扭矩放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种扭矩传递装置，该扭矩传递装置具有环形齿轮和内行星齿轮组和外行星齿轮组，该行星齿轮组可能不绕轨道而是相对于外壳在固定位置旋转。该齿轮组中的一个可包括复合齿轮。也可能有连接到行星齿轮组的太阳齿轮。该太阳齿轮可以是输入，而环形齿轮可以是减速齿轮系统的输出，以充当扭矩放大器。齿轮可为锥形，并且也可对齿轮组中的一个施加轴向力，以紧固锥形齿轮之间的啮合。齿轮组中的一个(例如，向其施加轴向力的齿轮组)可以是浮动的。

Torque amplifier

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扭矩放大器相关申请的交叉引用本申请要求2017年6月17日提交的美国临时申请号62/521,447以及2017年7月19日提交的美国临时申请号62/534,484的优先权，这两个申请均以引用方式全文并入本文。
齿轮箱。
技术介绍
齿轮箱通常用于增加系统中的扭矩，使之高于马达所能提供的扭矩。这些齿轮箱通常会将齿隙和显著惯性引入系统中。希望最小化添加的惯性并消除齿隙，同时仍提供高输出扭矩。
技术实现思路
本专利技术提供了一种扭矩传递装置，该扭矩传递装置具有外壳和有锥形环形齿轮齿部的环形齿轮，环形齿轮被安装用于相对于外壳旋转。扭矩传递装置还具有多个第一行星齿轮和多个第二行星齿轮，多个第二行星齿轮具有被布置成与锥形环形齿轮齿部啮合的第二锥形齿部，多个第一行星齿轮具有被布置成与第二锥形齿部啮合的第一锥形齿部，多个第二行星齿轮被布置在环形齿轮内以与环形齿轮啮合，并且多个第一行星齿轮中的每一个被布置成与多个第二行星齿轮中的两个啮合。偏置元件偏置多个第一行星齿轮或多个第二行星齿轮，以紧固第一锥形齿部和第二锥形齿部之间的啮合。在各种实施方案中，可包括以下特征中的任何一个或多个：偏置元件可用于偏置多个第二行星齿轮。多个第二行星齿轮可以是浮动齿轮。锥形环形齿轮齿部、第一锥形齿部和第二锥形齿部可以是镜像螺旋齿部。多个第一行星齿轮可以是复合齿轮，复合齿轮包括具有第一锥形齿部的第一简单齿轮和固定地连接到第一简单齿轮以与第一简单齿轮一起旋转的第二简单齿轮，并且可以有被布置成与第二简单齿轮啮合的太阳齿轮。第二简单齿轮可大于第一简单齿轮。多个第一行星齿轮可相对于外壳轴向移动，并且第二简单齿轮可具有第三锥形齿部，并且太阳齿轮可具有锥形太阳齿轮齿部，第三锥形齿部被布置成与锥形太阳齿轮齿部啮合。锥形太阳齿轮齿部和第三锥形齿部可为镜像螺旋齿部。偏置元件可包括永磁体。偏置元件可包括电磁体。偏置元件可包括永磁体和电磁体。偏置元件可包括弹簧。还可能存在用于在电力损失的情况下停止扭矩传递装置的制动器。制动器可被布置用于夹持连接到多个第一行星齿轮中的至少一个的圆柱形表面。制动器可以是如下所述的制动器或组合制动器。还提供了一种包括带的制动器，该带具有第一端部和第二端部，带围绕旋转物体的表面周向延伸，带能够在接触旋转物体的表面的夹持位置和通电位置之间移动。第一永磁体附接到带的第一端部，并且第二永磁体附接到带的第二端部。第一永磁体和第二永磁体被布置成在夹持位置彼此吸引，以使带夹持圆柱形表面。第一永磁体和第二永磁体被偏置远离通电位置，以将带移动到夹持位置，但向一个或多个电磁体提供电流以吸引第一永磁体和第二永磁体，从而当电流被提供给电磁体时将带保持在通电位置以对抗偏置。在各种实施方案中，可包括以下特征中的任何一个或多个：一个或多个电磁体可被构造用于利用第一电流通电以将带从夹持位置移动到通电位置，以及用于利用第二电流通电以将带保持在通电位置，第二电流低于第一电流。可通过第一永磁体和第二永磁体的磁引力将第一永磁体和第二永磁体偏置远离通电位置。还提供了一种包括如上所述的多个制动器的组合制动器，多个制动器被布置成圆形排列，多个制动器中的每个制动器的带通过柔性桥连接到多个制动器的连续制动器。多个制动器中的每一个的一个或多个电磁体可包括两个电磁体，两个电磁体中的每一个由多个制动器中的相应的相邻制动器共享。装置和方法的这些方面和其他方面在权利要求书中阐述。附图说明现在将参考附图以示例的方式描述实施方案，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：图1是示例性扭矩放大器的平面图。图2是图1的扭矩放大器的透视图。图3是示出图1和图2的扭矩放大器的浮动齿轮上的力和啮合点的特写视图。图4是示出附接到轴承的弹簧作为将力施加到行星齿轮的另选的装置的示意图。图5是示例性锥形齿部形状的特写透视图。图6是图5的齿部在齿部窄端处的横截面。