時，在90度位置76與下位70(見圖19)之間，下擺動齒30的子組可與定子齒22的子組接觸。例如，在使擺動板14章動期間，圖20的下擺動齒30a可與定子齒22a接觸。這種接觸可首次發(fā)生在下擺動齒30a緊靠90度位置76的時候，并且可在下擺動齒30a緊靠下位70(見圖19)時停止。下擺動齒30a與定子齒22a之間的首次接觸可發(fā)生在90度位置76與下位70(見圖19)之間的任何位置處，并且可在下位70與首次接觸點(diǎn)之間的任何位置處停止。

當(dāng)擺動齒在方向72上章動時，下擺動齒30a可與定子齒22a滑動接觸。也就是說，下擺動齒30a的第一從動面52a可能順著定子齒22a的第一驅(qū)動面40a向下滑。當(dāng)擺動板在第一章動方向72上章動時，由多個定子齒22的第一驅(qū)動面40施加在多個下擺動齒30的第一從動面52上的接觸力可基本沿著方向箭頭72。這些力可能造成擺動板14相對于定子12在方向82上旋轉(zhuǎn)。

第一章動方向72可取為與圖3中描繪的節(jié)圓P1相切的方向。由此，由多個定子齒22的第一驅(qū)動面40施加在多個下擺動齒30的第一從動面52上的接觸力可基本平行于與節(jié)圓P1相切的方向。接觸力的方向可以是下擺動齒30和定子齒22的相應(yīng)形狀的結(jié)果。

如果接觸力反而指向除了與節(jié)圓P1相切的方向的其它方向上，則這些非切向力可能造成擺動板驅(qū)動系統(tǒng)10中的偏心運(yùn)動。例如，如果非切向接觸力指向從定子朝向擺動板的方向，則這樣的力可能造成下擺動齒30與定子齒22之間斷開接合。在另一示例中，如果非切向接觸力指向背離或朝向中央軸線18(見圖2)的徑向方向，則這樣的力可能造成轉(zhuǎn)子14的非圓形或偏心運(yùn)動，這可致使不需要的振動。

在圖20示出的示例性實(shí)施方式中，定子12具有180個定子齒，擺動板14具有181個下擺動齒30和182個上擺動齒32，并且輸出板16具有181個輸出齒。然而，任何適當(dāng)?shù)臄?shù)目都可以選為各種多個齒的數(shù)目。

在章動期間，下擺動齒30a可與定子齒22a接觸，下擺動齒30b可與定子齒22b接觸，等等。進(jìn)一步，上擺動齒32a可與輸出齒38a接觸，上擺動齒32b可與輸出齒38b接觸，等等。在下擺動齒比定子齒多一個的情況下，在下一次章動時，下擺動齒30a可接合定子齒22b，等等。也就是說，在一次章動之后，下擺動齒30a可處于下擺動齒30b的當(dāng)前位置。在一次章動期間，擺動板14可在第一章動方向72上前進(jìn)大約1.99度，也就是說，360度除以181個齒。

在同一次章動期間，上擺動齒32可在方向72上前進(jìn)與下擺動齒30相同的角度量，即大約1.99度，這是因?yàn)閿[動板14及相關(guān)聯(lián)的上擺動齒32和下擺動齒30形成剛性對象。然而，相鄰上擺動齒32(例如上擺動齒32a和32b)之間的角間隔可大約為1.98度，也就是說，360度除以182個齒。由此，在一次章動之后，上擺動齒32a可能比上擺動齒32b的當(dāng)前位置更往右0.01度。也就是說，上擺動齒32b可能在當(dāng)前遠(yuǎn)離上擺動齒32a達(dá)1.98度，但在一次章動之后，上擺動齒32a可能已在方向72上前進(jìn)1.99度。

上擺動齒32b被描繪為在圖20示出的章動期間與輸出齒38b接觸。在存在182個上擺動齒和181個輸出齒的情況下，在下一次章動期間，上擺動齒32a可與輸出齒38b接觸。也就是說，輸出齒輪16可相對于擺動板14在方向84上移動。

