一种搭载谐波减速器的紧凑型舵机制造技术

本发明专利技术公开了一种搭载谐波减速器的紧凑型型舵机，其特征在于电机和谐波减速器的主轴平行布置，且谐波减速器壳体与电机壳体形成顶部相连通的一体化壳体空间；在连通区域，电机输出轴设置主动带轮，主动带轮通过同步带与谐波减速器顶部的从动带轮形成带传动；壳体空间内谐波减速器上方设置位置磁钢和位置传感器。结构紧凑、体积小、背隙小、传动精度高、减速比大且成本低适于批量生产。大且成本低适于批量生产。大且成本低适于批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种搭载谐波减速器的紧凑型舵机


[0001]本专利技术属于动力传动
，具体涉及一种应用于服务机器人、云台、高档玩具和自动控制
的搭载谐波减速器的紧凑型舵机。

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。
[0003]谐波减速器由钢轮、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金属柔轮内部，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。
[0004]但是传统谐波器的精密制造工艺决定了该产品无法广泛应用于服务机器人、云台、高档玩具等与生活相关的小产品或自动控制
，一方面是这些领域的谐波减速器对体积的要求更高，但是对改造或适用成本的期望又很低，工业化广泛应用的谐波减速器无法在这些领域简单适用形成一体化舵机。因而，亟需结构紧凑、体积小、背隙小、传动精度高、减速比大且成本低适于批量生产的一体化的、搭载了谐波减速器的紧凑型舵机。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提出一种搭载谐波减速器的紧凑型型舵机，结构紧凑、体积小、背隙小、传动精度高、减速比大且成本低适于批量生产。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种搭载谐波减速器的紧凑型型舵机，其特征在于电机和谐波减速器的主轴平行布置，且谐波减速器壳体与电机壳体形成顶部相连通的一体化壳体空间；在连通区域，电机输出轴设置主动带轮，主动带轮通过同步带与谐波减速器顶部的从动带轮形成带传动；壳体空间内谐波减速器上方设置位置磁钢和位置传感器。
[0008]上述技术方案中，谐波减速器中，从动带轮与谐波减速器顶部的凸轮一体化安装，凸轮转动促使波发生器工作而使得谐波减速器运转；与柔轮安装在一起的输出轴一端作为舵机的输出法兰在壳体空间底部与外部连接，一端位于壳体空间的顶部并安装有位置磁钢和位置传感器以感知输出轴的转角和控制位置闭环和速度闭环。
[0009]上述技术方案中，谐波减速器区域，一体化壳体空间的壁体在输出轴底部到凸轮轴向呈圆筒状壁体，圆筒状壁体内设置圆筒状硬限位外壳，输出轴钢轮固定在硬限位外壳上；输出轴外壁与硬限位外壳内壁之间可旋转地支撑连接。
[0010]上述技术方案中，输出轴为长空心轴，输出轴一端与另一空心轴固定连接，且在固定连接处通过径向法兰结构夹置中空的柔轮底盖，从柔轮底盖往上延伸的柔轮外壁与钢轮接触，内壁通过柔性轴承与凸轮的椭圆外周接触；凸轮为空心台阶轴，台阶窄部外周设置椭圆外周，台阶宽部内壁与所述空心轴之间设置支撑轴承，支撑轴承的内圈固定在另一空心轴上；台阶宽部外壁与端部包覆设置所述从动带轮。
[0011]上述技术方案中，输出轴外壁与硬限位外壳内壁之间通过两个间隔设置的支撑轴承可旋转地支撑连接。
[0012]上述技术方案中，两个支撑轴承通过限位环轴向间隔设置在输出轴底部和硬限位外壳顶部之间。
[0013]上述技术方案中，输出轴采用由窄到宽的三级台阶轴且中心设置通孔，输出轴的窄部一端端面设有螺纹孔，用平头螺丝将柔轮装夹在输出轴与另一空心轴之间，沿轴向输出轴的第一级台阶和第二级台阶处分别安装支撑轴承，输出轴的第三级台阶外部轴杆伸出外壳体外部且设置有安装法兰。
[0014]上述技术方案中，限位环为台阶状空心轴，由滑动设置的环轴向定位柱和环旋转定位柱进行限位，限位环上安装轴极限第一柱和轴极限第二柱，对应地在输出轴上安装轴限位柱；在输出轴上设置零点内孔，用于与环轴向定位柱配合实现环轴向的零点定位；硬限位外壳上设置零点外孔，用于对轴限位柱进行轴向限位；在限位环和硬限位外壳之间径向设置第一定位环，在限位环和输出轴之间径向设置第二定位环。
[0015]上述技术方案中，钢轮和凸轮采用304与40CrMoNiA与40CrA整体加工成型；柔轮采用40CrMoNiA与40CrA材料整体加工成型，外壳体整体浇铸成型。
[0016]上述技术方案中，输出轴的第三台阶外围安装有密封圈。
