專利名稱：平動(dòng)式嚙合電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)新穎的電機(jī)，確切地說，涉及一種由電磁力驅(qū)動(dòng)磁體 作平移運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件和齒輪內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)兩個(gè)部件組成的平動(dòng)式嚙合電機(jī)，屬 于機(jī)械系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)部件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，國內(nèi)在將新型減速機(jī)構(gòu)與電機(jī)進(jìn)行一體化方面的研究取得了一些 新進(jìn)展。比如把電機(jī)與諧波減速機(jī)二者合并在一起設(shè)計(jì)和制造，不但使得輸出 力矩增加，而且其結(jié)構(gòu)尺寸得到明顯著減小。在國外，尤其是在日本，基于齒
輪嚙合的減速傳動(dòng)原理，已經(jīng)開發(fā)出來多種不同結(jié)構(gòu)類型的電機(jī)。例如壓電 擺線電機(jī)，它是通過一對(duì)擺線齒輪的嚙合將壓電驅(qū)動(dòng)器的伸縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再依靠壓電驅(qū)動(dòng)器輸出的驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)擺線電機(jī)旋轉(zhuǎn)輸出扭矩。該 壓電擺線電機(jī)的減速比是其轉(zhuǎn)子與定子齒數(shù)的差值與轉(zhuǎn)子齒數(shù)之比，減速比很 高。同時(shí)由于齒輪嚙合傳動(dòng)的摩擦損失小、傳動(dòng)效率高，因此該壓電擺線電機(jī) 與依靠定轉(zhuǎn)子之間的摩擦力來輸出低轉(zhuǎn)速、大扭矩的超聲波及諧波電機(jī)相比較， 具有更高的效率和使用壽命。
眾所周知，由于齒輪嚙合的傳動(dòng)優(yōu)勢，近年來先后研制了多種將齒輪嚙合 與不同類型的驅(qū)動(dòng)器相結(jié)合的低速大扭矩電機(jī)。例如通過橡膠變形驅(qū)動(dòng)的擺線 電機(jī)、靠氣缸驅(qū)動(dòng)的錐齒輪電機(jī)、依靠液壓缸驅(qū)動(dòng)的端面齒輪電機(jī)、以及電磁 擺線電機(jī)和電磁錐齒輪電機(jī)等等。上述電機(jī)都具有效率高、精度好、磨損小、 體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，在用作機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置方面得到了很好的應(yīng)用。
但是，由于上述電機(jī)只是將驅(qū)動(dòng)器與定子相互連接，并未構(gòu)成一體化機(jī)構(gòu)， 因此其結(jié)構(gòu)不夠緊湊。另外，對(duì)于采用氣缸和液壓缸驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，除了驅(qū)動(dòng)器以外，還額外需要一套動(dòng)力源。而壓電或超^f茲致伸縮材料驅(qū)動(dòng)的電機(jī)則因?yàn)槠?驅(qū)動(dòng)器作用的行程太短(僅為微米級(jí))，為了滿足定子運(yùn)動(dòng)行程的需要，還需要
增加一套杠桿，以增大其作用行程。而且，在低速驅(qū)動(dòng)和負(fù)載較大的場合中使 用的電機(jī)都需要安裝減速器及其相關(guān)部件或裝置，這樣自然就增加了驅(qū)動(dòng)裝置 的重量和安裝難度。因此如何對(duì)齒輪減速裝置與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)一體化的結(jié)合， 以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述各種缺陷，已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)科技人員關(guān)注的一個(gè)研究 熱點(diǎn)課題。