在圖20示出的章動期間，輸出齒38b與上擺動齒32b接觸。在下一次章動期間，輸出齒38b可與上擺動齒32a接觸，上擺動齒32a可能比上擺動齒32b的當(dāng)前位置更往右0.01度。也就是說，在擺動板14的一次完整章動期間，輸出齒38b且因此輸出板16本身可能已沿著方向72前進(jìn)0.01度。

可通過輸出齒輪16在一次完整章動期間的角位移除360度來計(jì)算齒輪比。對于圖20示出的示例性實(shí)施方式，該齒輪比可以示出為上擺動齒32和下擺動齒30的數(shù)目的乘積。當(dāng)上擺動齒和下擺動齒的數(shù)目分別為182和181時，齒輪比將大約是33,000。換句話說，擺動板14可需要大約33,000次章動來生成輸出齒輪16一次完整的旋轉(zhuǎn)。

圖21是圖17的放大視圖，示出了擺動板14的180度位置78。如參考圖17描述的，在90度位置76(見圖20)與180度位置78之間，上擺動齒32的子組可與輸出齒38的子組接觸或接合。隨著擺動板14章動，輸出齒38與上擺動齒32之間的接觸可以是滑動接觸。上擺動齒32與輸出齒38之間的接觸可介于上擺動齒32的第三驅(qū)動面58與輸出齒38的第三從動面64之間。

在擺動板14章動期間，上擺動齒32與輸出齒38之間的首次接觸可發(fā)生在上擺動齒32緊靠180度位置78的時候。當(dāng)上擺動齒32緊靠90度位置76(見圖20)時，這種接觸可停止。上擺動齒32與輸出齒38之間的首次接觸可位于180度位置78與90度位置76之間的任何位置。上擺動齒32之間的最后接觸可位于首次接觸位置與90度位置76之間的任何位置。

圖22是圖18的放大視圖，示出了擺動板14的270度位置80。在270度位置80處，當(dāng)擺動板14在第一章動方向72上章動時，在上擺動齒32與輸出齒38之間，還有下擺動齒30與定子齒22之間可能基本不存在接觸。沿著方向72在180度位置78(見圖21)與下位70(見圖19)之間，在任何位置的任何齒之間可能基本不存在接觸。

上面參考在第一章動方向72上章動的擺動板14討論了圖16至圖22。如參考圖15描繪并討論的，擺動板14還可在第二章動方向74上章動。當(dāng)擺動板14在第二方向74上章動時，下位70可如圖15所示移向左，也就是說，在方向74上移動。90度位置76可以是在方向74上繞著擺動板14的路程的四分之一。180度位置78可位于擺動板14的與下位70對置的那一側(cè)上。270度位置80可以是在方向74上繞著擺動板14的路程的四分之三。

當(dāng)擺動板14在第二章動方向74上章動時，定子齒22的第二驅(qū)動面42(見圖4)可與下擺動齒30的第二從動面54(見圖7和圖8)接合。當(dāng)擺動板14在第二章動方向74上章動時，上擺動齒32的第四驅(qū)動面60(見圖8)可與輸出齒38的第四從動面66(見圖12)接合。齒的這些接合可造成輸出齒輪16相對于固定不動的定子12在方向74上旋轉(zhuǎn)，類似于參考圖20討論的第一章動方向72上的章動方式。

圖23描繪了一般指示為100的方法的多個步驟，用于操作根據(jù)本公開的各方面的擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)。擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以是參考圖1至圖22描繪并討論的任何實(shí)施方式。雖然在下面描述并在圖23中描繪了方法100的各種步驟，但是各步驟不一定都需要執(zhí)行，在某些情況下可采取以與示出的次序不同的次序執(zhí)行，并且在某些情況下可同時執(zhí)行。

方法100可包括步驟102：使轉(zhuǎn)子圍繞支點(diǎn)章動，所述轉(zhuǎn)子包括多個下轉(zhuǎn)子齒和多個上轉(zhuǎn)子齒。如參考圖7討論的，擺動板或轉(zhuǎn)子14可由支點(diǎn)支撐。轉(zhuǎn)子14可具有擺動軸線24，擺動軸線24可繞著固定不動的中央軸線18產(chǎn)生進(jìn)動或章動。章動的擺動軸線24和固定不動的中央軸線18可參考圖2看到并討論。

所述轉(zhuǎn)子可具有多個下轉(zhuǎn)子齒和多個上轉(zhuǎn)子齒，參見例如在圖2至圖22中分別討論的下擺動齒30和上擺動齒32。多個上轉(zhuǎn)子齒和下轉(zhuǎn)子齒均可具有如關(guān)于圖6A、圖6B、圖10A和圖10B討論的由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的面。多個上轉(zhuǎn)子齒均可在轉(zhuǎn)子的上轉(zhuǎn)子表面上具有如關(guān)于圖9討論的矩形覆蓋區(qū)。多個下轉(zhuǎn)子齒均可在轉(zhuǎn)子的下轉(zhuǎn)子表面上具有如關(guān)于圖9討論的矩形覆蓋區(qū)。

方法100可包括步驟104：將轉(zhuǎn)子的第一側(cè)推動成在第一位置處壓靠在固定不動的定子上，所述定子包括多個定子齒。例如，所述第一位置可以是圖15和圖19中描繪的下位70，在該下位，轉(zhuǎn)子14壓靠在固定不動的定子12上。轉(zhuǎn)子14的第一側(cè)可以是圖2中示出的下擺動表面26。在第一位置處，下轉(zhuǎn)子齒30的下轉(zhuǎn)子齒面56可與定子12的上表面20接觸。參見針對下轉(zhuǎn)子齒面56的視圖的圖8，并參見針對定子12的上表面20的視圖的圖2。

所述定子可包括多個定子齒，參見例如圖2中描繪的多個定子齒22。如關(guān)于圖6A和圖6B討論的，多個定子齒22中的每個齒均可具有由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的面。如關(guān)于圖5討論的，多個定子齒22中的每個齒均可在定子的上表面20上具有矩形覆蓋區(qū)。

如關(guān)于圖5進(jìn)一步討論的，一對相鄰定子齒22可將齒距A2定義為一對相鄰定子齒22中的每個齒上的對應(yīng)位置之間的角間隔。一對相鄰定子齒22的每個齒覆蓋區(qū)均可具有比齒距A2的一半小的角寬度A3。

如參考圖4討論的，多個定子齒22中的每個齒均可布置在內(nèi)徑D1和外徑D2之間并可具有齒高H1。齒高H1可在內(nèi)徑D1和外徑D2之間具有最大值，并在內(nèi)徑D1或外徑D2之一處具有最小值。

所述定子可包括一組電磁體。一組電磁體均能夠產(chǎn)生可變磁場。磁場的強(qiáng)度和方向都可以是可變的。一組電磁體均可以是獨(dú)立可控的。一組電磁體均可在電流穿過電磁體時產(chǎn)生磁場。電流可以是交流或直流電流。

所述轉(zhuǎn)子可包括能夠響應(yīng)于由固定不動的定子中的一組電磁體產(chǎn)生的磁場的磁性材料。所述轉(zhuǎn)子的第一側(cè)可被施加到所述轉(zhuǎn)子的磁力推動而壓靠在所述定子上，所述磁力是所述轉(zhuǎn)子對由所述定子的電磁體產(chǎn)生的磁場的響應(yīng)。

方法100可包括步驟106：將所述轉(zhuǎn)子的第二側(cè)推動成在第二位置處壓靠在輸出板上，所述第二位置位于所述轉(zhuǎn)子的與所述第一位置對置的那一側(cè)上，所述輸出板包括多個輸出齒。所述轉(zhuǎn)子的所述第二側(cè)可以是圖2中看到的上擺動表面28。所述第二位置可以是圖17和圖21中描繪的180度位置78，其可位于轉(zhuǎn)子的與圖15和圖19中示出的下位70對置的那一側(cè)上。

