一种单偏心轴式啮合电动机制造技术

一种单偏心轴式啮合电动机，采用两套三相磁极，每套三相磁极是三个定子驱动一个转子的磁极结构，在每个定子上设置一个绕组，三个定子及绕组在径向上对称布置，中间是圆环形转子；两套磁极在轴向错开180°布置，转子固装一个偏心套筒上，偏心套两端通过轴承与两个外齿轮连接，偏心套中心孔内通过两个轴承与主轴连接，主轴两端则装入端盖上的轴承孔内，两个内齿圈固定在机壳内与外齿轮对应位置；适当控制绕组的通电时间和电流方向可以驱动转子在径向平面内作公转运动，同时带动外齿轮与固定在机壳上的内齿圈啮合，再通过孔销约束机构由外齿轮带动主轴输出自转运动。本发明专利技术电动机的结构简单，零件数量少，装配容易，输出转矩大。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种单偏心轴式啮合电动机，采用两套三相磁极，每套三相磁极是三个定子驱动一个转子的磁极结构，在每个定子上设置一个绕组，三个定子及绕组在径向上对称布置，中间是圆环形转子；两套磁极在轴向错开180°布置，转子固装一个偏心套筒上，偏心套两端通过轴承与两个外齿轮连接，偏心套中心孔内通过两个轴承与主轴连接，主轴两端则装入端盖上的轴承孔内，两个内齿圈固定在机壳内与外齿轮对应位置；适当控制绕组的通电时间和电流方向可以驱动转子在径向平面内作公转运动，同时带动外齿轮与固定在机壳上的内齿圈啮合，再通过孔销约束机构由外齿轮带动主轴输出自转运动。本专利技术电动机的结构简单，零件数量少，装配容易，输出转矩大。【专利说明】一种单偏心轴式啮合电动机
本专利技术涉及一种单偏心轴式啮合电动机，确切地说，涉及一种利用定、转子之间产生的磁场力，将电能转换是机械能，并通过内啮合齿轮减速机构输出转矩的啮合电机，属于电力驱动设备的
。
技术介绍
工业应用中的轻型机器人关节中普遍采用由伺服电机与谐波减速器构成的驱动装置，体积较大，成本较高。近年来，将减速机构与电机进行一体化的研究，都取得了很好的进展:例如，把电机与谐波减速机二者合并在一起，使得输出力矩增加而结构尺寸显著减小；采用基于齿轮啮合的减速传动原理的压电摆线电机，它是通过一对摆线齿轮的啮合，将压电驱动器的伸缩运动转换是转子的转动，再依靠压电驱动器输出的驱动力推动摆线电机旋转而输出扭矩。压电摆线电机的减速比是其转子与定子齿数的差值与转子的齿数之比，减速比很高。同时，因齿轮啮合传动的摩擦损失小、传动效率高，因此压电摆线电机与依靠定转子之间的摩擦力输出低转速、大扭矩的超声波与谐波电机相比较，前者效率高，使用寿命更长。由于齿轮啮合传动的优势，多种将齿轮啮合与不同类型的驱动器相结合的低速大扭矩电机先后研制成功:通过橡胶变形驱动的摆线电机、通过气缸驱动的锥齿轮电机、依靠液压缸驱动的端面齿轮电机、电磁摆线电机和电磁锥齿轮电机等。综上，上述各种电机都并未形成一体化机构，结构仍不紧凑:采用气缸和液压缸驱动的电机，除了需要电力驱动设备以外，还需要额外的压缩空气或液压作是动力源。压电或超磁致伸缩材料驱动的电机，则因其驱动器的作用行程太短(仅是微米级)，很难具备实用价值。是满足定子运动行程的实际需求，还要增加一套杠杆，以增大其作用行程，增加了驱动装置的构件和重量，结构太复杂、不实用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单偏心轴式啮合电动机，将齿轮内啮合传动机构作是减速输出部件的低转速、大转矩的滚动式啮合电机，是一种结构简单、紧凑和实用的齿轮啮合传动电机，适用于机器人关节等对安装空间有限制的场合。 本专利技术的单偏心轴式啮合电动机设有:电机的定子、绕组、转子，内齿圈、外齿轮和偏心轴套，由主轴、法兰盘与外齿轮构成的孔销机构，以及机壳、定位销与两端的端盖；其中外齿轮通过轴承与偏心轴套连接，藉由转子带动偏心轴套及外齿轮啮合公转运动并与内齿圈啮合，使得外齿轮输出自转运动，并通过孔销机构带动主轴输出自转运动，其特征在于: 所述电机设有径向上两套磁极，每套磁极设有对称3个定子、绕组和I个转子，转子中心固装一偏心轴套，偏心轴套前、后端外侧分别固装在一个外齿轮上镶嵌的轴承内孔中；机壳两端部内侧上固装有内齿圈，当3个定子线圈绕组按照设定顺序加电后，就驱动转子做径向的公转运动，与此同时，转子带动外齿轮一起转动，外齿轮与内齿圈啮合后输出低速、大转矩的转动，同时利用主轴、法兰盘与外齿轮之间的孔销机构，带动主轴输出转动。所述电机设有3个定子,3个定子对称布置,并且两端的半圆槽两两相对,中间穿过圆柱销钉形成定子的径向固定，轴向上依靠机壳内壁上的凸起形成定位。所述电机设有两个转子，转子中间有半圆形通孔，偏心轴套上半圆形状的偏心段装入转子中间的通孔内。所述电机偏心轴套中部设有轴肩，轴肩两侧是两段偏心轴部分，两偏心轴段部分是半圆形截面形状，由偏心轴套中部向端部依次装上转子、转子套筒和滚动轴承和轴用挡圈；偏心轴套两端部有阶梯孔，分别固装入滚动轴承。所述主轴前端是圆盘形，固装在电机前端盖上的轴承孔内，该圆盘面上均布有4个圆柱凸台，主轴后端固装一法兰盘，法兰盘上也均布4个圆柱凸台；主轴前端盘面上的圆柱销和法兰盘上的圆柱销分别装入一个外齿轮上的4个孔内，孔与圆柱销的半径差等于外齿轮的公转半径，使得外齿轮能将自身的旋转运动传递给主轴输出，而主轴不会限制外齿轮的公转运动。所述机壳是外侧四方形内侧圆形通孔构件,其内壁设有6个半圆形凹槽,定位销固装在凹槽内。所述后盖是与机壳相对应的正方形板状构件，内侧有圆形凸台与机壳内壁配合，中间设有固装主轴的轴承座通孔，四周均匀分布6个盲孔，用于固装定位销。所述定位销有3个，分别穿过3个定子与内齿圈上的半圆形孔，这些圆柱销钉的一端固装在后盖上的盲孔内，3个定位销固定了定子及内齿圈在径向平面内的位置。所述外齿轮中心有通孔，内部固装轴承。所述内齿圈四周均布3个半圆孔,分别固装3个圆柱销对内齿圈径向定位。本专利技术是一种低转速、大转矩的单偏心轴式啮合电动机，真正将电机与减速机融合一体，而且还具有下述创新优点: 电机结构简单，只有一个偏心轴套构件，平动构件只有偏心轴套和转子，减小了惯量，加工与装配难度较多偏心轴式电机低。【专利附图】【附图说明】图1、2是本专利技术单偏心轴式啮合电动机的内部组成结构图； 图3、分别是本专利技术啮合电机的磁极吸合方式及减速机啮合传动原理图； 图4、分别是本专利技术啮合电机的磁极吸合方式及减速机啮合传动原理图； 图5 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机的磁极吸合方式及减速机啮合传动原理图； 图6是本专利技术单偏心轴式啮合电动机的轴向剖视图； 图7 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机中的内齿圈的主视图和轴测图； 图8 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机中的外齿轮的主视图和轴测图； 图9 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机中的定子主视图和轴测图； 图10 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机中的转子主视图和轴测图； 图11 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机中的主轴主视图和轴测图； 图12 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机的偏心轴套主视图和轴测图； 图13 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机的法兰盘主视图和轴测图； 图14 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机的套筒主视图和轴测图； 图15 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机的定位销主视图和轴测图； 图16 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机的机壳的主视图和轴测图； 图17 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机的前盖的主视图和轴测图； 图18 (A)、(B)分别是本专利技术啮合电机的后盖的主视图和轴测图。【具体实施方式】是使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细描述。参见图1?图18，介绍本专利技术单偏心轴式啮合电动机的结构组成:它是将电机和减速机集成是一体，并具有一定的自锁、制动且能够直接输出低转速、大扭矩的电动机。该电机设有:电机的定子9、绕组8、转子1，齿轮减速机的内齿圈7、外齿轮5和输出轴3，偏心轴套12与法兰盘13，支撑部分是机壳10、前盖6和后盖11。其中外齿轮5上孔套在主轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单偏心轴式啮合电动机，是将电机和减速机集成是一体的大转矩、低转速的电动机，其特征在于：所述电机在径向上对称设有两套磁极，每套磁极有三个定子和一个转子，三个定子中间布置一个转子，定、转子皆由软磁材料构成，转子形状是圆形，中心有半圆型孔，孔内穿过一偏心轴套的偏心段，另一套磁极的转子中心孔则穿过偏心轴套的另一偏心段，偏心轴套的两偏心段上紧挨着转子分别装上一套筒和轴承，通过偏心轴中部的凸台和两端的挡圈将两个转子、套筒和轴承进行轴向固定；偏心套两端外侧的轴承外圈分别固装入两个外齿轮中心孔中，外齿轮可以相对于偏心轴套自由转动；偏心轴套前后两端的孔内安装有两个轴承，轴承孔内穿过主轴，主轴的前端装入前盖上固定的轴承的内孔中，另后端装入后盖上固定的轴承的内孔中；外齿轮端面上开有6个孔，电机前端安装的外齿轮上端面孔内穿过主轴前端面上圆柱凸台，后端安装的外齿轮端面上孔内穿过输出法兰盘上的圆柱凸台，两者形成孔销约束机构，外齿轮可以相对于输出轴作公转运动而不能做自转运动；定子是半环形中间凸起结构，每两个定子间穿过一长定位销，每个定位销同时穿过内齿圈端面上半圆孔，销钉两端安装在电机前后端盖上的盲孔中；定子中间凸起部分安装有绕组，当绕组加电后，转子受到电磁力作用而运动，同时带动偏心轴套及外齿轮运动；当三个定子绕组按照设定顺序加电后，转子将在径向平面内作公转运动，同时带动外齿轮与固联在机壳上的内齿圈相啮合，外齿轮通过孔销约束机构带动主轴输出低速、大转矩的转动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张元敏，丁瑞华，李瑞华，白政民，
申请(专利权)人：许昌学院，
类型：发明
国别省市：