一種單偏心軸式嚙合電動(dòng)的制造方法
【專利摘要】一種單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，采用兩套三相磁極，每套三相磁極是三個(gè)定子驅(qū)動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)子的磁極結(jié)構(gòu)，在每個(gè)定子上設(shè)置一個(gè)繞組，三個(gè)定子及繞組在徑向上對(duì)稱布置，中間是圓環(huán)形轉(zhuǎn)子；兩套磁極在軸向錯(cuò)開180°布置，轉(zhuǎn)子固裝一個(gè)偏心套筒上，偏心套兩端通過軸承與兩個(gè)外齒輪連接，偏心套中心孔內(nèi)通過兩個(gè)軸承與主軸連接，主軸兩端則裝入端蓋上的軸承孔內(nèi)，兩個(gè)內(nèi)齒圈固定在機(jī)殼內(nèi)與外齒輪對(duì)應(yīng)位置；適當(dāng)控制繞組的通電時(shí)間和電流方向可以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子在徑向平面內(nèi)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)外齒輪與固定在機(jī)殼上的內(nèi)齒圈嚙合，再通過孔銷約束機(jī)構(gòu)由外齒輪帶動(dòng)主軸輸出自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)量少，裝配容易，輸出轉(zhuǎn)矩大。
【專利說明】一種單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，確切地說，涉及一種利用定、轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)力，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并通過內(nèi)哨合齒輪減速機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩的哨合電機(jī)，屬于電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)應(yīng)用中的輕型機(jī)器人關(guān)節(jié)中普遍采用由伺服電機(jī)與諧波減速器構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置，體積較大，成本較高。近年來，將減速機(jī)構(gòu)與電機(jī)進(jìn)行一體化的研究，都取得了很好的進(jìn)展:例如，把電機(jī)與諧波減速機(jī)二者合并在一起，使得輸出力矩增加而結(jié)構(gòu)尺寸顯著減?。徊捎没邶X輪嚙合的減速傳動(dòng)原理的壓電擺線電機(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)換為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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)而輸出扭矩。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)子的齒數(shù)之比，減速比很高。同時(shí)，因齒輪嚙合傳動(dòng)的摩擦損失小、傳動(dòng)效率高，因此壓電擺線電機(jī)與依靠定轉(zhuǎn)子之間的摩擦力輸出低轉(zhuǎn)速、大扭矩的超聲波與諧波電機(jī)相比較，前者效率高，使用壽命更長(zhǎng)。由于齒輪嚙合傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，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)先后研制成功:通過橡膠變形驅(qū)動(dòng)的擺線電機(jī)、通過氣缸驅(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)、電磁擺線電機(jī)和電磁錐齒輪電機(jī)等。
[0003]綜上，上述各種電機(jī)都并未形成一體化機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)仍不緊湊:采用氣缸和液壓缸驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，除了需要電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備以外，還需要額外的壓縮空氣或液壓作為動(dòng)力源。壓電或超磁致伸縮材料驅(qū)動(dòng)的電 機(jī)，則因其驅(qū)動(dòng)器的作用行程太短(僅為微米級(jí))，很難具備實(shí)用價(jià)值。為滿足定子運(yùn)動(dòng)行程的實(shí)際需求，還要增加一套杠桿，以增大其作用行程，增加了驅(qū)動(dòng)裝置的構(gòu)件和重量，結(jié)構(gòu)太復(fù)雜、不實(shí)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種單偏心軸式哨合電動(dòng)機(jī)，將齒輪內(nèi)哨合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為減速輸出部件的低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的滾動(dòng)式嚙合電機(jī)，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊和實(shí)用的齒輪嚙合傳動(dòng)電機(jī)，適用于機(jī)器人關(guān)節(jié)等對(duì)安裝空間有限制的場(chǎng)合。