所述輸出板可以是輸出齒輪16，并且所述多個輸出齒可以是圖2中示出的多個輸出齒38。如關(guān)于圖14A和圖14B討論的，多個輸出齒38中的每個齒均可具有由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的面。如關(guān)于圖13討論的，多個輸出齒38中的每個齒均可在所述輸出板的下表面上具有矩形覆蓋區(qū)。

所述轉(zhuǎn)子的所述第二側(cè)可被施加到所述轉(zhuǎn)子的磁力推動而壓靠在所述輸出板上。所述轉(zhuǎn)子上的所述第二位置可被磁力直接或間接地推動而壓靠在所述輸出板上。針對直接示例，力可在所述第二位置處施加到所述轉(zhuǎn)子，所述力朝向所述輸出板。在間接示例中，所述轉(zhuǎn)子可由緊靠所述擺動軸線的支點(diǎn)支撐。如果在遠(yuǎn)離所述輸出板的方向上在所述第一位置處將磁力施加到所述轉(zhuǎn)子，則所述轉(zhuǎn)子的對置側(cè)面上的所述第二位置可朝向所述輸出板起到杠桿作用，非常像蹺蹺板。由此，所述轉(zhuǎn)子上的所述第二位置可通過在所述第一位置處施加到所述轉(zhuǎn)子的力與所述支點(diǎn)的支撐的組合效果被推向所述輸出板。

步驟104的所述定子可限定定子平面。步驟106的所述輸出板可被構(gòu)造成平行于所述定子平面，并且步驟102的所述轉(zhuǎn)子可被構(gòu)造成關(guān)于所述定子平面和所述輸出板傾斜一角度并且布置在所述定子與所述輸出板之間，參見例如圖2。

方法100可包括步驟110：使所述下轉(zhuǎn)子齒與所述定子齒接合，并使所述上轉(zhuǎn)子齒與所述輸出齒接合。步驟110可與步驟102同時執(zhí)行，也就是說，隨著所述轉(zhuǎn)子圍繞所述支點(diǎn)章動，可發(fā)生多個齒的接合。隨著所述轉(zhuǎn)子章動，任何單獨(dú)的下轉(zhuǎn)子齒都可具有：與第一定子齒接合的周期、所述下轉(zhuǎn)子齒與任何齒都未接合的周期以及與相鄰于所述第一定子齒的第二定子齒接合的周期，參見與圖20相關(guān)的討論。

隨著所述轉(zhuǎn)子章動，任何單獨(dú)上轉(zhuǎn)子齒都可具有：與第一輸出齒接合的周期、所述上轉(zhuǎn)子齒與任何齒都未接合的周期以及與相鄰于所述第一輸出齒的第二輸出齒接合的周期。齒之間的接合可以是可由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的面之間的滑動接觸。

多個定子齒、下轉(zhuǎn)子齒、上轉(zhuǎn)子齒和輸出齒的齒數(shù)的數(shù)量可被構(gòu)造成為所述輸出板的每單次旋轉(zhuǎn)提供章動的數(shù)目。例如，在圖1至圖22示出的示例性實(shí)施方式中，存在180個定子齒、181個下轉(zhuǎn)子齒、182個上轉(zhuǎn)子齒和181個輸出齒。如關(guān)于圖20討論的，該構(gòu)造致使對于所述輸出板每旋轉(zhuǎn)一次所述轉(zhuǎn)子將章動大約33,000次的齒輪比。也就是說，所述輸出板可被構(gòu)造成隨著所述轉(zhuǎn)子的章動而旋轉(zhuǎn)。然而，取決于期望的齒輪比及其它設(shè)計(jì)約束，多個齒的數(shù)量可以作出其它選擇。

方法100可選地包括步驟108：在第三位置處在朝向所述定子的方向上將力施加到所述轉(zhuǎn)子。所述第三位置可以是圖16和圖20示出的90度位置76。也就是說，第三位置可以是在章動方向上繞著所述轉(zhuǎn)子從所述第一位置移動90度的位置，其中所述第一位置可以是下位70，并且章動方向可以是第一章動方向72或第二章動方向74(見圖15和圖19)中的任一者。

