CN114483890A - 一种三级行星减速驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三级行星减速驱动器，包括驱动电机、行星减速机构、动力输出轴、电机输出法兰，所述驱动电机连接行星减速机构；所述行星减速机构包括一级行星减速单元、二级行星减速单元以及三级行星减速单元，所属苏动力输出轴连接三级行星减速单元；在动力输出轴端所述齿圈壳体上设有角度检测箱，所述角度检测箱上安装有法兰箱盖，所述动力输出轴伸出法兰箱盖；角度检测箱内安装有用于检测动力输出轴旋转角度的角度检测装置；所述角度检测装置包括角度检测齿盘和角度检测元件，所述角度检测齿盘连接动力输出轴，所述角度检测齿盘连接角度检测元件；其特征在于：所述法兰箱盖的动力输出轴安装孔的外圆周至少设有一个弹性卡爪，所述动力输出轴上设有限位卡槽，所述弹性卡爪卡装在限位卡槽内，限制动力输出轴轴向窜动，在弹性卡爪的外侧所述法兰箱盖上变形空间。

Description

一种三级行星减速驱动器

技术领域

本发明属于传动装置，尤其涉及适用于智能家居，并驱动带盖类智能家居产品自动翻盖的一种三级行星减速驱动器。

背景技术

随着经济的发展和国民生活水平的提高，国民对卫浴电器乃至家用电器的要求也越来越高，智能化自动化的产品在现今市场上也是越来越受青睐。因此，现今智能坐便器、智能洗碗机、洗碗槽、洗衣机的智能化自动化也越来越高，其中自动翻盖功能就是智能坐便器、智能洗碗机、智能洗碗槽、智能洗衣机的一个体现之一。

当今市场上存在不少的具有驱动盖板的电驱动翻盖缓冲器，也称之为“电驱动驱动器”，现有的电驱动翻盖缓冲器主要包括翻盖齿轮箱，其自动翻盖一般是由PCB板控制带电机的齿轮箱组合的运动来驱动盖板的自动翻合，例如驱动智能坐便器的坐盖与坐圈翻转。但市场上大部分的自动翻盖齿轮箱的电机和减速齿轮箱及其转动轴等摩擦大，传动比高，噪音大，齿轮容易损坏，造成齿轮箱整体寿命比较低(开闭1万次以下)，产品故障率高，同时现有电驱动翻盖缓冲器的体积较大，安装占用空间较大。

为此，申请人研制一种体积小，输出扭力大、结构紧凑、摩擦小，噪音小，运行稳定、使用寿命长，具有快开缓降功能的智能家居用电驱动翻盖缓冲器，具体参见，CN108980288A；但是该种电驱动翻盖缓冲器在实际装配存在装配效率低，在整体结构仍具有优化的空间，达到进一步降低摩擦阻力、保证传动部件相对稳定，进而减少噪音，延长使用寿命。该现有技术方案在实际装配生产和应用过程中，发现在装配效率和产品紧凑性上仍具有提升的空间，为此本发明涉及一种改变现有动力输出轴安装方式，提高装配效率和产品紧凑性的三级行星减速驱动器。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种结构紧凑、提高装配效率的三级行星减速驱动器。

本发明是这样实现的，一种三级行星减速驱动器的动力输出轴安装结构，包括驱动电机、安装在齿圈壳体内的行星减速机构、动力输出轴以及电机输出法兰，所述驱动电机的动力轴上安装有一级太阳轮；所述一级太阳轮连接行星减速机构；所述行星减速机构包括一级行星减速单元、二级行星减速单元以及三级行星减速单元，所属苏动力输出轴连接三级行星减速单元；在动力输出轴端所述齿圈壳体上设有角度检测箱，所述角度检测箱上安装有法兰箱盖，所述动力输出轴伸出法兰箱盖；角度检测箱内安装有用于检测动力输出轴旋转角度的角度检测装置；所述角度检测装置包括角度检测齿盘和角度检测元件，所述角度检测齿盘连接动力输出轴，所述角度检测齿盘连接角度检测元件；其特征在于：所述法兰箱盖的动力输出轴安装孔的外圆周至少设有一个弹性卡爪，所述动力输出轴上设有限位卡槽，所述弹性卡爪卡装在限位卡槽内，限制动力输出轴轴向窜动，在弹性卡爪的外侧所述法兰箱盖上变形空间。