图7是图5的齿部在齿部的中间部分的横截面。图8是图5的齿部在齿部宽端处的横截面。图9是包括具有锥角的齿部的齿轮的侧视图。图10是具有锥形齿部的示例性齿轮的透视图。图11是图10的齿轮的轴向视图。图12是示出图10的齿轮的各种直径的示意图。图13是示出图10的齿轮在齿部的第一端部的直径和齿部侧圆弧的示意图。图14是示出图10的齿轮在齿部的中间部分的直径和齿部侧圆弧的示意图。图15是示出图10的齿轮在齿部的第二端部的直径和齿部侧圆弧的示意图。图16是具有电动马达和如图1-3所示的扭矩放大器的致动器的侧剖面图。图17是图16的致动器的顶部剖面图，该致动器也包括制动器，其中制动器处于夹持位置。图18是图17的致动器的透视图。图19是图17的致动器的顶部剖面图，其中制动器处于通电位置。图20是图19的致动器的透视图。图21是在外行星齿轮中具有磁体的扭矩放大器的透视图。图22是具有附接到行星齿轮的弹簧的扭矩放大器的剖面透视图。具体实施方式在不脱离权利要求书所涵盖的内容的情况下，可以对这里描述的实施方案进行非实质性修改。扭矩放大器10的非限制性示例性实施方案在图1中以平面图示出并在图2中以透视图示出。该实施方案中的扭矩放大器10是具有太阳齿轮12、第一行星齿轮阵列、第二行星齿轮18阵列和环形齿轮20的齿轮传动系统，该第一行星齿轮在此为包括与太阳齿轮12啮合的较大齿轮14和较小齿轮16的复合齿轮，该第二行星齿轮18与较小齿轮16啮合，该环形齿轮与第二行星齿轮18阵列啮合。此处的较小齿轮16和较大齿轮14固定在一起以构成复合第一行星齿轮，但较小齿轮16可以其他方式连接到较大齿轮14以与第一较大齿轮14一起旋转。这里，太阳齿轮12是固定到马达转子上的输入，而环形齿轮20是输出。在该实施方案中，较大齿轮14及其相关的较小齿轮16旋转地固定到外壳22，在该示例性实施方案中，该外壳包括电动马达的定子的背面。如图1和图2所示的太阳齿轮12位于固定到外壳22的顶盖24下方。顶盖24可用作定子的背面与连接到外壳的另一部分的轴26之间的连接，在这种情况下是电动马达的附加定子，如图16所示。在该装置的该实施方案中，第二行星齿轮18也不相对于外壳环绕太阳齿轮轨道旋转。相反，它们的旋转轴相对于外壳处于固定位置。这消除了对行星载体的需要，具有降低的复杂度和潜在高刚度的优点。本文件中的术语“行星”并不意味着行星绕轨道旋转；相反，它描述了定位，诸如定位在环形齿轮内、围绕太阳齿轮定位或接触其他行星齿轮对。在所示的实施方案中，有四个第一行星齿轮，以及四个第二行星齿轮18，其中每个第一行星齿轮包括较大齿轮14和较小齿轮16，但实施方案中也可使用其他数量的齿轮。扭矩放大通过如下方式获得：太阳齿轮12小于环形齿轮20，并且较小齿轮16小于第一行星齿轮的较大齿轮14。较小直径的齿轮16被固定到较大齿轮14的顶部，这在较小齿轮16驱动第二行星齿轮18阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扭矩传递装置，包括：/n外壳；/n环形齿轮，所述环形齿轮具有锥形环形齿轮齿部，所述环形齿轮被安装用于相对于所述外壳旋转；/n多个第一行星齿轮和多个第二行星齿轮，所述多个第二行星齿轮具有被布置成与所述锥形环形齿轮齿部啮合的第二锥形齿部，所述多个第一行星齿轮具有被布置成与所述第二锥形齿部啮合的第一锥形齿部，所述多个第二行星齿轮被布置在所述环形齿轮内以与所述环形齿轮啮合，并且所述多个第一行星齿轮中的每一个被布置成与所述多个第二行星齿轮中的两个啮合；和/n偏置元件，所述偏置元件用于偏置所述多个第一行星齿轮或所述多个第二行星齿轮，以紧固所述第一锥形齿部和所述第二锥形齿部之间的所述啮合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170617 US 62/521,447;20170719 US 62/534,4841.一种扭矩传递装置，包括：
外壳；
环形齿轮，所述环形齿轮具有锥形环形齿轮齿部，所述环形齿轮被安装用于相对于所述外壳旋转；
多个第一行星齿轮和多个第二行星齿轮，所述多个第二行星齿轮具有被布置成与所述锥形环形齿轮齿部啮合的第二锥形齿部，所述多个第一行星齿轮具有被布置成与所述第二锥形齿部啮合的第一锥形齿部，所述多个第二行星齿轮被布置在所述环形齿轮内以与所述环形齿轮啮合，并且所述多个第一行星齿轮中的每一个被布置成与所述多个第二行星齿轮中的两个啮合；和
偏置元件，所述偏置元件用于偏置所述多个第一行星齿轮或所述多个第二行星齿轮，以紧固所述第一锥形齿部和所述第二锥形齿部之间的所述啮合。


