CN112943882A - 一种行星传动的过载保护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种行星传动的过载保护结构，包括基体和可转动设置在基体上的齿圈，齿圈的一端设置有波形介子或第一凸台，基体上相应设置有第一凸台或波形介子，波形介子呈圆环状并具弹性，波形介子的中心轴与齿圈的中心轴重合；第一凸台插设在波形介子的一正面波谷中并可与该正面波谷相邻的正面波峰抵接以限制齿圈相对基体的转动，与第一凸台抵接的正面波峰可在外力作用下由第一凸台推动而弹性变形至与第一凸台错开。本发明结构简单可靠，便于应用，能够及时响应过载冲击并进行缓冲和负载卸除，并且无需人为介入即自动恢复正常工作状态，能够有效保护电机，防止电机过载损坏，方便使用。
Description
技术领域
本发明涉及行星传动机构领域，特别涉及一种行星传动的过载保护结构。
背景技术
行星传动机构主要应用在变速箱中，通常包括固定在变速箱的箱体内的齿圈和啮合在齿圈内的齿轮，工作中，齿圈保持静止，齿轮则可进行转动和移动。变速箱使用时需要承受外力载荷，运转过程中可能受到过度负载则可能导致电机堵转，此外也可能会遇到反转驱动冲击，例如当变速箱应用在机器人的关节中时，机器人的关节部位可能会遇到人为扭转、外力撞击、机器人跌倒导致关节受到冲击等情况。在变速箱受到堵转冲击和反转驱动冲击时，容易导致与其连接的电机出现过载损坏，目前的防范方式通常为利用电控检测的方式来限制马达电流，但这种方式是对变速箱的输出轴遇到阻碍时的被动保护，无法对工作状态下受到的外力冲击状况提供保护，依然容易导致电机过载损坏。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种结构简单可靠，能够有效保护电机的行星传动的过载保护结构。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
提供了一种行星传动的过载保护结构，包括基体和可转动设置在所述基体上的齿圈，所述齿圈的一端设置有波形介子或第一凸台，基体上相应设置有第一凸台或波形介子，所述波形介子呈圆环状并具弹性，波形介子的中心轴与所述齿圈的中心轴重合；所述第一凸台插设在所述波形介子的一正面波谷中并可与该正面波谷相邻的正面波峰抵接以限制齿圈相对基体的转动，与第一凸台抵接的正面波峰可在外力作用下由第一凸台推动而弹性变形至与第一凸台错开。
优选的，所述波形介子的各正面波谷环绕波形介子的中心轴周向均匀分布，所述第一凸台的数量为正面波谷数量的整数倍，且各第一凸台环绕波形介子的中心轴周向均匀分布。
优选的，所述波形介子可转动设置在所述齿圈与基体之间，所述第一凸台设置在基体上以限制波形介子相对基体的转动；所述齿圈的端部设置有第二凸台，所述第二凸台插设在所述波形介子的一背面波谷中并可与该背面波谷相邻的背面波峰抵接以限制波形介子相对齿圈的转动，与第二凸台抵接的背面波峰可在外力作用下由第二凸台推动而弹性变形至与第二凸台错开。
优选的，所述波形介子的各背面波谷环绕波形介子的中心轴周向均匀分布，所述第二凸台的数量为背面波谷数量的整数倍，且各第二凸台环绕波形介子的中心轴周向均匀分布。
优选的，所述齿圈的两端均设置有所述波形介子。
优选的，所述齿圈通过轴承可转动设置在基体上。
优选的，所述齿圈的首端设置有所述波形介子，齿圈的尾端通过所述轴承可转动设置所述基体上。
优选的，所述齿圈的首端设置有所述波形介子，齿圈的尾端端面与基体之间垫设有摩擦垫。
优选的，所述波形介子的正面波谷和正面波峰的数量均为偶数。
本发明的有益效果在于：本发明在正常工作状态下，第一凸台与波形介子的正面波峰抵接而限制齿圈相对基体的转动，即将齿圈维持在相对静止状态，保证行星传动机构的正常运行；在当行星传动机构受到过载或冲击使得齿圈受到的旋转驱动力超过预定值时，第一凸台能够挤压推动波形介子的正面波峰，使正面波峰弹性变形而与第一凸台错开，齿圈随之能够相对基体转动来卸除受到的过载和冲击，在外力冲击消除后，第一凸台又可再与弹性回复的正面波峰抵接而限制齿圈的转动，使得行星传动机构恢复正常运作，本发明结构简单可靠，便于应用，能够及时响应过载冲击并进行缓冲和负载卸除，并且无需人为介入即自动恢复正常工作状态，能够有效保护电机，防止电机过载损坏，方便使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一种实施例在行星齿轮减速箱中的应用示例的分解图；
