一种搭载谐波减速机的直驱舵机制造技术

本发明专利技术涉及一种搭载谐波减速机的直驱型舵机，驱动电机（13）的输出轴上设置所述谐波减速机；驱动电机（13）的输出轴上固定电机固定滑块（14），凸轮（16）的外围和柔轮（8）之间设置柔性轴承（11），电机固定滑块（14）、活动滑块（15）、凸轮（16）和柔性轴承（11）组成十字滑块式波发生器；波发生器安装在柔轮（8）的倒扣盖式结构中。具有机构紧凑、体积小、背隙小，传动精度高，减速比大的优点，同时又能兼顾制造成本，能够具有普适性。具有普适性。具有普适性。

【技术实现步骤摘要】
一种搭载谐波减速机的直驱舵机


[0001]本专利技术属于服务机器人、云台、高档玩具和自动控制
，具体涉及一种搭载谐波减速机的直驱型舵机。

技术介绍

[0002]传统谐波减速器具有结构紧凑、体积小、质量轻、承载能力大、背隙小与传动精度高等优点，被广泛应用于工业机器人、航空航天、精密机床领域中。谐波减速机由钢轮、柔轮和波发生器构成，椭圆变形的波发生器安装在具有弹性的柔轮内部，波发生器转动迫使柔轮齿形与钢轮齿形周期性啮合和分离，进而实现错齿差减速的效果。
[0003]服务机器人、云台、高档玩具等自动控制
经常需要舵机驱动，而基于高精度基础上的舵机轻量化和微型化一直是该领域的不懈追求。但是鉴于传统谐波减速器的昂贵价格，高精度和轻量化和微型化无法平衡，传统的谐波减速器无法在云台和高档玩具以及普适性机器人上普遍应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术缺陷提供一种搭载谐波减速机的直驱型舵机，具有机构紧凑、体积小、背隙小，传动精度高，减速比大的优点，同时又能兼顾制造成本，能够具有普适性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种搭载谐波减速机的直驱型舵机，包括驱动电机（13）和谐波减速机；其特征在于驱动电机（13）的输出轴上设置所述谐波减速机；驱动电机（13）的输出轴上固定电机固定滑块（14），凸轮（16）的外围和柔轮（8）之间设置柔性轴承（11），电机固定滑块（14）、活动滑块（15）、凸轮（16）和柔性轴承（11）组成十字滑块式波发生器；波发生器安装在柔轮（8）的倒扣盖式结构中；柔轮（8）和输出法兰（1）刚性连接在一起，柔轮（8）的外齿圈和钢轮（10）的内齿圈在波发生器作用下周期性啮合或分离，钢轮（10）和壳体（7）通过固定连接；输出法兰（1）和壳体（7）之间安装有支撑轴承（6），支撑轴承（6）位于柔轮（8）的上方；输出法兰（1）中心上安装位置磁钢（4），在位置磁钢（4）上方对应处间隔设置位置传感器（2），位置磁钢（4）和位置传感器（2）组成舵机控制闭环系统。
[0006]上述技术方案中，电机固定滑块（14）的周向间隔凸起与环形活动滑块（15）的内壁径向滑槽配合，活动滑块（15）的外壁的周向凸起与外围凸轮（16）内壁的周向滑槽互相配合，两组滑槽呈十字形交叉布置。
[0007]上述技术方案中，电机固定座（12）包括底部的驱动电机容纳部及上部的平台（121），驱动电机（13）固定在驱动电机容纳部内，在平台（121）上设置有电机定位孔和固定孔固定电机；驱动电机（13）的输出轴穿过平台（121）的中心孔后固定电机固定滑块（14），活动滑块（15）嵌套在所述电机固定滑块（14）上并置于凸轮（16）的中空倒扣空间内，在凸轮
（16）的外壁台阶上设置柔性轴承（11）。
[0008]上述技术方案中，输出法兰（1）具有顶部的法兰盘和通过边侧支撑间隔连接的轴；柔轮（8）的盖式底壳和输出法兰（1）的轴通过固定垫片（9）刚性连接在一起。
[0009]上述技术方案中，输出法兰（1）的轴中心顶部过盈安装位置磁钢（4），壳体（7）上通过传感器安装支架（3）在位置磁钢（4）上方悬空设置固定位置传感器（2）。
[0010]上述技术方案中，柔轮（8）的外齿圈和钢轮（10）的内齿圈齿形均采用C齿形。
[0011]上述技术方案中，凸轮（16）、柔轮（8）和钢轮（10）采用工程塑料注塑成型。
[0012]上述技术方案中，柔轮（8）采用POM或PA或PPS或PEEK材料的一种为基材添加碳纤维或PTFE或二硫化钼注塑成型。
[0013]上述技术方案中，钢轮（10）、电机固定滑块（14）、活动滑块（15）、凸轮（16）采用PPS+10%以上的碳纤维注塑成型。
[0014]上述技术方案中，输出法兰（1）、传感器安装支架（3）、壳体（7）和电机固定座（12）采用PPS或PA或PC加入10%以上的碳纤维或玻璃限位注塑成型。
[0015]上述技术方案中，钢轮（10）和壳体（7）通过花键过盈配合安装。
[0016]由此，本专利技术提出的直驱型舵机搭载特种的塑料谐波减速机构，直驱型舵机的驱动电机通过安装在电机输出轴上的十字滑块，驱动波发生器工作，谐波减速机运转。传动和驱动为一体，机构紧凑、体积小；与柔轮安装在一起的输出法兰上安装位置磁钢，位置磁钢与位置传感器组合控制舵机的位置闭环和速度闭环。同时由于波发生器结构精巧，背隙小，传动精度高，减速比大。塑料谐波减速机构的柔轮、钢轮和凸轮都采用特种工程塑料注塑成型，实现了轻量化；齿形采用C齿形设计，保证了该类型塑料舵机的传递力矩和刚性。由于能够批量化生产和制造，且结构和材料优化设计，成本大幅减少，能够普遍适用于服务机器人、云台、高档玩具等自动控制