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用了下述的技術(shù)方案:一種單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，是將電機(jī)和減速機(jī)集成為一體的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，所述電機(jī)在徑向上對(duì)稱設(shè)有兩套磁極，每套磁極有三個(gè)定子和一個(gè)轉(zhuǎn)子，三個(gè)定子中間布置一個(gè)轉(zhuǎn)子，定、轉(zhuǎn)子皆由軟磁材料構(gòu)成。轉(zhuǎn)子形狀為圓形，中心有半圓型孔，孔內(nèi)穿過一偏心軸套的偏心段，另一套磁極的轉(zhuǎn)子中心孔則穿過偏心軸套的另一偏心段，偏心軸套的兩偏心段上緊挨著轉(zhuǎn)子分別裝上一套筒和軸承，通過偏心軸中部的凸臺(tái)和兩端的擋圈將兩個(gè)轉(zhuǎn)子、套筒和軸承進(jìn)行軸向固定；偏心套兩端外側(cè)的軸承外圈分別固裝入兩個(gè)外齒輪中心孔中，外齒輪可以相對(duì)于偏心軸套自由轉(zhuǎn)動(dòng)；偏心軸套前后兩端的孔內(nèi)安裝有兩個(gè)軸承，軸承孔內(nèi)穿過主軸，主軸的前端裝入前蓋上固定的軸承的內(nèi)孔中，另后端裝入后蓋上固定的軸承的內(nèi)孔中；外齒輪端面上開有6個(gè)孔，電機(jī)前端安裝的外齒輪上端面孔內(nèi)穿過主軸前端面上圓柱凸臺(tái)，后端安裝的外齒輪端面上孔內(nèi)穿過輸出法蘭盤上的圓柱凸臺(tái)，兩者形成孔銷約束機(jī)構(gòu)，外齒輪可以相對(duì)于輸出軸作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不能做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；定子為半環(huán)形中間凸起結(jié)構(gòu)，每?jī)蓚€(gè)定子間穿過一長(zhǎng)定位銷，每個(gè)定位銷同時(shí)穿過內(nèi)齒圈端面上半圓孔，銷釘兩端安裝在電機(jī)前后端蓋上的盲孔中；定子中間凸起部分安裝有繞組，當(dāng)繞組加電后，轉(zhuǎn)子受到電磁力作用而運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)偏心軸套及外齒輪運(yùn)動(dòng)；當(dāng)三個(gè)定子繞組按照設(shè)定順序加電后，轉(zhuǎn)子將在徑向平面內(nèi)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)外齒輪與固聯(lián)在機(jī)殼上的內(nèi)齒圈相嚙合，外齒輪通過孔銷約束機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主軸輸出低速、大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，所述定子為半環(huán)形中間帶凸起結(jié)構(gòu)，環(huán)形兩末端各有一個(gè)半圓凹槽，中間凸起上安裝繞組，當(dāng)繞組通電后，產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子在電機(jī)徑向上運(yùn)動(dòng)。
[0007]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，所述轉(zhuǎn)子為圓形，由硅鋼片疊壓構(gòu)成，轉(zhuǎn)子中心設(shè)有半圓型孔。
[0008]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，所述偏心軸套的偏心段與轉(zhuǎn)子配合安裝，且徑向截面為半圓型，軸套兩端部?jī)?nèi)側(cè)開有孔，并裝入滾動(dòng)軸承。
[0009]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，所述外齒輪中心有孔，孔內(nèi)安裝滾動(dòng)軸承與偏心軸套形成轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
[0010]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，所述機(jī)殼外側(cè)為四方形，內(nèi)側(cè)為圓形的通孔構(gòu)件，內(nèi)壁軸向上有6個(gè)半圓槽。[0011]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，后端蓋內(nèi)側(cè)各有6個(gè)盲孔，孔內(nèi)裝入定位銷。
[0011]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，主軸的前端為盤型，端面上設(shè)置3個(gè)圓柱凸臺(tái)。
