本发明专利技术公开了一种基于行星传动的可缓冲驱动装置，该可缓冲驱动装置采用两自由度的行星传动组件将弹簧组件与电机组件连接，且弹簧组件与电机组件同轴布置，做到了包络体积最小。相对于产品研制后期的专项减重，该组可缓冲驱动装置从传动构型角度着手减重，便于可缓冲驱动装置的轻量化。本发明专利技术为具有缓冲功能的航天领域的驱动装置和轻型工业机器人的驱动装置提供了一组有效的解决方案。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及驱动装置，特别涉及一种基于行星传动的可缓冲驱动装置。
技术介绍
现有的驱动装置主要是电机结合减速器模式，多为等刚度驱动装置，在有缓冲需求的场合，一般采用在传动链中串接弹簧机构来实现，这就使得整个传动装置的体积包络朝着细长型或粗短型的方向发展，不利于驱动装置的小型化、轻量化。目前市场上迫切需要一系列体积小、重量轻的可缓冲驱动装置，主要应用在航天领域的驱动装置，也可广泛应用于轻型工业机器人领域。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于行星传动的可缓冲驱动装置，主要应用在空间领域，也可广泛应用于中小型工业机器人领域。本专利技术的技术方案如下: 一种基于行星传动的可缓冲驱动装置，主要由电机组件、弹簧组件和两自由度的行星传动组件三大部分组成，所述行星传动组件包括行星架，其中，电机组件与弹簧组件同轴安装于行星传动组件一侧，并且整个可缓冲驱动装置经由所述行星传动组件的行星架输出。所述电机组件包括电机转子和电机定子，所述两自由度的行星传动组件包括太阳齿轮、行星齿轮、内齿圈、行星架。结合弹簧组件和电机组件的不同类型可以将所述可缓冲驱动装置分为六种情况:外置圆柱扭转弹簧单向可缓冲驱动装置、内置圆柱扭转弹簧单向可缓冲驱动装置、外置平面蜗卷弹簧单向可缓冲驱动装置、内置平面蜗卷弹簧单向可缓冲驱动装置、外置平面蜗卷弹簧双向可缓冲驱动装置和内置平面蜗卷弹簧双向可缓冲驱动装置。其中，所述外置圆柱扭转弹簧单向可缓冲驱动装置包括电机转子、电机定子、圆柱扭转弹簧、弹簧外罩、太阳齿轮、行星齿轮、内齿圈、行星架和基座；其中，电机转子连接太阳齿轮，电机定子固定在基座上，太阳齿轮经行星齿轮连接内齿圈，内齿圈连接圆柱扭转弹簧一端，圆柱扭转弹簧另一端连接基座，行星架连接行星齿轮；电机正转或者反转时，运动由电机输入，经行星组件减速从行星架输出，当有瞬时阻力阻碍行星架转动时，太阳轮转速不变，行星架转速减缓，内齿圈带动圆柱扭转弹簧扭转，储存能量，当瞬时阻力消除时，圆柱扭转弹簧的弹性势能释放，带动内齿圈转动，使得行星架转速加快，进而趋于稳定，实现该驱动装置的缓冲功能。所述内置圆柱扭转弹簧双向可缓冲驱动装置包括电机转子、电机定子、圆柱扭转弹簧、弹簧外壳、太阳齿轮、行星齿轮、内齿圈、行星架和基座；其中，电机转子连接内齿圈，电机定子固定在基座上，太阳齿轮经行星齿轮连接内齿圈，太阳齿轮连接圆柱扭转弹簧一端，圆柱扭转弹簧另一端连接弹簧外壳，弹簧外壳固定在基座上，行星架连接行星齿轮；电机正转或者反转时，运动由电机输入，经行星组件减速从行星架输出，当有瞬时阻力阻碍行星架转动时，内齿圈转速不变，行星架转速减缓，太阳齿轮带动圆柱扭转弹簧扭转，储存能量，当瞬时阻力消除时，圆柱扭转弹簧的弹性势能释放，带动太阳齿轮转动，使得行星架瞬时转速加快，进而趋于稳定，实现该驱动装置的缓冲功能。所述外置平面蜗卷弹簧单向可缓冲驱动装置包括电机转子、电机定子、平面蜗卷弹簧、弹簧外壳、太阳齿轮、行星齿轮、内齿圈、行星架和基座；其中，电机转子连接太阳齿轮，电机定子固定在基座上，太阳齿轮经行星齿轮连接内齿圈，内齿圈连接平面蜗卷弹簧的内圈，平面蜗卷弹簧的外圈连接弹簧外壳，弹簧外壳安装在基座上，行星架连接行星齿轮；电机正转，运动由电机输入，经行星组件减速从行星架输出，当有瞬时阻力阻碍行星架转动时，太阳齿轮转速不变，行星架转速减缓，内齿圈带动平面蜗卷弹簧扭转，储存能量，当瞬时阻力消除时，平面蜗卷弹簧的弹性势能释放，带动内齿圈转动，使得行星架瞬时转速加快，进而趋于稳定；当电机反转时，该整个驱动装置不具备缓冲功能。所述内置平面蜗卷弹簧单向可缓冲驱动装置包括电机转子、电机定子、平面蜗卷弹簧、弹簧外壳、太阳齿轮、行星齿轮、内齿圈、行星架和基座；其中，电机转子连接内齿圈，电机定子固定在基座上，太阳齿轮经行星齿轮连接内齿圈，太阳齿轮连接平面蜗卷弹簧的内圈，平面蜗卷弹簧的外圈连接弹簧外壳，行星架连接行星齿轮；电机正转，运动由电机输入，经行星组件减速从行星架输出，当有瞬时阻力阻碍行星架转动时，内齿圈转速不变，行星架转速减缓，太阳齿轮带动平面蜗卷弹簧扭转，储存能量，当瞬时阻力消除时，平面蜗卷弹簧的弹性势能释放，带动太阳齿轮转动，使得行星架瞬时转速加快，进而趋于稳定；当电机反转时，该整个驱动装置不具备缓冲功能。所述外置平面蜗卷弹簧双向可缓冲驱动装置包括电机转子、电机定子、平面蜗卷弹簧A、平面蜗卷弹簧B、弹簧外罩、弹簧杯、太阳齿轮、行星齿轮、内齿圈、行星架和基座；其中，电机转子连接太阳齿轮，电机定子固定在基座上，太阳齿轮经行星齿轮连接内齿圈，内齿圈连接平面蜗卷弹簧A的内圈，平面蜗卷弹簧A的外圈连接弹簧外罩，弹簧外罩连接平面蜗卷弹簧B的外圈，弹簧外罩空套在基座上，平面蜗卷弹簧B的内圈连接弹簧杯，弹簧杯固定在基座上，行星架连接行星齿轮；运动由电机输入，经行星组件减速从行星架输出，当有瞬时阻力阻碍行星架转动时，太阳齿轮转速不变，行星架转速减缓:若此时电机正转，内齿圈带动平面蜗卷弹簧A扭转，带动弹簧外罩在基座上转动，因平面蜗卷弹簧B的内圈经弹簧杯连接基座，这就使得平面蜗卷弹簧B解旋，此时只有平面蜗卷弹簧A储存能量；若此时电机反转，内齿圈带动平面蜗卷弹簧A解旋，带动弹簧外罩在基座上转动，使得平面蜗卷弹簧B逐渐卷紧，此时只有平面蜗卷弹簧B储存能量；当瞬时阻力消除时，平面蜗卷弹簧A或B的弹性势能释放，带动内齿圈转动，使得行星架瞬时转速加快，进而趋于稳定，实现正反双向缓冲功能。所述内置平面蜗卷弹簧双向可缓冲驱动装置包括电机转子、电机定子、平面蜗卷弹簧A、平面蜗卷弹簧B、弹簧外罩、弹簧半轴、太阳齿轮、行星齿轮、内齿圈、行星架和基座；其中，电机转子连接内齿圈，电机定子固定在基座上，太阳齿轮经行星齿轮连接内齿圈，太阳齿轮连接平面蜗卷弹簧A的内圈，平面蜗卷弹簧A的外圈连接弹簧外罩，弹簧外罩连接平面蜗卷弹簧B的外圈，弹簧外罩空套在基座上，平面蜗卷弹簧B的内圈连接弹簧半轴，弹簧半轴固定在基座上，行星架连接行星齿轮；运动由电机输入，经行星组件减速从行星架输出，当有瞬时阻力阻碍行星架转动时，内齿圈转速不变，行星架转速减缓:若此时电机正转，太阳齿轮带动平面蜗卷弹簧A卷紧，带动弹簧外罩在基座上转动，因平面蜗卷弹簧B的内圈经弹簧半轴连接基座，这就使得平面蜗卷弹簧B解旋，此时只有平面蜗卷弹簧A储存能量；若此时电机反转，内齿圈带动平面蜗卷弹簧A解旋，进而带动弹簧外罩在基座上转动，使得平面蜗卷弹簧B逐渐卷紧，此时只有平面蜗卷弹簧B储存能量；当瞬时阻力消除时，平面蜗卷弹簧A或B的弹性势能释放，带动太阳齿轮转动，使得行星架瞬时转速加快，进而趋于稳定，实现正反双向缓冲功能。本专利技术提供的基于行星传动的可缓冲驱动装置采用两自由度的行星传动组件将弹簧组件与电机组件并联，且弹簧组件与电机组件同侧同轴布置，做到了包络体积最小。相对于产品研制后期的专项减重，本专利技术的可缓冲驱动装置从传动构型角度着手减重，便于可缓冲驱动装置的轻量化。本专利技术为具有缓冲功能的空间领域的驱动装置和中小型工业机器人的驱动装置提供了一组有效的解决方案。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下: 本专利技术的可缓冲驱动装置的体积包络小、重量轻。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于行星传动的可缓冲驱动装置，主要由电机组件（1）、弹簧组件（2）和行星传动组件（3）三大部分组成，其特征在于，所述行星传动组件（3）为两自由度，电机组件（1）与弹簧组件（2）同轴连接于行星传动组件（3）一侧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢哲，沈晓鹏，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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