优选的，所述角度检测齿盘和动力输出轴为一体结构，所述动力输出轴包括金属本体，包裹在动力输出轴本体外侧的工程塑料层。

优选的，在角度检测齿盘侧所述弹性卡爪上设有导引斜面。

优选的，所述弹性卡爪的侧面为限位卡槽匹配的弧形结构。

优选的，所述弹性卡爪设有2-6个，且呈圆周分布。

在限位卡槽内侧所述动力输出轴上设有环形密封槽，所述环形密封槽内套装有密封圈。

本发明具有的优点和技术效果：

本发明通过改变现有技术中动力输出轴的安装结构，即在所述法兰箱盖的动力输出轴安装孔的外圆周至少设有一个弹性卡爪，所述动力输出轴上设有限位卡槽，动力输出轴安装后弹性卡爪与限位卡槽直接配合，防止动力输出轴的轴向窜动，省略了现有技术采用卡簧来限制动力输出轴的轴向窜动，提高了装配效率；同时将环形卡槽内置，即环形卡槽位于法兰箱盖内侧，使产品更加紧凑。

附图说明

图1本发明结构示意图；

图2去掉齿圈壳体和保护罩结构示意图；

图3是图2的立体结构示意图；

图4电机输出法兰安装结构示意图；

图5和图6是一级行星减速单元立体结构示意图；

图7是去掉过载保护压盖结构示意图；

图8是图7的立体结构示意图；

图9和图10是二级行星减速单元立体结构示意图；

图11和图12是二级行星轮容纳筒立体结构示意图；

图13是二级行星回转支撑盘结构示意图；

图14是三级行星减速单元立体结构示意图；

图15和图16是去掉角度检测齿盘结构示意图；

图17三级行星回转支撑盘与三级行星轮容纳套连接结构示意图；

图18是法兰箱盖安装分解结构示意图；

图19是角度检测元件安装位置结构示意图；

图20是电位器安装轴设置位置结构示意图；

图21是角度检测元件与电位器齿轮连接结构示意图；

图22和图23是电位器齿轮立体结构示意图。

图中、图中、1、驱动电机；11、一级太阳轮；2、行星减速机构；21、一级行星减速单元；211、一级行星架组件；212、一级回转支撑盘；213、一级行星轮盘；2130、圆形凹槽；2131、限位槽；2132、定位块；214、一级行星轴；215、连接柱；216、一级行星轮安装空间；217、一级行星轮；218、二级太阳轮；22、二级行星减速单元；221、二级行星架组件；222、二级行星轮；223、二级回转支撑盘；233-1、定位凸台；224、二级行星轮盘；225、二级行星轴； 226、二级行星轮容纳筒；227、二级行星轮安装槽；228、三级太阳轮；23、三级行星减速单元；231、三级行星架组件；232、三级行星轮；233、三级回转支撑盘；234、角度检测齿盘；235、三级行星轮轴；236、三级行星轮容纳套；237、缺口；238、角度检测齿盘连接柱；238-1、减重孔；3、动力输出轴；3-1、限位卡槽；3-2、环形密封槽；3-3、工程塑料层；4、电机输出法兰；5、角度检测装置；6、齿圈壳体；7、过载保护装置；7-0、过载保护盘；7-1、中心轴；7-2、凸棱；8、过载保护压盖；8-1、定位凹槽；9、角度检测箱；9-1、法兰箱盖；9-1-1、弹性卡爪；9-1-2、变形空间；9-1-3、导引斜面；9-2、角度检测元件；9-3电位器安装轴；9-4、电位器齿轮；9-5、角度传感器驱动轴；9-6、角度传感器9-6；9-7、槽；9-8、弹片；10、电机密封罩，11、密封圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图4，一种电驱动三级行星减速驱动器，包括驱动电机1、安装在齿圈壳体6内的行星减速机构、动力输出轴3以及电机输出法兰4，所述驱动电机的动力轴上安装有一级太阳轮11；所述一级太阳轮连接行星减速机构2；所述行星减速机构包括一级行星减速单元21、二级行星减速单元22以及三级行星减速单元23，所属苏动力输出轴连接三级行星减速单元；在动力输出轴端所述齿圈壳体上设有角度检测箱9，所述角度检测箱上安装有法兰箱盖9-1，所述动力输出轴伸出法兰箱盖；角度检测箱内安装有用于检测动力输出轴旋转角度的角度检测装置5；所述角度检测装置包括角度检测齿盘234和角度检测元件 9-2，所述角度检测齿盘连接动力输出轴，所述角度检测齿盘连接角度检测元件9-2；所述法兰箱盖的动力输出轴安装孔的外圆周至少设有一个弹性卡爪9-1-1，所述动力输出轴上设有限位卡槽3-1，所述弹性卡爪卡装在限位卡槽内，限制动力输出轴轴向窜动，在弹性卡爪的外侧所述法兰箱盖上设有变形空间9-1-2。

优选的，所述角度检测齿盘和动力输出轴为一体结构，所述动力输出轴包括金属本体，包裹在动力输出轴本体外侧的工程塑料层3-3；在实际加工时首先将采用工程塑料的角度检测齿盘与金属材料的动力输出轴本体一体成型，然后在动力输出轴本体外侧的工程塑料层，已达到整体与产品一致；采用该种结构首先在装配环节过程中减少一步装配工序，另外动力输出轴的强度连接强度相比较高；