2.根据权利要求1所述的扭矩传递装置，其中所述偏置元件用于偏置所述多个第二行星齿轮。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的扭矩传递装置，其中所述多个第二行星齿轮是浮动齿轮。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的扭矩传递装置，其中所述锥形环形齿轮齿部、所述第一锥形齿部和所述第二锥形齿部是镜像螺旋齿部。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的扭矩传递装置，其中所述多个第一行星齿轮是复合齿轮，所述复合齿轮包括具有所述第一锥形齿部的第一简单齿轮和固定地连接到所述第一简单齿轮以与所述第一简单齿轮一起旋转的第二简单齿轮，并且所述扭矩传递装置还包括被布置成与第二简单齿轮啮合的太阳齿轮。


6.根据权利要求5所述的扭矩传递装置，其中所述第二简单齿轮大于所述第一简单齿轮。


7.根据权利要求5或权利要求6所述的扭矩传递装置，其中所述多个第一行星齿轮能够相对于所述外壳轴向移动，并且所述第二简单齿轮具有第三锥形齿部，并且所述太阳齿轮具有锥形太阳齿轮齿部，所述第三锥形齿部被布置成与锥形太阳齿轮齿部啮合。


8.根据权利要求7所述的扭矩传递装置，其中所述锥形太阳齿轮齿部和所述第三锥形齿部是镜像螺旋齿部。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的扭矩传递装置，其中所述偏置元件包括永磁体。


10.根据权利要求1-8中任一项所述的扭矩传递装置，其中所述偏置元件包括电磁体。


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【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·克拉森，
申请(专利权)人：詹尼斯机器人移动技术加拿大公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA