本發(fā)明涉及機械傳動?，尤其涉及一種諧波齒輪傳動機構(gòu)及電動執(zhí)行器。

背景技術(shù)：

1、諧波齒輪傳動具有高精度、高傳動比的特點，廣泛應(yīng)用于機器人、航天、自動化設(shè)備等領(lǐng)域。然而，現(xiàn)有的諧波齒輪柔輪通常采用的外齒輪，剛輪采用內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其設(shè)計導(dǎo)致整體體積較大，安裝較為復(fù)雜，在對體積和重量要求較高的應(yīng)用場合中受到限制。尤其在電動執(zhí)行器中，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)難以滿足小型化和高效率的設(shè)計需求。因此，開發(fā)一種更加緊湊的諧波齒輪結(jié)構(gòu)尤為必要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種諧波齒輪傳動機構(gòu)及電動執(zhí)行器，以解決現(xiàn)有的諧波齒輪結(jié)構(gòu)體積大，安裝復(fù)雜，不適用于小空間安裝的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

2、本發(fā)明公開了一種諧波齒輪傳動機構(gòu)，包括：電機輸出軸，采用剛性金屬材料制成，述電機輸出軸的外壁設(shè)置有外齒圈；電機固定組件，其內(nèi)側(cè)兩端分別安裝有第一軸承及第二軸承；電機定子，安裝在電機固定組件上；電機轉(zhuǎn)子，設(shè)于電機定子內(nèi)圈；波發(fā)生器，安裝在電機轉(zhuǎn)子內(nèi)圈，且與電機轉(zhuǎn)子固定形成一體，且兩端分別通過所述第一軸承和第二軸承可轉(zhuǎn)動安裝于電機輸出軸上；所述波發(fā)生器的設(shè)置有橢圓形內(nèi)腔體；柔性軸承，安裝于波發(fā)生器的橢圓形內(nèi)腔體內(nèi)；柔輪，裝入柔性軸承內(nèi)圈，并通過第三軸承安裝于電機輸出軸上，柔輪內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)齒圈，所述內(nèi)齒圈與所述外齒圈嚙合。

3、進一步的，所述柔性軸承包括柔性保持架及多個圓柱形的軸承滾柱，所述柔性保持架為環(huán)狀薄壁結(jié)構(gòu)，所述柔性保持架的壁面上設(shè)置有沿軸向方向的安裝槽，所述軸承滾柱嵌入在安裝槽內(nèi)，且可在安裝槽內(nèi)沿軸向旋轉(zhuǎn)，所述軸承滾柱的軸向與柔性保持架的軸向平行。

4、優(yōu)選的，所述柔性保持架為peek材料或pa66材料制成；所述的每一個安裝槽內(nèi)設(shè)置有多個軸承滾柱，且多個軸承滾柱沿軸向疊置。

5、優(yōu)選的，所述安裝槽的截面為兩段對稱設(shè)置的圓弧，且每段圓弧對應(yīng)的圓心角的角度90°≤a≤120°。

6、優(yōu)選的，所述電機輸出軸的端部設(shè)置有第一軸肩，第一軸肩內(nèi)側(cè)端安裝平面推力滾針軸承；所述電機固定組件包括固定座、第一固定板、第二固定板、第一緊固件及第二緊固件；

7、所述固定座安裝在平面推力滾針軸承內(nèi)側(cè)，所述的第一固定板通過第一緊固件固定在固定座上；所述第一固定板及第二固定板通過第二緊固件連接固定。

8、進一步的，還包括固定套管，所述柔輪的端部設(shè)置有第二軸肩，所述固定套管與所述柔性軸承同軸安裝在波發(fā)生器內(nèi)，所述固定套筒軸向的第一端抵接于所述柔性軸承；柔輪裝入柔性軸承內(nèi)圈及固定套管內(nèi)圈，且柔輪的第二軸肩與固定套筒軸向的第二端抵緊，柔輪的端部通過第三軸承定位安裝在于電機輸出軸。

9、優(yōu)選的，所述波發(fā)生器采用過盈配合方式與電機轉(zhuǎn)子緊密配合形成一體；所述電機轉(zhuǎn)子的兩端分別通過第一軸承和第二軸承定位安裝，并使用波形彈簧對電機轉(zhuǎn)子軸向定位。

10、其中，所述柔輪采用彈性金屬材料、碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料或玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料制成。

11、優(yōu)選的，所述波發(fā)生器的橢圓形內(nèi)腔體的長軸和短軸的比值為：1.05~1.08：1；所述內(nèi)齒圈與所述外齒圈嚙合的齒數(shù)差為2，結(jié)構(gòu)速比為1：30。

12、本發(fā)明還公開了一種電動執(zhí)行器，包括上述的諧波齒輪傳動機構(gòu)。

13、由于采用了上述方案，本發(fā)明具有如下有益效果：

14、1、本發(fā)明柔輪采用內(nèi)齒圈，輸出軸上設(shè)置外齒圈，區(qū)別于現(xiàn)有的柔輪和剛輪的齒輪位置，將輸出軸作為諧波齒輪傳動機構(gòu)的剛輪部分，同時作為終端輸出軸，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，具有傳動效率高、安裝便捷等優(yōu)點，可用作電動執(zhí)行器，直接驅(qū)動閥門打開或者關(guān)閉。

15、2、本發(fā)明將波發(fā)生器直接固定在電機轉(zhuǎn)子上，不通過其他方式連接，簡化了結(jié)構(gòu)，整體更為緊湊。波發(fā)生器與電機轉(zhuǎn)子形成一體，作為動力輸入元件，通過波發(fā)生器的橢圓形內(nèi)腔迫使柔輪產(chǎn)生周期性彈性變形，從而與輸出軸的外齒圈形成嚙合進行動力輸出。這種嚙合方式不僅保持了諧波齒輪傳動的高精度特性，還提高了傳動效率。

16、3、本發(fā)明的柔性軸承通過柔性保持架內(nèi)鑲嵌圓柱形軸承滾柱的結(jié)構(gòu)，略去了常規(guī)軸承的內(nèi)圈、外圈結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)更加小巧，便于實現(xiàn)諧波齒輪機構(gòu)的小型化設(shè)計。

17、4、本發(fā)明柔性軸承上的每一個安裝槽內(nèi)設(shè)置有多個軸承滾柱，且多個軸承滾柱沿軸向疊置，通過這種結(jié)構(gòu)，多個軸承滾柱之間形成間隙，更有利于儲存潤滑油，有效的提升了軸承潤滑條件。

技術(shù)特征：

1.一種諧波齒輪傳動機構(gòu)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述諧波齒輪傳動機構(gòu)，其特征在于：所述柔性軸承包括柔性保持架及多個圓柱形的軸承滾柱，所述柔性保持架為環(huán)狀薄壁結(jié)構(gòu)，所述柔性保持架的壁面上設(shè)置有沿軸向方向的安裝槽，所述軸承滾柱嵌入在安裝槽內(nèi)，且可在安裝槽內(nèi)沿軸向旋轉(zhuǎn)，所述軸承滾柱的軸向與柔性保持架的軸向平行。

3.如權(quán)利要求2所述諧波齒輪傳動機構(gòu)，其特征在于：所述柔性保持架為peek材料或pa66材料制成；所述的每一個安裝槽內(nèi)設(shè)置有多個軸承滾柱，且多個軸承滾柱沿軸向疊置。

4.如權(quán)利要求2所述諧波齒輪傳動機構(gòu)，其特征在于：所述安裝槽的截面為兩段對稱設(shè)置的圓弧，且每段圓弧對應(yīng)的圓心角的角度90°≤a≤120°。

5.如權(quán)利要求1所述諧波齒輪傳動機構(gòu)，其特征在于：所述電機輸出軸的端部設(shè)置有第一軸肩，第一軸肩內(nèi)側(cè)端安裝平面推力滾針軸承；所述電機固定組件包括固定座、第一固定板、第二固定板、第一緊固件及第二緊固件；

6.如權(quán)利要求5所述諧波齒輪傳動機構(gòu)，其特征在于：還包括固定套管，所述柔輪的端部設(shè)置有第二軸肩，所述固定套管與所述柔性軸承同軸安裝在波發(fā)生器內(nèi)，所述固定套筒軸向的第一端抵接于所述柔性軸承；柔輪裝入柔性軸承內(nèi)圈及固定套管內(nèi)圈，且柔輪的第二軸肩與固定套筒軸向的第二端抵緊，柔輪的端部通過第三軸承定位安裝在于電機輸出軸。

7.如權(quán)利要求1所述諧波齒輪傳動機構(gòu)，其特征在于：所述波發(fā)生器采用過盈配合方式與電機轉(zhuǎn)子緊密配合形成一體；所述電機轉(zhuǎn)子的兩端分別通過第一軸承和第二軸承定位安裝，并使用波形彈簧對電機轉(zhuǎn)子軸向定位。

8.如權(quán)利要求1所述諧波齒輪傳動機構(gòu)，其特征在于：所述柔輪采用彈性金屬材料、碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料或玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料制成。

9.如權(quán)利要求1所述諧波齒輪傳動機構(gòu)，其特征在于：所述波發(fā)生器的橢圓形內(nèi)腔體的長軸和短軸的比值為：1.05~1.08：1；所述內(nèi)齒圈與所述外齒圈嚙合的齒數(shù)差為2，結(jié)構(gòu)速比為1：30。

10.一種電動執(zhí)行器，其特征在于：包括權(quán)利要求1～9任一項所述的諧波齒輪傳動機構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種諧波齒輪傳動機構(gòu)，包括：電機輸出軸，采用剛性金屬材料制成，電機輸出軸的外壁設(shè)置有外齒圈；電機固定組件，其內(nèi)側(cè)兩端分別安裝有第一軸承及第二軸承；電機定子，安裝在電機固定組件上；電機轉(zhuǎn)子，設(shè)于電機定子內(nèi)圈；波發(fā)生器，安裝在電機轉(zhuǎn)子內(nèi)圈，且與電機轉(zhuǎn)子固定形成一體，波發(fā)生器設(shè)置有橢圓形內(nèi)腔體；柔性軸承，安裝于波發(fā)生器的橢圓形內(nèi)腔體內(nèi)；柔輪，裝入柔性軸承內(nèi)圈，并通過第三軸承安裝于電機輸出軸上，柔輪內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)齒圈，所述內(nèi)齒圈與所述外齒圈嚙合。本發(fā)明將電機輸出軸作為剛輪，同時作為終端輸出軸，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可用作電動執(zhí)行器，直接驅(qū)動閥門打開或者關(guān)閉。

技術(shù)研發(fā)人員：童加偉,林鳳鋮,庫才高
受保護的技術(shù)使用者：艾拓自動化（廈門）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30