优选的，在角度检测齿盘侧所述弹性卡爪上设有导引斜面9-1-3。动力输出轴安装时由弹性卡爪的对侧插入动力输出轴安装孔，当动力输出轴的轴端抵接弹性卡爪时，弹性卡爪沿着导引斜面向前移动，直至将弹性卡爪全部打开，此时弹性卡装向着远离圆心的变形空间张开，当动力输出轴推送到限位卡槽位置，弹性卡爪自动复位，落入限位卡槽内实现动力输出轴的轴向限位。

优选的，所述弹性卡爪的侧面为限位卡槽匹配的弧形结构，减少动力输出轴在旋转时的摩擦，减少摩擦损耗，同时噪音也为最小。

优选的，所述弹性卡爪设有2-6个，且呈圆周分布，弹性卡爪的个数根据实际生产需求而设定，本实施例设置两个，两个弹性卡爪呈对称分布。

在限位卡槽内侧所述动力输出轴上设有环形密封槽3-2，所述环形密封槽内套装有密封圈11。

为了清楚表达本实施行星减速机构，进行如下说明，上述一级行星减速单元21、二级行星减速单元22以及三级行星减速单元23即可采用现有技术中 (CN108980288A)的一级行星减速单元、二级行星减速单元以及三级行星减速单元；

也可以采用如下技术方案，请参阅图5至图8，所述一级行星减速单元21 包括一级行星架组件211、安装在一级行星架组件内的一级行星轮218；其中所述一级行星架组件包括一级回转支撑盘212、一级行星轮盘213，设置在一级行星轮盘上的一级行星轴214，一级行星轴214与一级行星轮盘为一体成型结构；所述一级回转支撑盘通过连接柱215固定连接一级行星轮盘213，在实际生产时，一级行星轴214、连接柱215和一级行星轮盘213一体成型，优选注塑成型，和现有技术相比，保证一级行星轴、连接柱的支撑强度，同时减少二次装配的工序和时间，保证一级回转支撑盘和一级行星轮盘的同心度，避免有一级行星减速单元安装误差，解决了因一级行星减速安装误差累计到二级、三级减速单元而造成驱动器运行的不稳定性；一级回转支撑盘和一级行星轮盘之间形成一级行星轮安装空间216，在一级行星轮安装空间内所述一级行星轴214上安装一级行星轮217；一级行星轮217同时啮合一级太阳轮11和齿圈壳体6的内齿，所述一级行星轮盘上设置有二级太阳轮218；其工作原理是驱动电机电动一级太阳轮转动，一级太阳轮带动三个行星轮转动，三个行星轮转动啮合和齿圈壳体6 的内齿，进而带动一级行星轮盘协调二级太阳轮转动，实现一级减速并将动力传递至下级减速单元，该一级行星减速单元可以独立调试和更换，提高装配效率，同时保证装配后产品的合格率。

在所述一级行星减速单元上安装有过载保护装置7。所述过载保护装置包括，过载保护盘7-0，在朝向二级行星减速单元侧所述一级行星轮盘213上设有圆形凹槽2130，在凹槽内安装有过载保护盘7-0，所述过载保护盘上一体设有中心轴7-1，所述中心轴上设有二级太阳轮219，通过过载保护盘实现过载保护，优选采用如下技术方案，所述过载保护盘的外圆周沿圆周方向凸棱7-2，所述二级行星轮盘的圆形凹槽内壁均布设有与凸棱配合的限位槽2131，正常启动状态下，凸棱在限位槽内，传动扭力，当输出端被过载时，凸棱将沿着限位槽逐一运动，进而起到了过载保护驱动电机的目的。

所述过载保护盘的外侧嵌装有过载保护压盖8；所述过载保护压盖的四周设有定位凹槽8-1，对应凹槽所述过载保护盘上设有定位块2132，在实际生产时满足轻量化设计要求一级行星架组件采用均为塑料构件，其定位块可以采用热熔的方式将过载保护压盖进行固定，但不限于此，过载保护压盖也可以采用胶黏剂粘接在过载保护盘上。