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的平動(dòng)式嚙合電機(jī)， 該電機(jī)以電磁吸引力作為驅(qū)動(dòng)力，將擺線齒輪嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為減速輸出部件， 具有啟動(dòng)快、結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動(dòng)力矩大、輸出轉(zhuǎn)速低、且具備一定自鎖能力和軸 向尺寸小等特點(diǎn)的低速電機(jī)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種平動(dòng)式嚙合電機(jī)，其特征在于該 裝置是將電機(jī)和減速機(jī)集成為一體的低速電動(dòng)機(jī)，包括有電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子， 齒輪減速機(jī)的擺線內(nèi)齒圈和擺線外齒輪，以及機(jī)殼、銷釘；
所述轉(zhuǎn)子為薄壁圓筒狀構(gòu)件，采用緊固螺^T與位于該轉(zhuǎn)子兩端的兩個(gè)擺線 內(nèi)齒圈固定連接，該擺線內(nèi)齒圈還藉由其徑向均布的4個(gè)通孔與4個(gè)銷確丁呈間 隙松動(dòng)配合，構(gòu)成孔銷式平行四桿約束機(jī)構(gòu)，使得該擺線內(nèi)齒圈和電機(jī)轉(zhuǎn)子能 夠相對(duì)于銷釘在徑向作設(shè)定尺寸范圍內(nèi)的平動(dòng)；
所述定子位于轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)、并藉由其四個(gè)通孔固裝在所述4個(gè)銷4丁中間部位， 該4個(gè)銷釘兩端螺固在機(jī)殼法蘭盤上，該定子與輸出軸、擺線外齒輪同軸；定 子的四個(gè)凸柱上分別設(shè)有獨(dú)立的電磁線圈繞組，形成4個(gè)感應(yīng)磁極，按照設(shè)定
順序通電后，這些電磁線圈繞組產(chǎn)生的電磁力將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子繞輸出軸作平動(dòng)，同 時(shí)帶動(dòng)與轉(zhuǎn)子固聯(lián)的擺線內(nèi)齒圈一起平動(dòng)；
所述擺線內(nèi)齒圈為薄壁環(huán)狀通孔構(gòu)件，通過齒輪嚙合帶動(dòng)固裝在輸出軸上 的擺線外齒輪運(yùn)動(dòng)，使得擺線外齒輪形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過連接4建將該擺線外齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給輸出軸而輸出大扭矩的低轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；
所述擺線外齒輪為薄壁環(huán)狀通孔構(gòu)件，其通孔內(nèi)設(shè)有放置連接鍵的凹槽，
用于將該擺線外齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給該輸出軸。 所述定子和轉(zhuǎn)子是用軟磁材料制成的。
所述擺線內(nèi)齒圈和擺線外齒輪組成一齒差的擺線齒輪減速機(jī)，其減速傳動(dòng) 比z為z = z,./(z。-z,.)，式中，z,.為內(nèi)齒圏齒數(shù)，z。為外齒輪齒數(shù)。
所述擺線內(nèi)齒圈的徑向均布設(shè)有兩組各4個(gè)通孔 一組與4個(gè)銷釘配合， 形成孔銷約束機(jī)構(gòu)；另一組通過4個(gè)緊固螺^t丁與轉(zhuǎn)子固聯(lián)為一體。
所述輸出軸通過兩端的軸承固裝在電機(jī)機(jī)殼法蘭盤上，該輸出軸的兩端分 別設(shè)有限制擺線外齒輪軸向移動(dòng)的凸臺(tái)和放置連接鍵的鍵槽，藉由所述連接鍵 將所述擺線外齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給該輸出軸。
所述轉(zhuǎn)子在徑向的平動(dòng)，為轉(zhuǎn)子軸線繞定子軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，沒有繞自身軸線 的轉(zhuǎn)動(dòng)，即只有公轉(zhuǎn)，沒有自轉(zhuǎn)；故被稱為平動(dòng)式嚙合電機(jī)。
所述擺線外齒輪和擺線內(nèi)齒圈兩者為共軛齒形，齒數(shù)為一齒差；該對(duì)共軛 齒輪將擺線內(nèi)齒圈的公轉(zhuǎn)經(jīng)過減速后輸出，轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)一周，擺線外齒輪僅轉(zhuǎn)動(dòng) 一個(gè)齒，藉此輸出低轉(zhuǎn)速和大扭矩。