附图说明
[0017]图1为本专利技术的装配谐波减速机的直驱舵机的结构示意图；图2为本专利技术的装配谐波减速机的直驱舵机内部结构示意图；图3为本专利技术的波发生器的结构示意图；图1-3中附图标记如下：1.输出法兰；2.位置传感器；3.传感器安装支架；4.位置磁钢；5.支撑轴承固定法兰；6.支撑轴承；7.壳体；8.柔轮；9.固定垫片；10.钢轮；11.柔性轴承；12.电机固定座；13.驱动电机；14.电机固定滑块；15.活动滑块；16.凸轮。
[0018]具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0020]结合附图1、2、3对本专利技术进一步详细说明：本专利技术装配谐波减速机的直驱舵机中，驱动电机13的输出轴上同轴设置谐波减速机；具体为：
驱动电机13固定在电机固定座12上，电机固定座12包括底部的驱动电机容纳部及上部的平台121；在平台121上设置有电机定位孔和固定孔，保证电机安装位置。驱动电机13的输出轴穿过平台121的中心孔后固定电机固定滑块14，电机固定滑块14和活动滑块15横截面均呈十字状，电机固定滑块14和活动滑块15十字交叉设置并容纳在凸轮16的中空倒扣空间中（凸轮16为一个倒扣的中空封闭圆台），在凸轮16的外壁台阶上设置柔性轴承11， 电机固定滑块14、活动滑块15、凸轮16和柔性轴承11组成十字滑块式波发生器。柔性轴承11位于凸轮16和柔轮8的内壁之间，由此推动柔轮8的外圈齿周期性与相邻的钢轮10内圈齿啮合或分离。波发生器安装在柔轮8的内圈，柔轮8的内圈同时设置限位台阶，保证波发生器的轴向位置。电机固定座12的平台121和壳体7刚性配合安装，将钢轮10固定在壳体7轴向和径向固定。
[0021]柔轮8由具有中心孔的盖式底壳和竖向壁形成倒扣盖式结构，竖向壁内壁与柔性轴承11接触，竖向壁外圈形成外圈齿；输出法兰1具有顶部的法兰盘和通过边侧支撑间隔连接的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种搭载谐波减速机的直驱型舵机，包括驱动电机（13）和谐波减速机；其特征在于驱动电机（13）的输出轴上设置所述谐波减速机；驱动电机（13）的输出轴上固定电机固定滑块（14），凸轮（16）的外围和柔轮（8）之间设置柔性轴承（11），电机固定滑块（14）、活动滑块（15）、凸轮（16）和柔性轴承（11）组成十字滑块式波发生器；波发生器安装在柔轮（8）的倒扣盖式结构中；柔轮（8）和输出法兰（1）刚性连接在一起，钢轮（10）和壳体（7）通过固定连接；输出法兰（1）和壳体（7）之间安装有支撑轴承（6），支撑轴承（6）位于柔轮（8）的上方；输出法兰（1）中心上安装位置磁钢（4），在位置磁钢（4）上方对应处间隔设置位置传感器（2），位置磁钢（4）和位置传感器（2）组成舵机控制闭环系统。2.根据权利要求1所述的搭载谐波减速机的直驱型舵机，其特征在于：电机固定滑块（14）的周向间隔凸起与环形活动滑块（15）的内壁径向滑槽配合，活动滑块（15）的外壁的周向凸起与外围凸轮（16）内壁的周向滑槽互相配合，两组滑槽呈十字形交叉布置。3.根据权利要求1所述的搭载谐波减速机的直驱型舵机，其特征在于：电机固定座（12）包括底部的驱动电机容纳部及上部的平台（121），驱动电机（13）固定在驱动电机容纳部内，在平台（121）上设置有电机定位孔和固定孔固定电机；驱动电机（13）的输出轴穿过平台（121）的中心孔后固定电机固定滑块（14），活动滑块（15）嵌套在所述电机固定滑块（14）上...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅建彬，卜强强，杨景源，
申请(专利权)人：无锡巨蟹智能驱动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：