[0012]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，內(nèi)齒圈端面上邊緣部分均布有6個(gè)半圓孔，孔內(nèi)裝入定位銷，用于內(nèi)齒圈的徑向固定。
[0013]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)設(shè)有:電機(jī)的定子、繞組、轉(zhuǎn)子，內(nèi)齒圈、夕卜齒輪和偏心軸套，由主軸、法蘭盤與外齒輪構(gòu)成的孔銷機(jī)構(gòu)，以及機(jī)殼、定位銷與兩端的端蓋；其中外齒輪通過軸承與偏心軸套連接，藉由轉(zhuǎn)子帶動(dòng)偏心軸套及外齒輪嚙合公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并與內(nèi)齒圈嚙合，使得外齒輪輸出自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過孔銷機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主軸輸出自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述電機(jī)設(shè)有徑向上兩套磁極，每套磁極設(shè)有對(duì)稱3個(gè)定子、繞組和I個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子中心固裝一偏心軸套，偏心軸套前、后端外側(cè)分別固裝在一個(gè)外齒輪上鑲嵌的軸承內(nèi)孔中；機(jī)殼兩端部?jī)?nèi)側(cè)上固裝有內(nèi)齒圈，當(dāng)3個(gè)定子線圈繞組按照設(shè)定順序加電后，就驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子做徑向的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)外齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，外齒輪與內(nèi)齒圈嚙合后輸出低速、大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)利用主軸、法蘭盤與外齒輪之間的孔銷機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)主軸輸出轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014]所述電機(jī)設(shè)有3個(gè)定子,3個(gè)定子對(duì)稱布置，并且兩端的半圓槽兩兩相對(duì)，中間穿過圓柱銷釘形成定子的徑向固定，軸向上依靠機(jī)殼內(nèi)壁上的凸起形成定位。
[0015]所述電機(jī)設(shè)有兩個(gè)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子中間有半圓形通孔，偏心軸套上半圓形狀的偏心段裝入轉(zhuǎn)子中間的通孔內(nèi)。
[0016]所述電機(jī)偏心軸套中部設(shè)有軸肩，軸肩兩側(cè)為兩段偏心軸部分，兩偏心軸段部分為半圓形截面形狀，由偏心軸套中部向端部依次裝上轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子套筒和滾動(dòng)軸承和軸用擋圈；偏心軸套兩端部有階梯孔，分別固裝入滾動(dòng)軸承。
[0017]所述主軸前端為圓盤形，固裝在電機(jī)前端蓋上的軸承孔內(nèi)，該圓盤面上均布有4個(gè)圓柱凸臺(tái)，主軸后端固裝一法蘭盤，法蘭盤上也均布4個(gè)圓柱凸臺(tái)；主軸前端盤面上的圓柱銷和法蘭盤上的圓柱銷分別裝入一個(gè)外齒輪上的4個(gè)孔內(nèi)，孔與圓柱銷的半徑差等于外齒輪的公轉(zhuǎn)半徑，使得外齒輪能將自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給主軸輸出，而主軸不會(huì)限制外齒輪的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0018]所述機(jī)殼為外側(cè)四方形內(nèi)側(cè)圓形通孔構(gòu)件,其內(nèi)壁設(shè)有6個(gè)半圓形凹槽,定位銷固裝在凹槽內(nèi)。
[0019]所述后蓋為與機(jī)殼相對(duì)應(yīng)的正方形板狀構(gòu)件，內(nèi)側(cè)有圓形凸臺(tái)與機(jī)殼內(nèi)壁配合，中間設(shè)有固裝主軸的軸承座通孔，四周均勻分布6個(gè)盲孔，用于固裝定位銷。
[0020]所述定位銷有3個(gè)，分別穿過3個(gè)定子與內(nèi)齒圈上的半圓形孔，這些圓柱銷釘?shù)囊欢斯萄b在后蓋上的盲孔內(nèi)，3個(gè)定位銷固定了定子及內(nèi)齒圈在徑向平面內(nèi)的位置。
[0021]所述外齒輪中心有通孔，內(nèi)部固裝軸承。
[0022]所述內(nèi)齒圈四周均布3個(gè)半圓孔,分別固裝3個(gè)圓柱銷對(duì)內(nèi)齒圈徑向定位。
[0023]本發(fā)明是一種低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，真正將電機(jī)與減速機(jī)融合一體，而且還具有下述創(chuàng)新優(yōu)點(diǎn):電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有一個(gè)偏心軸套構(gòu)件，平動(dòng)構(gòu)件只有偏心軸套和轉(zhuǎn)子，減小了慣量，加工與裝配難度較多偏心軸式電機(jī)低。