图2为本发明第一种实施例在行星齿轮减速箱中的应用示例的剖视结构图；
图3为本发明第一种实施例中波形介子的结构图；
图4为本发明中波形介子的另一种结构图；
图5为本发明第二种实施例在NGWN型行星机构中的应用示意图；
图6为本发明第二种实施例在谐波传动机构中的应用示意图；
图7为本发明第三种实施例在NGW型行星传动与定轴复合传动机构中的应用示意图；
图8为本发明第四种实施例在NGWN型行星机构中的应用示意图。
其中，图中各附图标记：
10、基体；20、齿圈；30、波形介子；31、第一波形段；32、第二波形段；41、第一凸台；42、第二凸台；50、轴承；60、摩擦垫。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
参照图1至图3，本发明的第一种实施例在行星齿轮减速箱中的应用示例，提供了一种行星传动的过载保护结构，包括基体10和可转动设置在基体10上的齿圈20，齿圈20的一端设置有波形介子30或第一凸台41，基体10上相应设置有第一凸台41或波形介子30，波形介子30呈圆环状并具弹性，波形介子30的中心轴与齿圈20的中心轴重合；第一凸台41插设在波形介子30的一正面波谷中并可与该正面波谷相邻的正面波峰抵接以限制齿圈20相对基体10的转动，与第一凸台41抵接的正面波峰可在外力作用下由第一凸台41推动而弹性变形至与第一凸台41错开。本发明在正常工作状态下，第一凸台41与波形介子30的正面波峰抵接而限制齿圈20相对基体10的转动，即将齿圈20维持在相对静止状态，保证行星传动机构的正常运行；在当行星传动机构受到过载或冲击使得齿圈20受到的旋转驱动力超过预定值时，第一凸台41能够挤压推动波形介子30的正面波峰，使正面波峰弹性变形而与第一凸台41错开，齿圈20随之能够相对基体10转动来卸除受到的过载和冲击，在外力冲击消除后，第一凸台41又可再与弹性回复的正面波峰抵接而限制齿圈20的转动，使得行星传动机构恢复正常运作，本发明结构简单可靠，便于应用，能够及时响应过载冲击并进行缓冲和负载卸除，并且无需人为介入即自动恢复正常工作状态，能够有效保护电机，防止电机过载损坏，方便使用。
本发明的第一种实施例还可以具有如下附加技术特征：
本实施例中，波形介子30的各正面波谷环绕波形介子30的中心轴周向均匀分布，第一凸台41的数量为正面波谷数量的整数倍，且各第一凸台41环绕波形介子30的中心轴周向均匀分布，如此使得在正常运行时，各正面波谷内均能有一第一凸台41，同时各正面波峰也能分别与一第一凸台41抵接，能够提高承载能力，使得齿圈20受力更为均匀，同时在过载时，任一第一凸台41通过弹性形变后的正面波峰后，其后一第一凸台41能够在移动较短距离后再次与该正面波峰抵接，缩短恢复正常运行所需的时间，并且能够增加第一凸台41驱动各正面波峰形变的频率，加快吸收和消除冲击的速度。在其他实施例中，各正面波谷也可采用不均匀的分布方式，第一凸台41的数量和分布也可根据需要灵活调整，例如可以仅采用一个第一凸台41，或者第一凸台41的数量与正面波谷的数量不成整数倍数等，并不局限于此。
本实施例中，波形介子30可转动设置在齿圈20与基体10之间，第一凸台41设置在基体10上以限制波形介子30相对基体10的转动；齿圈20的端部设置有第二凸台42，第二凸台42插设在波形介子30的一背面波谷中并可与该背面波谷相邻的背面波峰抵接以限制波形介子30相对齿圈20的转动，与第二凸台42抵接的背面波峰可在外力作用下由第二凸台42推动而弹性变形至与第二凸台42错开，该第二凸台42与背面波峰的配合同样能够起到吸收和消除过载冲击的作用，能够有效提高本发明的抗过载和抗冲击性能，增强对电机的保护效果。在其他实施例中，也可将波形介子30固定在齿圈20和基体10中的其一上，相应第一凸台41固定在齿圈20和基体10中的另一上，并不局限于此。
本实施例中，波形介子30的各背面波谷环绕波形介子30的中心轴周向均匀分布，第二凸台42的数量为背面波谷数量的整数倍，且各第二凸台42环绕波形介子30的中心轴周向均匀分布，由此使得在正常运行时，各背面波谷内均能有一第二凸台42，同时各背面波峰也能分别与一第二凸台42抵接，能够提高承载能力，使得齿圈20受力更为均匀，同时在过载时，任一第二凸台42通过弹性形变后的背面波峰后，其后一第二凸台42能够在移动较短距离后再次与该背面波峰抵接，缩短恢复正常运行所需的时间，并且能够增加第二凸台42驱动各背面波峰形变的频率，加快吸收和消除冲击的速度。在其他实施例中，各背面波谷也可采用不均匀的分布方式，第二凸台42的数量和分布也可根据需要灵活调整，例如可以仅采用一个第二凸台42，或者第二凸台42的数量与背面波谷的数量不成整数倍数等，并不局限于此。
在本实施例中，波形介子30上具有朝正面凸起的第一波形段31和朝背面凸起的第二波形段32，第一波形段31的正面端即为正面波峰，背面即为背面波谷，相应的，第二波形段32的背面即为背面波峰，正面即为正面波谷，这也是波形介子30的常规结构，便于加工制造，在其他实施例中，正面波峰、正面波谷、背面波峰和背面波谷也可分别独立设置。
本实施例中，波形介子30的正面波谷和正面波峰的数量均为偶数，方便加工和装配，在其他实施例中，波形介子30的正面波谷和正面波峰的数量也可根据需要灵活调整，并不局限于此。
在本实施例中，波形介子30的正面波峰、正面波谷、背面波峰和背面波谷均采用了三角形的形状。在其他实施例中，正面波峰、正面波谷、背面波峰和背面波谷，也可采用其他现有形状或者可行的形状，例如参照图4，即采用了圆弧的形状。
在应用中，基体10通常采用机壳的形式，齿圈20相应安装在基体10内部，当然，基体10也可采用其他的形状的和结构，齿圈20在基体10上的安装位置也可灵活调整。本实施例中，齿圈20利用与基体10内与齿圈20形状相适配的内腔的配合来可转动的安装在了基体10内，在其他实施例中，齿圈20也可采用其他常用方式可转动安装在基体10上，并不局限于此。第一凸台41和第二凸台42可采用三角形、T形、波形、球形、柱形、锥形等常用形状，两者可以在齿圈20或基体10上一体成型，也可独立制作后再通过焊接、螺接、铆接等方式固定在齿圈20或基体10上。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
参照图5，本发明的第二种实施例在NGWN型行星机构中的应用，与第一种实施例的区别在于，本实施例中，齿圈20的首端设置有波形介子30，齿圈20的尾端通过轴承50可转动设置基体10上，能够减小齿圈20与基体10的摩擦，使得齿圈20的转动更为平稳。在其他实施例中，也可将轴承50套设在齿圈20的外周壁外而将齿圈20通过轴承50安装在基体10上。
参照图6，为本发明的第二种实施例在谐波传动机构中的应用示例。
参照图7，本发明的第三种实施例在NGW型行星传动与定轴复合传动机构中的应用，与第一种实施例的区别在于，本实施例中，齿圈20的两端均设置有波形介子30，能够从齿圈20的两端对齿圈20进行过载冲击的卸除，有助于提升承载能力和对电机的保护效果。
参照图8，本发明第四种实施例在NGWN型行星机构中的应用示例，与第一种实施例的区别在于，本实施例中，齿圈20的首端设置有波形介子30，齿圈20的尾端端面与基体10之间垫设有摩擦垫60，波形介子30提供的弹性力可以使得齿圈20的尾端端面与基体10夹紧摩擦垫60，使得摩擦垫60可以提供限制齿圈20相对基体10转动的摩擦阻力，提高本发明正常运行时的承载能力，也能够在出现过载时更快地卸除过载，有助于提升对电机的保护效果。