所述共軛擺線外齒輪和擺線內(nèi)齒圏的分度圓半徑差與電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的 半徑差相等，以保證電磁力平動(dòng)驅(qū)動(dòng)和擺線嚙合減速兩個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的有效配合。
本發(fā)明是一種低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的平動(dòng)式嚙合電機(jī)，該電機(jī)突破傳統(tǒng)電機(jī)的 設(shè)計(jì)理念，屬于集電機(jī)、減速機(jī)于一體的低速電動(dòng)機(jī)。它是依靠電磁力驅(qū)動(dòng)電 機(jī)工作，并將電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子分別與擺線外齒輪和擺線內(nèi)齒圏固聯(lián)，形成擺 線減速器嚙合運(yùn)動(dòng)方式，依靠擺線齒輪嚙合傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)減速，真正將電機(jī)與減速 機(jī)結(jié)合為一體。其中的電機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子只有平動(dòng)沒有轉(zhuǎn)動(dòng)，從而避免了傳 統(tǒng)電機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)定子旋轉(zhuǎn)一周而造成作用距離長、響應(yīng)速度慢、低速工況不穩(wěn) 定、輸出扭矩小等弱點(diǎn)。該電機(jī)軸向尺寸小、結(jié)構(gòu)筒單、緊湊，安裝容易、方 便，能夠?qū)崿F(xiàn)無間隙傳動(dòng)，啟動(dòng)快，并具有一定自鎖功能。零件少，傳動(dòng)工作可靠，與傳統(tǒng)電才幾相比專交，具有以下優(yōu)點(diǎn)力矩大，重量輕，啟動(dòng)快，成本豐交 低。該電機(jī)可以用于工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床和航空航天等對(duì)驅(qū)動(dòng)單元有特殊要求 快速啟動(dòng)、快速正反轉(zhuǎn)、對(duì)空間尺寸和重量要求嚴(yán)格、以及要求較高輸出力和 鎖止功能的工業(yè)領(lǐng)域的工作場合。
圖1 (A)、 (B)分別是本發(fā)明平動(dòng)式嚙合電機(jī)的嚙合傳動(dòng)工作原理圖。 圖2 (A)、 (B)、 (C)、 (D)分別是本發(fā)明平動(dòng)式嚙合電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的 定子與轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置及其工作原理圖
圖3和圖4是本發(fā)明平動(dòng)式嚙合電機(jī)的兩個(gè)不同方位裝配結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖5(A)、 (B)分別是本發(fā)明電機(jī)的零件擺線內(nèi)齒圈的主視圖和軸測圖。 圖6(A)、 (B)分別是本發(fā)明電機(jī)的零件擺線外齒輪的主視圖和軸測圖。 圖7 (A)、 (B)分別是本發(fā)明電機(jī)的零件定子的主視圖和軸測圖。 圖8 (A)、 (B)分別是本發(fā)明電機(jī)的零件轉(zhuǎn)子的主視圖和軸測圖。 圖9 (A)、 (B)分別是本發(fā)明電機(jī)的零件輸出軸的主視圖和軸測圖。 圖10 (A)、 (B)分別是本發(fā)明平動(dòng)式嚙合電機(jī)的零件銷釘示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作 進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)新穎的平動(dòng)式嚙合電機(jī)，是將電機(jī)和減速機(jī)集成為一體、 簡化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，使電機(jī)直接輸出低轉(zhuǎn)速、大扭矩，并具有一定的自鎖和制 動(dòng)能力的低速電動(dòng)機(jī)。
先參見圖1和圖2，介紹該平動(dòng)式嚙合電機(jī)的工作原理擺線外齒輪4與 定子2同軸，它們的軸線在二維平面上^:影為圖中所示的0,點(diǎn)；轉(zhuǎn)子l與擺線 內(nèi)齒圈3同軸且緊固連接在一起，其軸線在二維平面上投影為02點(diǎn)；A、 B為 與定子相固聯(lián)的兩個(gè)參考位置點(diǎn)，a、 b為與轉(zhuǎn)子固聯(lián)上的參考位置點(diǎn)。(如圖l(A)所示)。該平動(dòng)式嚙合電機(jī)的定子2具有四個(gè)突起，轉(zhuǎn)子l為圓環(huán)形石茲極， 定子2和轉(zhuǎn)子1均為軟磁材料構(gòu)成，轉(zhuǎn)子1上既無繞組也無永磁體。定子2的 各個(gè)突起上分別繞制一個(gè)繞組2A,且每個(gè)繞組2A獨(dú)立自成一相。當(dāng)對(duì)第①、 ③兩組線圈加電時(shí)，外圈的轉(zhuǎn)子l分別呈上、下吸合狀態(tài)(參見圖2(A)和圖 2(C)),當(dāng)對(duì)第②、④兩組線圏加電時(shí)，外圏的轉(zhuǎn)子l分別呈右、左吸合狀態(tài) (參見圖2(B)和圖2(D))。因此，只要控制各組線圈的加電順序和方向，就可 以使外圏的轉(zhuǎn)子l按照如圖2 (A)、 (B)、 (C)、 (D)所示的順序即上—右~> 下—左依次吸合，如果再進(jìn)一步細(xì)分電路，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞定子軸線作均勻公 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子i上的通孔4A和銷釘10形成的孔銷約束機(jī)構(gòu)能夠約束轉(zhuǎn)子的公 轉(zhuǎn)半徑限制在一定范圍內(nèi)，如圖1 (A)、 (B)所示，由參考位置點(diǎn)A、 B和a、 b組成的平行四邊形就是代表了轉(zhuǎn)子、定子之間的這種平行四桿運(yùn)動(dòng)約束關(guān)系。 參見各個(gè)附圖，介紹本發(fā)明電機(jī)的組成結(jié)構(gòu)，該裝置零件包括有電機(jī)的 轉(zhuǎn)子l、定子2，齒輪減速機(jī)的擺線內(nèi)齒圈4和擺線外齒輪3，輸出軸5、以及 機(jī)殼6、法蘭盤7、軸承8、聯(lián)接鍵9、銷釘10和墊圈11等。
其中電機(jī)的轉(zhuǎn)子1為薄壁圓筒狀構(gòu)件(參見圖8和圖3、圖4),采用在其 通孔1A中的緊固螺釘與位于該轉(zhuǎn)子1兩端的兩個(gè)擺線內(nèi)齒圈4固定連接，該 擺線內(nèi)齒圈4還藉由其徑向均布的4個(gè)通孔4A與4個(gè)銷釘較細(xì)直徑部位10A 呈間隙松動(dòng)配合，構(gòu)成孔銷式平行四桿運(yùn)動(dòng)約束機(jī)構(gòu)，使得該擺線內(nèi)齒圈4和 固聯(lián)的轉(zhuǎn)子1能夠相對(duì)于銷釘10在徑向作設(shè)定尺寸范圍內(nèi)的平動(dòng)。電機(jī)轉(zhuǎn)子1 在徑向的平動(dòng)，為轉(zhuǎn)子1軸線繞定子2軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，沒有繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)， 即只有公轉(zhuǎn)，沒有自轉(zhuǎn)；故被稱為平動(dòng)式嚙合電機(jī)。
電機(jī)的定子2 (參見圖7和圖3、圖4)位于轉(zhuǎn)子1內(nèi)側(cè)、并藉由其四個(gè)通 孑L 2B固裝在4個(gè)銷釘中間部位IOC，該4個(gè)銷釘10兩端10B螺固在才幾殼7 的法蘭盤6上，該定子2與輸出軸5、擺線外齒輪3同軸；定子2的四個(gè)凸柱 上分別設(shè)有獨(dú)立的電磁線圈繞組2A，以形成4個(gè)感應(yīng)磁極，按照設(shè)定順序通 電后，這些電磁線圏繞組2A產(chǎn)生的電磁力將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子1繞輸出軸5作平動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)與轉(zhuǎn)子l固聯(lián)的擺線內(nèi)齒圏4一起平動(dòng)。
擺線內(nèi)齒圈4為薄壁環(huán)狀通孔構(gòu)件(參見圖5)，其徑向均布設(shè)有兩組各4 個(gè)通孔 一組通孔4A與4個(gè)銷釘中直徑稍細(xì)部位10A配合，形成孔銷約束機(jī) 構(gòu)；另一組通孔4B通過4個(gè)緊固螺釘與轉(zhuǎn)子1固聯(lián)為一體。它通過齒輪嚙合 帶動(dòng)固裝在輸出軸5上的擺線外齒輪3運(yùn)動(dòng)，使得擺線外齒輪3形成自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 并通過連接鍵9將該擺線外齒輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給輸出軸5而輸出大扭矩的低轉(zhuǎn) 速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).
擺線外齒輪3為薄壁環(huán)狀通孔構(gòu)件(參見圖6),其通孔內(nèi)設(shè)有放置連接 鍵9的凹槽，用于將該擺線外齒輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給該輸出軸5。本發(fā)明的擺線 內(nèi)齒圈4和擺線外齒輪3組成共軛齒形、且齒數(shù)為一齒差的擺線齒輪減速機(jī)， 其減速傳動(dòng)比f為/ = z,./(Z。-z,.),式中，Z,.為內(nèi)齒圈4的齒it, Z。為外齒4侖3 的齒數(shù)。該對(duì)共軛齒輪將擺線內(nèi)齒圈4的公轉(zhuǎn)經(jīng)過減速后輸出，轉(zhuǎn)子1公轉(zhuǎn)一 周，擺線外齒輪3僅轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，藉此輸出低轉(zhuǎn)速和大扭矩。需要說明的是 共軛擺線內(nèi)齒圏4和擺線外齒輪3的分度圓半徑差(參見圖1 (B): R-r)與 電機(jī)的轉(zhuǎn)子1和定子2的半徑差相等，以保證電;茲力平動(dòng)驅(qū)動(dòng)和擺線嚙合減速 兩個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的有效配合。
參見圖9,輸出軸5通過兩端的軸承8固裝在電機(jī)機(jī)殼7的法蘭盤6上， 該輸出軸5的兩端分別設(shè)有限制擺線外齒輪3軸向移動(dòng)的凸臺(tái)和放置連接鍵9 的鍵槽5A，藉由該連接鍵9將擺線外齒輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給該輸出軸5。
參見圖10，銷釘10是個(gè)圓柱轉(zhuǎn)軸狀零件，其中較細(xì)直徑部分IOA與擺線 內(nèi)齒圏上面的孔4A配合，形成孔銷約束機(jī)構(gòu)，使得擺線內(nèi)齒圈4及其固聯(lián)的 轉(zhuǎn)子1只可以相對(duì)于定子2平動(dòng)，而限制其自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。銷釘10兩端部分10B 用于與機(jī)殼的法蘭盤6連接，中間部分10C則與定子2緊固連接。
總之，本發(fā)明電機(jī)的轉(zhuǎn)子1與兩端完全相同的兩個(gè)擺線內(nèi)齒圈4緊固，擺 線內(nèi)齒圏4上開有四個(gè)通孔4A,內(nèi)穿有四個(gè)銷4丁10,銷4丁10兩端與法蘭盤7 固聯(lián)，銷釘10兩端有一段直徑10A略小于擺線內(nèi)齒圈4上與之配合的孔4A的直徑，使得擺線內(nèi)齒圈4與其緊固連接的轉(zhuǎn)子1能夠相對(duì)于該銷釘10在徑向作 一定范圍內(nèi)的移動(dòng)，形成平行四桿運(yùn)動(dòng)約束才幾構(gòu)。定子2與輸出軸5同軸，定 子2上的四個(gè)獨(dú)立繞組2A，按照設(shè)定順序通電產(chǎn)生的電磁力，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子1繞定 子2作平動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)固聯(lián)的擺線內(nèi)齒圈4與輸出軸5上安裝的擺線外齒輪3 產(chǎn)生嚙合運(yùn)動(dòng)，輸出擺線外齒輪3的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，最后通過連接鍵9將擺線外齒 輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給輸出軸5而輸出低轉(zhuǎn)速、大扭矩。本發(fā)明電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 通過轉(zhuǎn)子1上的擺線內(nèi)齒圏4與定子2上的擺線外齒輪3在電磁驅(qū)動(dòng)力作用下 相互嚙合，縮短定子2與轉(zhuǎn)子l之間的作用距離，增大作用力，使減速機(jī)和電 動(dòng)才幾真正成為 一個(gè)整體。
本發(fā)明已經(jīng)研制成功試驗(yàn)樣機(jī)，并進(jìn)行了實(shí)施試驗(yàn)。該樣機(jī)的參數(shù)及性能 平動(dòng)內(nèi)齒圈齒數(shù)50，外齒輪齒數(shù)51,傳動(dòng)比51: 1，電機(jī)外徑90mm，電 機(jī)總長110mm,加載電壓12V,測峰值電流0.5A。該電機(jī)采用四相八拍的脈 沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，在轉(zhuǎn)速為3轉(zhuǎn)/分時(shí)，輸出力矩可達(dá)60mNM (需要特別說明的 是由于受到加工設(shè)備的局限，樣機(jī)存在加工誤差，各個(gè)運(yùn)動(dòng)約束零件之間有 配合間隙，致使擺線齒輪在嚙合時(shí)有時(shí)發(fā)生打滑，使承載減小)。盡管存在一定 缺陷，但是，試驗(yàn)基本是成功的，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1、一種平動(dòng)式嚙合電機(jī)，其特征在于該裝置是將電機(jī)和減速機(jī)集成為一體的低速電動(dòng)機(jī)，包括有電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子，齒輪減速機(jī)的擺線內(nèi)齒圈和擺線外齒輪，以及機(jī)殼、銷釘；所述轉(zhuǎn)子為薄壁圓筒狀構(gòu)件，采用緊固螺釘與位于該轉(zhuǎn)子兩端的兩個(gè)擺線內(nèi)齒圈固定連接，該擺線內(nèi)齒圈還藉由其徑向均布的4個(gè)通孔與4個(gè)銷釘呈間隙松動(dòng)配合，構(gòu)成孔銷式平行四桿運(yùn)動(dòng)約束機(jī)構(gòu)，使得該擺線內(nèi)齒圈和轉(zhuǎn)子能夠相對(duì)于銷釘在徑向作設(shè)定尺寸范圍內(nèi)的平動(dòng)；所述定子位于轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)、并藉由其四個(gè)通孔固裝在所述4個(gè)銷釘中間部位，該4個(gè)銷釘兩端螺固在機(jī)殼法蘭盤上，該定子與輸出軸、擺線外齒輪同軸；定子的四個(gè)凸柱上分別設(shè)有獨(dú)立的電磁線圈繞組，形成4個(gè)感應(yīng)磁極，按照設(shè)定順序通電后，這些電磁線圈繞組產(chǎn)生的電磁力將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子繞輸出軸作平動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)與轉(zhuǎn)子固聯(lián)的擺線內(nèi)齒圈一起平動(dòng)；所述擺線內(nèi)齒圖為薄壁環(huán)狀通孔構(gòu)件，通過齒輪嚙合帶動(dòng)固裝在輸出軸上的擺線外齒輪運(yùn)動(dòng)，使得擺線外齒輪形成自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過連接鍵將該擺線外齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給輸出軸而輸出大扭矩的低轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述擺線外齒輪為薄壁環(huán)狀通孔構(gòu)件，其通孔內(nèi)設(shè)有放置連接鍵的凹槽，用于將該擺線外齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給該輸出軸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動(dòng)式嚙合電機(jī)，其特征在于所述定子和轉(zhuǎn)子 是用軟磁材料制成的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動(dòng)式嚙合電機(jī)，其特征在于所述擺線內(nèi)齒圈 和擺線外齒輪組成一齒差的擺線齒輪減速機(jī)，其減速傳動(dòng)比/為/ = z,./(z。-z,.), 式中，z,.為內(nèi)齒圏齒數(shù)，z。