[0024]【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1、2是本發(fā)明單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖3、4、5 (A)、(B)分別是本發(fā)明哨合電機(jī)的磁極吸合方式及減速機(jī)哨合傳動(dòng)原理圖；
[0027]圖6是本發(fā)明單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)的軸向剖視圖；
[0028]圖7 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)中的內(nèi)齒圈的主視圖和軸測(cè)圖；
[0029]圖8 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)中的外齒輪的主視圖和軸測(cè)圖；
[0030]圖9 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)中的定子主視圖和軸測(cè)圖；
[0031]圖10 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)中的轉(zhuǎn)子主視圖和軸測(cè)圖；
[0032]圖11 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)中的主軸主視圖和軸測(cè)圖；
[0033]圖12 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)的偏心軸套主視圖和軸測(cè)圖；
[0034]圖13 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)的法蘭盤主視圖和軸測(cè)圖；
[0035]圖14 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)的套筒主視圖和軸測(cè)圖；
[0036]圖15 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)的定位銷主視圖和軸測(cè)圖；
[0037]圖16 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)的機(jī)殼的主視圖和軸測(cè)圖；
[0038]圖17 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)的前蓋的主視圖和軸測(cè)圖；
[0039]圖18 (A)、(B)分別是本發(fā)明嚙合電機(jī)的后蓋的主視圖和軸測(cè)圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0040]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)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0041]參見圖1?圖18，介紹本發(fā)明單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成:它是將電機(jī)和減速機(jī)集成為一體，并具有一定的自鎖、制動(dòng)且能夠直接輸出低轉(zhuǎn)速、大扭矩的電動(dòng)機(jī)。
[0042]該單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，是將電機(jī)和減速機(jī)集成為一體的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，所述電機(jī)在徑向上對(duì)稱設(shè)有兩套磁極，每套磁極有三個(gè)定子和一個(gè)轉(zhuǎn)子，三個(gè)定子中間布置一個(gè)轉(zhuǎn)子，定、轉(zhuǎn)子皆由軟磁材料構(gòu)成。轉(zhuǎn)子形狀為圓形，中心有半圓型孔，孔內(nèi)穿過一偏心軸套的偏心段，另一套磁極的轉(zhuǎn)子中心孔則穿過偏心軸套的另一偏心段，偏心軸套的兩偏心段上緊挨著轉(zhuǎn)子分別裝上一套筒和軸承，通過偏心軸中部的凸臺(tái)和兩端的擋圈將兩個(gè)轉(zhuǎn)子、套筒和軸承進(jìn)行軸向固定；偏心套兩端外側(cè)的軸承外圈分別固裝入兩個(gè)外齒輪中心孔中，外齒輪可以相對(duì)于偏心軸套自由轉(zhuǎn)動(dòng)；偏心軸套前后兩端的孔內(nèi)安裝有兩個(gè)軸承，軸承孔內(nèi)穿過主軸，主軸的前端裝入前蓋上固定的軸承的內(nèi)孔中，另后端裝入后蓋上固定的軸承的內(nèi)孔中；外齒輪端面上開有6個(gè)孔，電機(jī)前端安裝的外齒輪上端面孔內(nèi)穿過主軸前端面上圓柱凸臺(tái)，后端安裝的外齒輪端面上孔內(nèi)穿過輸出法蘭盤上的圓柱凸臺(tái)，兩者形成孔銷約束機(jī)構(gòu)，外齒輪可以相對(duì)于輸出軸作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不能做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；定子為半環(huán)形中間凸起結(jié)構(gòu)，每?jī)蓚€(gè)定子間穿過一長(zhǎng)定位銷，每個(gè)定位銷同時(shí)穿過內(nèi)齒圈端面上半圓孔，銷釘兩端安裝在電機(jī)前后端蓋上的盲孔中；定子中間凸起部分安裝有繞組，當(dāng)繞組加電后，轉(zhuǎn)子受到電磁力作用而運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)偏心軸套及外齒輪運(yùn)動(dòng)；當(dāng)三個(gè)定子繞組按照設(shè)定順序加電后，轉(zhuǎn)子將在徑向平面內(nèi)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)外齒輪與固聯(lián)在機(jī)殼上的內(nèi)齒圈相嚙合，外齒輪通過孔銷約束機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主軸輸出低速、大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0043]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，所述定子為半環(huán)形中間帶凸起結(jié)構(gòu)，環(huán)形兩末端各有一個(gè)半圓凹槽，中間凸起上安裝繞組，當(dāng)繞組通電后，產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子在電機(jī)徑向上運(yùn)動(dòng)。
[0044]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，所述轉(zhuǎn)子為圓形，由硅鋼片疊壓構(gòu)成，轉(zhuǎn)子中心設(shè)有半圓型孔。
[0045]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，所述偏心軸套的偏心段與轉(zhuǎn)子配合安裝，且徑向截面為半圓型，軸套兩端部?jī)?nèi)側(cè)開有孔，并裝入滾動(dòng)軸承。
[0046]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，所述外齒輪中心有孔，孔內(nèi)安裝滾動(dòng)軸承與偏心軸套形成轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
[0047]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，所述機(jī)殼外側(cè)為四方形，內(nèi)側(cè)為圓形的通孔構(gòu)件，內(nèi)壁軸向上有6個(gè)半圓槽。
[0048]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，后端蓋內(nèi)側(cè)各有6個(gè)盲孔，孔內(nèi)裝入定位銷。
[0049]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，主軸的前端為盤型，端面上設(shè)置3個(gè)圓柱凸臺(tái)。
[0050]優(yōu)選地，所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)中，內(nèi)齒圈端面上邊緣部分均布有6個(gè)半圓孔，孔內(nèi)裝入定位銷，用于內(nèi)齒圈的徑向固定。
[0051]該電機(jī)設(shè)有:電機(jī)的定子9、繞組8、轉(zhuǎn)子1，齒輪減速機(jī)的內(nèi)齒圈7、外齒輪5和輸出軸3，偏心軸套12與法蘭盤13，支撐部分為機(jī)殼10、前蓋6和后蓋11。其中外齒輪5上孔套在主軸3前端盤形結(jié)構(gòu)的圓柱銷上，藉由外齒輪7相對(duì)與內(nèi)齒圈5的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得外齒輪5帶動(dòng)主軸3輸出低速、大轉(zhuǎn)矩的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；穿過內(nèi)齒圈、機(jī)殼與定子上半圓孔的三個(gè)圓柱銷釘16兩端都固裝在電機(jī)端蓋6、11上的孔內(nèi)；主軸3固裝于電機(jī)前端蓋6中心的軸承4孔中。三個(gè)定子繞組8按照設(shè)定順序加電后，其電機(jī)轉(zhuǎn)子I在徑向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)偏心軸套12做徑向公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)外齒輪5 —起做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并與固定的內(nèi)齒圈7嚙合，由外齒輪5帶動(dòng)主軸3輸出低速、大轉(zhuǎn)矩的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0052]參見圖1和圖2，介紹本發(fā)明電機(jī)中的電磁繞組的結(jié)構(gòu)組成和工作原理:本發(fā)明電機(jī)設(shè)有三個(gè)定子9 (參見圖9)和一個(gè)轉(zhuǎn)子I (參見圖10)，線圈8繞制在定子9中部的凸起處。三個(gè)定子9在徑向平面內(nèi)對(duì)稱錯(cuò)開120度(參見圖2)，控制線圈繞組的加電順序和電流方向，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子I在徑向上一左下一右下一上的次序循環(huán)移動(dòng)；再細(xì)分電路，就能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子I及繞電機(jī)軸線作勻速的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0053]本發(fā)明電機(jī)的偏心軸套12藉由套筒與轉(zhuǎn)子I固聯(lián)，同時(shí)偏心軸套12的前、后兩端固裝在外齒輪5上軸承4的內(nèi)孔中，當(dāng)轉(zhuǎn)子I在做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)偏心軸套12及外齒輪5 —起平移運(yùn)動(dòng)，同時(shí)外齒輪5則與固定的內(nèi)齒圈5產(chǎn)生嚙合運(yùn)動(dòng)，根據(jù)齒輪嚙合原理，外齒輪5在公轉(zhuǎn)的同時(shí)也將輸出低速的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而外齒輪5端面的孔套在主軸3和法蘭盤13上的圓柱凸臺(tái)上，外齒輪5的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分成兩路，一路通過法蘭盤13間接傳遞給主軸3，另一路則直接傳遞給主軸3輸出。
[0054]參見各附圖，下面具體介紹本發(fā)明電機(jī)各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)組成，其零件包括:電機(jī)的轉(zhuǎn)子1、定子9，繞組8、擺線外齒輪5和內(nèi)齒圈7、偏心軸套12、軸用擋圈2、滾動(dòng)軸承4，主軸
3、定位銷15，機(jī)殼10、端蓋6和11、法蘭盤13和套筒14等。
[0055]電機(jī)的轉(zhuǎn)子I為圓形構(gòu)件(參見圖10)，中間設(shè)有半圓孔1A，偏心軸套12中間的12A段裝入半圓孔IA內(nèi)并藉由套筒14和轉(zhuǎn)子I連接為一體；偏心軸套12上中部設(shè)有軸肩，軸肩的兩側(cè)的偏心段12A依次分別裝上轉(zhuǎn)子、套筒14、軸承和軸用擋圈；偏心軸套12中心設(shè)有通孔，通孔兩端12B部分固裝入滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承內(nèi)孔則裝入主軸3上；轉(zhuǎn)子1、偏心軸套12在能夠在徑向平面內(nèi)相對(duì)于電機(jī)主軸軸線作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0056]本發(fā)明電機(jī)的齒輪減速機(jī)構(gòu)中的內(nèi)齒圈7為薄壁圓環(huán)狀通孔構(gòu)件(參見圖6)，其徑向均布設(shè)有6個(gè)半圓孔7A，定位銷定15穿過通孔7A、機(jī)殼10內(nèi)壁上的半圓凹槽IOA及定子9上的半圓槽9A，同時(shí)后端固定在后蓋11上的盲孔IlA中；外齒輪5也是薄壁圓狀通孔構(gòu)件(參見圖8)，在齒輪輪體上設(shè)有孔5A，主軸3后端上的圓柱銷3A穿入5A中，兩者半徑差等于外齒輪5的公轉(zhuǎn)半徑，當(dāng)外齒輪5公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并與內(nèi)齒圈7嚙合時(shí)，外齒輪5的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將通過圓柱銷3A、13A與5A間的孔銷約束傳遞給主軸3 ;外齒輪5中間為通孔5B，用于固裝軸承4，軸承4內(nèi)圈中裝入偏心軸套12的12A段，在轉(zhuǎn)子I帶動(dòng)偏心軸套12運(yùn)動(dòng)時(shí)，偏心軸套12將通過軸承4帶動(dòng)外齒輪5 —起做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并不約束外齒輪5的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明電機(jī)的擺線內(nèi)齒圈7和外齒輪5組成一齒差減速機(jī)構(gòu)，其減速傳動(dòng)比為:，式中，和分別為漸開線內(nèi)齒圈7和外齒輪5的齒數(shù)。轉(zhuǎn)子I帶動(dòng)外齒輪5公轉(zhuǎn)一周，其外齒輪5與內(nèi)齒圈7嚙合后僅自轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，藉此能夠從主軸3輸出低轉(zhuǎn)速和大扭矩。
[0057]本發(fā)明已經(jīng)進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，該試驗(yàn)樣機(jī)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)及實(shí)現(xiàn)的性能為:內(nèi)齒圈齒數(shù):39，外齒輪齒數(shù):38，傳動(dòng)比:38:1，電機(jī)高度100mm，電機(jī)寬度100mm，電機(jī)總長(zhǎng)84mm,理論輸出力矩可達(dá):12Nm。盡管試驗(yàn)樣機(jī)仍然存在一些需要改進(jìn)之處，但是，總體的試驗(yàn)結(jié)果是成功的，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。
[0058]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種單偏心軸式哨合電動(dòng)機(jī),是將電機(jī)和減速機(jī)集成為一體的大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，其特征在于: 所述電機(jī)在徑向上對(duì)稱設(shè)有兩套磁極，每套磁極有三個(gè)定子和一個(gè)轉(zhuǎn)子，三個(gè)定子中間布置一個(gè)轉(zhuǎn)子，定、轉(zhuǎn)子皆由軟磁材料構(gòu)成；轉(zhuǎn)子形狀為圓形，中心有半圓型孔，孔內(nèi)穿過一偏心軸套的偏心段，另一套磁極的轉(zhuǎn)子中心孔則穿過偏心軸套的另一偏心段，偏心軸套的兩偏心段上緊挨著轉(zhuǎn)子分別裝上一套筒和軸承，通過偏心軸中部的凸臺(tái)和兩端的擋圈將兩個(gè)轉(zhuǎn)子、套筒和軸承進(jìn)行軸向固定；偏心套兩端外側(cè)的軸承外圈分別固裝入兩個(gè)外齒輪中心孔中，外齒輪可以相對(duì)于偏心軸套自由轉(zhuǎn)動(dòng)；偏心軸套前后兩端的孔內(nèi)安裝有兩個(gè)軸承，軸承孔內(nèi)穿過主軸，主軸的前端裝入前蓋上固定的軸承的內(nèi)孔中，另后端裝入后蓋上固定的軸承的內(nèi)孔中；外齒輪端面上開有6個(gè)孔，電機(jī)前端安裝的外齒輪上端面孔內(nèi)穿過主軸前端面上圓柱凸臺(tái)，后端安裝的外齒輪端面上孔內(nèi)穿過輸出法蘭盤上的圓柱凸臺(tái)，兩者形成孔銷約束機(jī)構(gòu)，外齒輪可以相對(duì)于輸出軸作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不能做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；定子為半環(huán)形中間凸起結(jié)構(gòu)，每?jī)蓚€(gè)定子間穿過一長(zhǎng)定位銷，每個(gè)定位銷同時(shí)穿過內(nèi)齒圈端面上半圓孔，銷釘兩端安裝在電機(jī)前后端蓋上的盲孔中；定子中間凸起部分安裝有繞組，當(dāng)繞組加電后，轉(zhuǎn)子受到電磁力作用而運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)偏心軸套及外齒輪運(yùn)動(dòng)；當(dāng)三個(gè)定子繞組按照設(shè)定順序加電后，轉(zhuǎn)子將在徑向平面內(nèi)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)外齒輪與固聯(lián)在機(jī)殼上的內(nèi)齒圈相嚙合，外齒輪通過孔銷約束機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主軸輸出低速、大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述定子為半環(huán)形中間帶凸起結(jié)構(gòu)，環(huán)形兩末端各有一個(gè)半圓凹槽，中間凸起上安裝繞組，當(dāng)繞組通電后，產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子在電機(jī)徑向上運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子為圓形，由硅鋼片疊壓構(gòu)成，轉(zhuǎn)子中心設(shè)有半圓型孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述偏心軸套的偏心段與轉(zhuǎn)子配合安裝，且徑向截面為半圓型，軸套兩端部?jī)?nèi)側(cè)開有孔，并裝入滾動(dòng)軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述外齒輪中心有孔，孔內(nèi)安裝滾動(dòng)軸承與偏心軸套形成轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述機(jī)殼外側(cè)為四方形，內(nèi)側(cè)為圓形的通孔構(gòu)件，內(nèi)壁軸向上有6個(gè)半圓槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，其特征在于:后端蓋內(nèi)側(cè)各有6個(gè)盲孔，孔內(nèi)裝入定位銷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，其特征在于:主軸的前端為盤型，端面上設(shè)置3個(gè)圓柱凸臺(tái)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單偏心軸式嚙合電動(dòng)機(jī)，其特征在于:內(nèi)齒圈端面上邊緣部分均布有6個(gè)半圓孔，孔內(nèi)裝入定位銷，用于內(nèi)齒圈的徑向固定。
【文檔編號(hào)】H02K16/00GK203554183SQ201320588576
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】張?jiān)? 丁瑞華, 李瑞華, 白政民 申請(qǐng)人:許昌學(xué)院