如果所述轉(zhuǎn)子在所述第一位置處與所述定子接觸并且在繞著所述轉(zhuǎn)子距離所述第一位置90度的第三位置處施加力，則該力可能造成所述轉(zhuǎn)子在朝向所述第三位置的方向上章動。也就是說，如果將引力施加到圖20中示出的90度位置76，并且轉(zhuǎn)子14在此位置處響應(yīng)于該力而朝向定子12移動，則在轉(zhuǎn)子14上的同一位置隨后章動四分之一現(xiàn)在將到達(dá)下位70(見圖19)。

將力施加到在章動方向上總是在下位之前90度的轉(zhuǎn)子可驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子圍繞所述支點(diǎn)章動。如參考步驟104描述的，可由所述定子的一組電磁體產(chǎn)生的磁場將磁力施加到所述轉(zhuǎn)子。因?yàn)榭煽刂朴蛇@一組電磁體產(chǎn)生的所述磁場的強(qiáng)度和方向，所以施加到所述轉(zhuǎn)子的力可改變其在所述轉(zhuǎn)子上的方向和位置。電磁力可用于推動轉(zhuǎn)子齒與所述定子和所述輸出板的接合，以及驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子本身的章動。

方法100可選地包括步驟112：將輸出臂聯(lián)接到所述輸出板。存在多種方式將旋轉(zhuǎn)板或齒輪聯(lián)接到臂或軸，使得所述板的角度旋轉(zhuǎn)對應(yīng)于所述臂的線性移動。因?yàn)樵诜椒?00中使用的擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)可被構(gòu)造成使得所述轉(zhuǎn)子的大量章動導(dǎo)致所述輸出板僅旋轉(zhuǎn)一次，參見步驟110的討論，所以這樣的機(jī)構(gòu)可用于產(chǎn)生能夠非常精細(xì)地控制輸出板或輸出臂的致動器。

方法100的各步驟不需要按照上面列出或圖23示出的次序來完成。當(dāng)然，方法100中的部分或全部的步驟可同時執(zhí)行。方法100中的部分或全部的步驟可針對使用擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的持續(xù)時間的部分或全部來執(zhí)行。

進(jìn)一步，本公開包括根據(jù)以下條款的實(shí)施方式：

1、一種擺動板驅(qū)動系統(tǒng)，所述擺動板驅(qū)動系統(tǒng)包括：

定子，所述定子具有中央軸線、垂直于所述中央軸線的上表面和布置在所述上表面上的多個定子齒；

擺動板，所述擺動板具有相對于所述中央軸線以非零角度布置的擺動軸線、垂直于所述擺動軸線的下擺動表面、垂直于所述擺動軸線的上擺動表面、布置在所述下擺動表面上的多個下擺動齒和布置在所述上擺動表面上的多個上擺動齒；以及

輸出齒輪，所述輸出齒輪具有基本與所述中央軸線對準(zhǔn)的輸出軸線、垂直于所述輸出軸線的下表面和布置在所述下表面上的多個輸出齒；

其中，所述擺動板被構(gòu)造成隨著該擺動板繞著所述定子章動而旋轉(zhuǎn)。

2、根據(jù)條款1所述的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述擺動板具有下位，所述擺動板在所述下位最接近所述定子，進(jìn)一步其中，所述多個下擺動齒和所述多個定子齒被構(gòu)造成使得所述多個下擺動齒在沿著章動方向距離所述下位90度的位置處首次接合所述定子齒。

3、根據(jù)條款1所述的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述多個定子齒、所述多個下擺動齒、所述多個上擺動齒和所述多個輸出齒中的每個齒均具有由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的面。

4、根據(jù)條款1所述的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述定子包括內(nèi)徑、外徑和節(jié)圓，所述多個定子齒被布置在所述內(nèi)徑和外徑之間，并且所述節(jié)圓被布置在所述內(nèi)徑和外徑之間，進(jìn)一步其中，所述多個定子齒和所述多個下擺動齒被構(gòu)造成使得由所述多個定子齒和下擺動齒施加在彼此之上的一組接觸力基本上切向于所述節(jié)圓。