[0017]由此，本专利技术提出一种搭载金属的谐波减速器的紧凑型舵机。谐波减速器构的柔轮、钢轮和凸轮都采用金属材料加工而成，使减速机在传递力矩和刚性方面更有优势，齿形C齿形设计。紧凑型舵机的驱动电机通过安装在电机输出轴上的主动同步带轮带动同步带，驱动与凸轮一体化的从动同步带轮转动，凸轮转动促使波发生工作，谐波减速器运转。与柔轮安装在一起的输出轴，一端作为舵机的输出法兰，一端安装有位置磁钢，位置传感器感知输出轴的转角，控制紧凑舵机的位置闭环和速度闭环。此种紧凑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。
附图说明
[0018]图1为本专利技术搭载谐波减速器的紧凑型舵机的外观结构示意图。
[0019]图2为本专利技术搭载谐波减速器的紧凑型舵机的控制电路安装结构示意图。
[0020]图3为本专利技术搭载谐波减速器的紧凑型舵机的同步带传动机构示意图。
[0021]图4为本专利技术搭载谐波减速器的紧凑型舵机内部详细结构示意图(剖视图)。
[0022]图5为本专利技术搭载谐波减速器的紧凑型舵机的机械硬限位示意图。
[0023]图6为本专利技术搭载谐波减速器的紧凑型舵机的机械硬限位剖面内传动轴示意图(图5中的A
‑
A剖视图)。
[0024]图7为本专利技术搭载谐波减速器的紧凑型舵机的机械硬限位剖面外传动壳体示意图(图5中的B
‑
B剖视图)。
[0025]图8为本专利技术搭载谐波减速器的紧凑型舵机的机械硬限位爆炸图。
[0026]各附图中附图标记对应如下：
[0027]1.外壳体；2.控制电路板；3.同步带；4.主动带轮；5.电机；6.电机外壳；7.锁紧压环；8.密封圈；9.输出轴；10.另一种平衡轴承；11.硬限位外壳；12.第一定位环；13.限位环；14.第二定位环；15.一种平衡轴承；16.柔轮；17.轴；18.钢轮；19.定位环；20.柔性轴承；21.
凸轮；22.支撑轴承；23.从动带轮；24.限位安装环；25.位置磁钢；26.位置传感器；27.环轴向定位柱；28.环旋转定位柱；29.轴限位柱；30.轴极限第一柱；31.轴极限第二柱；32.零点外孔；33.零点内孔。
具体实施方式
[0028]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用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]根据本专利技术实施的搭载谐波减速器的紧凑型舵机如图1
‑
8所示，下面结合附图对本专利技术进一步详细说明。
[0030]本专利技术的目的是在于提出一种搭载谐波减速器的紧凑型型舵机。
[0031]电机5安装在电机外壳6的电机安装座上，电机5的输出轴上过盈配合有主动带轮4，电机5通过主动带轮4带动同步带3，驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种搭载谐波减速器的紧凑型型舵机，其特征在于电机和谐波减速器的主轴平行布置，且谐波减速器壳体与电机壳体形成顶部相连通的一体化壳体空间；在连通区域，电机输出轴设置主动带轮，主动带轮通过同步带与谐波减速器顶部的从动带轮形成带传动；壳体空间内谐波减速器上方设置位置磁钢和位置传感器。2.根据权利要求1所述的一种搭载谐波减速器的紧凑型型舵机，其特征在于谐波减速器中，从动带轮与谐波减速器顶部的凸轮一体化安装，凸轮转动促使波发生器工作而使得谐波减速器运转；与柔轮安装在一起的输出轴一端作为舵机的输出法兰在壳体空间底部与外部连接，一端位于壳体空间的顶部并安装有位置磁钢和位置传感器以感知输出轴的转角和控制位置闭环和速度闭环。3.根据权利要求1所述的一种搭载谐波减速器的紧凑型型舵机，其特征在于谐波减速器区域，一体化壳体空间的壁体在输出轴底部到凸轮轴向呈圆筒状壁体，圆筒状壁体内设置圆筒状硬限位外壳，输出轴钢轮固定在硬限位外壳上；输出轴外壁与硬限位外壳内壁之间可旋转地支撑连接。4.根据权利要求1所述的一种搭载谐波减速器的紧凑型型舵机，其特征在于输出轴为长空心轴，输出轴一端与另一空心轴固定连接，且在固定连接处通过径向法兰结构夹置中空的柔轮底盖，从柔轮底盖往上延伸的柔轮外壁与钢轮接触，内壁通过柔性轴承与凸轮的椭圆外周接触；凸轮为空心台阶轴，台阶窄部外周设置椭圆外周，台阶宽部内壁与所述空心轴之间设置支撑轴承，支撑轴承的内圈固定在另一空心轴上；台阶宽部外壁与端部包覆设置所述从动带轮。5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：董华江，尹富豪，王捍东，
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：