為外齒輪齒數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動(dòng)式嚙合電機(jī)，其特征在于所述擺線內(nèi)齒圈 的徑向均布設(shè)有兩組各4個(gè)通孔 一組與4個(gè)銷4丁配合，形成孔銷約束機(jī)構(gòu)； 另 一組通過4個(gè)緊固螺釘與轉(zhuǎn)子固聯(lián)為 一體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動(dòng)式嚙合電機(jī)，其特征在于所述輸出軸通過 兩端的軸承固裝在電機(jī)機(jī)殼法蘭盤上，該輸出軸的兩端分別設(shè)有限制擺線外齒 輪軸向移動(dòng)的凸臺(tái)和放置連接鍵的鍵槽，藉由所述連接鍵將所述擺線外齒輪的 轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給該輸出軸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動(dòng)式嚙合電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子在徑向 的平動(dòng)，為轉(zhuǎn)子軸線繞定子軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，沒有繞自身軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，即只有^H爭， 沒有自轉(zhuǎn)；故被稱為平動(dòng)式嚙合電機(jī)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動(dòng)式嚙合電機(jī)，其特征在于所述擺線外齒輪 和擺線內(nèi)齒圈兩者為共軛齒形，齒數(shù)為一齒差；該對(duì)共軛齒輪將擺線內(nèi)齒圈的 公轉(zhuǎn)經(jīng)過減速后輸出，轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)一周，擺線外齒4侖僅轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，藉此輸出低 轉(zhuǎn)速和大扭矩。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平動(dòng)式嚙合電機(jī)，其特征在于所述共軛擺線外 齒輪和擺線內(nèi)齒圈的分度圓半徑差與電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的半徑差相等，以保證 電石茲力平動(dòng)驅(qū)動(dòng)和擺線嚙合減速兩個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的有效配合。
全文摘要
一種平動(dòng)式嚙合電機(jī)，其轉(zhuǎn)子與兩個(gè)擺線內(nèi)齒圈緊固，轉(zhuǎn)子上開設(shè)的四個(gè)通孔內(nèi)穿有呈大間隙的四個(gè)銷釘，銷釘兩端與機(jī)殼固聯(lián)，使得轉(zhuǎn)子和與其固聯(lián)的擺線內(nèi)齒圈能相對(duì)銷釘在徑向一定范圍內(nèi)移動(dòng)，形成平行四桿式運(yùn)動(dòng)約束機(jī)構(gòu)。定子與輸出軸同軸，定子的四個(gè)線圈繞組按設(shè)定順序通電產(chǎn)生的電磁力，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子繞輸出軸作平動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)固聯(lián)的擺線內(nèi)齒圈與輸出軸上固裝的擺線外齒輪產(chǎn)生嚙合運(yùn)動(dòng)，輸出擺線外齒輪的自轉(zhuǎn)，再通過連接鍵將外齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給輸出軸而輸出低轉(zhuǎn)速、大扭矩。本發(fā)明特點(diǎn)是通過轉(zhuǎn)子上的擺線內(nèi)齒圈與定子上的擺線外齒輪在電磁驅(qū)動(dòng)力作用下相互嚙合，縮短定子與轉(zhuǎn)子間的作用距離，增大作用力，使該低速電動(dòng)機(jī)的減速機(jī)和電動(dòng)機(jī)集成為一體。
文檔編號(hào)H02K7/116GK101291096SQ200810114840
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者廖啟征, 強(qiáng) 徐, 李瑞華, 魏世民 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)