5、根據(jù)條款4所述的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述多個定子齒中的每個齒均具有齒高，并且所述齒高在所述內(nèi)徑和所述外徑之間具有最大值并在所述內(nèi)徑或所述外徑之一處具有最小值。

6、根據(jù)條款1所述的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)，其中，所述多個定子齒中的每個齒均在所述上表面上具有矩形覆蓋區(qū)，所述多個下擺動齒中的每個齒均在所述下擺動表面上具有矩形覆蓋區(qū)，所述多個上擺動齒中的每個齒均在所述上擺動表面上具有矩形覆蓋區(qū)，并且所述多個輸出齒中的每個齒均在所述下表面上具有矩形覆蓋區(qū)。

7、根據(jù)條款1所述的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)，其中，

一對相鄰定子齒將齒距定義為所述一對相鄰定子齒中的每個齒上的對應(yīng)位置之間的角間隔；

所述一對相鄰定子齒中的每個齒均在所述上表面上限定出齒覆蓋區(qū)；并且

所述一對相鄰定子齒的每個齒覆蓋區(qū)均具有比所述齒距的一半小的角寬度。

8、一種用于操作擺動板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的方法，所述方法包括：

使轉(zhuǎn)子圍繞支點(diǎn)章動，所述轉(zhuǎn)子包括多個下轉(zhuǎn)子齒和多個上轉(zhuǎn)子齒；

將所述轉(zhuǎn)子的第一側(cè)推動成在第一位置處壓靠在固定不動的定子上，所述定子包括多個定子齒；

將所述轉(zhuǎn)子的第二側(cè)推動成在第二位置處壓靠在輸出板上，所述第二位置位于所述轉(zhuǎn)子的與所述第一位置對置的那一側(cè)上，所述輸出板包括多個輸出齒；以及

隨著所述轉(zhuǎn)子圍繞所述支點(diǎn)章動，使所述下轉(zhuǎn)子齒與所述定子齒接合并使所述上轉(zhuǎn)子齒與所述輸出齒接合。

9、根據(jù)條款8所述的方法，其中，所述多個定子齒、下轉(zhuǎn)子齒、上轉(zhuǎn)子齒和輸出齒中的每個齒均具有由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的面。

10、根據(jù)條款8所述的方法，其中，所述多個定子齒中的每個齒均在所述定子的上表面上具有矩形覆蓋區(qū)，所述多個下轉(zhuǎn)子齒中的每個齒均在所述轉(zhuǎn)子的下表面上具有矩形覆蓋區(qū)，所述多個上轉(zhuǎn)子齒中的每個齒均在所述轉(zhuǎn)子的上表面上具有矩形覆蓋區(qū)，并且所述多個輸出齒中的每個齒均在所述輸出板的下表面上具有矩形覆蓋區(qū)。

11、根據(jù)條款10所述的方法，其中，

一對相鄰定子齒將齒距定義為所述一對相鄰定子齒中的每個齒上的對應(yīng)位置之間的角間隔；并且

所述一對相鄰定子齒的每個齒覆蓋區(qū)均具有比所述齒距的一半小的角寬度。

12、根據(jù)條款8所述的方法，其中，所述定子限定定子平面，所述輸出板被構(gòu)造成平行于所述定子平面，并且所述轉(zhuǎn)子被構(gòu)造成相對于所述定子平面和所述輸出板傾斜一角度并被布置在所述定子與所述輸出板之間。

13、根據(jù)條款8所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括：在第三位置處在朝向所述定子的方向上將力施加到所述轉(zhuǎn)子，所述第三位置是在章動方向上繞著所述轉(zhuǎn)子從所述第一位置移動90度的位置。

14、根據(jù)條款8所述的方法，其中，所述多個定子齒中的每個齒均被布置在內(nèi)徑和外徑之間并具有齒高，所述齒高在所述內(nèi)徑和所述外徑之間具有最大值并在所述內(nèi)徑或所述外徑之一處具有最小值。