本发明可应用在具有齿圈20或类齿圈20结构且在正常运行中齿圈20保持相对固定的行星齿轮机构中，并不局限于以上实施例所示，例如在活齿传动机构等中也可应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种行星传动的过载保护结构，其特征在于：包括基体(10)和可转动设置在所述基体(10)上的齿圈(20)，所述齿圈(20)的一端设置有波形介子(30)或第一凸台(41)，基体(10)上相应设置有第一凸台(41)或波形介子(30)，所述波形介子(30)呈圆环状并具弹性，波形介子(30)的中心轴与所述齿圈(20)的中心轴重合；所述第一凸台(41)插设在所述波形介子(30)的一正面波谷中并可与该正面波谷相邻的正面波峰抵接以限制齿圈(20)相对基体(10)的转动，与第一凸台(41)抵接的正面波峰可在外力作用下由第一凸台(41)推动而弹性变形至与第一凸台(41)错开。
2.根据权利要求1所述的一种行星传动的过载保护结构，其特征在于：所述波形介子(30)的各正面波谷环绕波形介子(30)的中心轴周向均匀分布，所述第一凸台(41)的数量为正面波谷数量的整数倍，且各第一凸台(41)环绕波形介子(30)的中心轴周向均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种行星传动的过载保护结构，其特征在于：所述波形介子(30)可转动设置在所述齿圈(20)与基体(10)之间，所述第一凸台(41)设置在基体(10)上以限制波形介子(30)相对基体(10)的转动；所述齿圈(20)的端部设置有第二凸台(42)，所述第二凸台(42)插设在所述波形介子(30)的一背面波谷中并可与该背面波谷相邻的背面波峰抵接以限制波形介子(30)相对齿圈(20)的转动，与第二凸台(42)抵接的背面波峰可在外力作用下由第二凸台(42)推动而弹性变形至与第二凸台(42)错开。
4.根据权利要求3所述的一种行星传动的过载保护结构，其特征在于：所述波形介子(30)的各背面波谷环绕波形介子(30)的中心轴周向均匀分布，所述第二凸台(42)的数量为背面波谷数量的整数倍，且各第二凸台(42)环绕波形介子(30)的中心轴周向均匀分布。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种行星传动的过载保护结构，其特征在于：所述齿圈(20)的两端均设置有所述波形介子(30)。
6.根据权利要求1至4任一所述的一种行星传动的过载保护结构，其特征在于：所述齿圈(20)通过轴承(50)可转动设置在基体(10)上。
7.根据权利要求6所述的一种行星传动的过载保护结构，其特征在于：所述齿圈(20)的首端设置有所述波形介子(30)，齿圈(20)的尾端通过所述轴承(50)可转动设置所述基体(10)上。
8.根据权利要求1至4任一所述的一种行星传动的过载保护结构，其特征在于：所述齿圈(20)的首端设置有所述波形介子(30)，齿圈(20)的尾端端面与基体(10)之间垫设有摩擦垫(60)。
9.根据权利要求1至4任一所述的一种行星传动的过载保护结构，其特征在于：所述波形介子(30)的正面波谷和正面波峰的数量均为偶数。
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Cited By (1)
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| CN113258728A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-08-13 | 徐州南普机电科技有限公司 | 一种可变转矩式过载保护装置及其防过载电机 |
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| CN113258728A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-08-13 | 徐州南普机电科技有限公司 | 一种可变转矩式过载保护装置及其防过载电机 |
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