15、一種用在章動擺動板驅(qū)動系統(tǒng)中的齒輪，所述齒輪包括：

中央軸線、垂直于所述中央軸線的表面、內(nèi)徑和外徑；

一組齒，在所述內(nèi)徑和所述外徑之間將這一組齒布置在所述表面上；以及

這一組齒中的至少一個具有從所述內(nèi)徑延伸到所述外徑的第一驅(qū)動面，所述第一驅(qū)動面由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定；

在所述內(nèi)徑和所述外徑之間將這一組齒中的所述至少一個布置在所述表面上。

16、根據(jù)條款15所述的齒輪，其中，這一組齒中的至少一個在所述表面上具有矩形覆蓋區(qū)。

17、根據(jù)條款15所述的齒輪，其中：

一對相鄰齒將齒距定義為所述一對相鄰齒中的每個齒上的對應(yīng)位置之間的角間隔；

所述一對相鄰齒中的每個齒均在所述表面上限定出齒覆蓋區(qū)；并且

所述一對相鄰齒中的每個齒的每個齒覆蓋區(qū)均具有比所述齒距的一半小的角寬度。

18、根據(jù)條款15所述的齒輪，其中，所述齒中的至少一個具有由圓和橢圓的復(fù)合漸開線限定的第二驅(qū)動面，所述第二驅(qū)動面被布置成與所述第一驅(qū)動面對置。

19、根據(jù)條款18所述的齒輪，其中，所述齒中的至少一個具有上齒面，所述上齒面具有齒高，所述上齒面從所述第一驅(qū)動面延伸到所述第二驅(qū)動面；并且其中，所述齒高在所述內(nèi)徑和所述外徑之間具有最大值并在所述內(nèi)徑或所述外徑之一處具有最小值。

20、根據(jù)條款15所述的齒輪，其中，這一組齒被構(gòu)造成使得由所述章動擺動板驅(qū)動系統(tǒng)中的另一齒輪施加在所述齒上的接觸力將沿著與布置在所述內(nèi)徑和所述外徑之間的節(jié)圓的切向基本平行的方向。

優(yōu)點(diǎn)、特征、益處

為了設(shè)計(jì)具有高齒輪比還占據(jù)小空間的馬達(dá)，本文中描述的擺動板驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)施方式提供了優(yōu)于已知解決方案的若干優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本公開，僅使用定子、擺動板和輸出板可實(shí)現(xiàn)數(shù)萬的齒輪比，其中這樣的機(jī)構(gòu)可以被包含在小空間內(nèi)。例如，本文中描述的說明性實(shí)施方式允許章動擺動板的非偏心運(yùn)動。已知系統(tǒng)或裝置無法執(zhí)行這些功能，特別是在這樣的小空間中。由此，對于產(chǎn)生帶有非常精細(xì)的馬達(dá)控制的致動器，本文中描述的說明性實(shí)施方式是特別有用的。然而，并非所有本文中描述的實(shí)施方式都提供相同優(yōu)點(diǎn)或相同程度的優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)論

上面闡述的本公開可涵蓋具有獨(dú)立效用的多個不同公開。雖然這些公開均已采取其優(yōu)選形式進(jìn)行了公開，但是本文中公開并圖示的其具體實(shí)施方式不應(yīng)在限制性意義上考慮，因?yàn)樵S多變型是可能的。達(dá)到在本公開內(nèi)使用章節(jié)標(biāo)題的程度，這樣的標(biāo)題僅出于組織的目的，并不構(gòu)成任何要求的公開內(nèi)容的表征。本公開的主題包括本文中公開的各種要素、特征、功能和/或?qū)傩缘乃行路f的和非顯而易見的組合和子組合。以下權(quán)利要求書特別指出被認(rèn)為新穎和非顯而易見的某些組合和子組合。體現(xiàn)在特征、功能、要素和/或?qū)傩缘钠渌M合和子組合中的公開內(nèi)容可在要求本申請或相關(guān)申請的優(yōu)先權(quán)的申請中得到保護(hù)。這樣的權(quán)利要求，不論是針對不同公開或是相同公開，以及不論是否比原始權(quán)利要求的范圍更寬、更窄、等同或不同，都應(yīng)認(rèn)為包括在本公開的公開內(nèi)容的主題內(nèi)。