请参阅图9至图13；所述二级行星减速单元22，包括二级行星架组件221，安装在二级行星架组件内的二级行星轮222；其中所述二级行星架组件221包括二级回转支撑盘223、二级行星轮盘224，一体设置在二级回转支撑盘上的二级行星轴225，采用一体设计结构，保证了二级行星轮安装位置的精度；二级行星轴的另一端固定连接二级行星轮盘，所述二级行星轮盘上一体设有二级行星轮容纳筒226，二级行星轮容纳筒上设有二级行星轮安装槽227，二级行星轴225 位于二级行星轮容纳筒内，在二级行星轮安装槽位置所述二级行星轴上安装二级行星轮222；二级行星轮同时啮合二级太阳轮219和齿圈壳体的内齿；在远离驱动电机侧所述二级行星轮盘的中心设有三级太阳轮228；装配完成后上述二级行星减速单元的二级行星轮啮合二级太阳轮，并啮合齿圈壳体的内齿实现动力的二级减速，并带动三级太阳轮转动，将动力传递至下级减速单元。本发明采用上述技术方案，本发明将二级减速单元可以实现独立组装，然后整体装配驱动器，提高装配效率，而且二级行星减速单元可以独立更换和调试，大大提高产品的合格率；各零部件之间的位置保持相对精确，

优选的，在二级回转支撑盘侧所述二级行星轮容纳筒的端面上设有凹槽 226-1，凹槽的深度等于二级回转支撑盘的厚度。所述二级回转支撑盘位于凹槽内，减少组装后的减速器的整体长度。

优选的，在二级回转支撑盘侧二级行星轮容纳筒的端面上沿圆周方向设有三个动平衡调试孔226-2，所述动平衡调试孔的所在的分度圆与二级行星轮容纳筒同心，通过动平衡调试孔可以调整二级行星减速单元运行稳定性的调试，当在装配前可以测试二级行星减速单元的动平衡，当需要调整时可以在动平衡调试孔增填充胶液等填充物来进行调整；另外动平衡调试孔还具有减少整体重量，满足轻量化设计要求。

优选的，动平衡调试孔所在的分度圆直径大于或等于凹槽所在的外径，利于装配后直接增加填充物，不需要拆解而成安装。

优选的，动平衡调试孔为盲孔，防止填充物掉落，保证因填充物掉落而造成二级行星减速单元卡死。

请参阅图14至图23，所述三级行星减速单元23包括三级行星架组件231，安装在三级行星架组件内的三级行星轮232；其中所述三级行星架组件包括三级回转支撑盘233和角度检测齿盘234，所述三级回转支撑盘与角度检测齿盘之间安装三级行星轮轴235，所述三级行星轮轴上安装与三级太阳轮228啮合的三级行星轮235；在远离驱动电机侧所述三级回转支撑盘23上一体设有三级行星轮容纳套236，采用一体结构，一方面减少零部件的个数，主要目的在于三级回转支撑盘23与三级行星轮容纳套236的位置相对固定，进而保证安装在其内的三级行星轮位置精度，同时具有吸音的效果；所述三级行星轮容纳套的侧壁设有缺口237，三级行星轮伸出缺口与齿圈壳体内齿啮合；在相邻缺口的三级行星轮容纳套支撑壁的端面上安装角度检测齿盘连接柱238；角度检测齿盘连接柱连接角度检测齿盘234；所述角度检测齿盘连接动力输出轴3。

优选的，所述所述三级回转支撑盘上对应角度检测齿盘连接柱位置设有向角度检测齿盘连接柱方向延伸的减重孔238-1，在保证强度的情况下，满足轻量化设计要求，同时还具有吸尘噪音的功能。

优选的，所述三级回转支撑盘的端面上设有定位凸台233-1，保证与二级减速行星单元之间的间隔，减少摩擦，省去了独立的垫片结构设计，提高了装配效率。

上述三级行星减速单元的三级行星轮啮合三级太阳轮，并与齿圈壳体的内齿实现动力的三级减速，并带动角度检测齿盘转动，将动力传递至动力输出轴3，并输出动力，同时带动角度检测齿盘在设定的角度范围内转动。

所述角度检测元件采用齿轮电位器，所述齿轮电位器安装在角度检测箱内的电位器安装轴9-3上，且所述齿轮电位器的电位器齿轮9-4啮合角度检测齿盘 234；所述电位齿轮上同轴设有角度传感器驱动轴9-5，所述角度传感器驱动轴连接角度传感器9-6。通过齿轮电位器实时检测并反馈动力输出轴的旋转角度，以反映安装有本发明驱动器的执行构件的开度。

所述角度传感器驱动轴的截面为D型结构，所述角度传感器驱动轴上沿轴向方向设有向D型结构的平面侧开放的槽9-7，在槽的开口位置设有弹片9-8，当弹片受压后，弹片将向内发生变形，进而实现电位齿轮的安装，防止在装配过程中脱落。

优选的，所述弹片的端部设有倾斜的导引面，在装配式引导角度传感器驱动轴的安装，提高安装效率。

综上所述，采用上述三级减速机构可以实现分级独立组装，然后整体装配驱动器，而且每级行星减速单元可以独立更换和调试，大大提高产品的合格率。

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 (6)

1.一种三级行星减速驱动器，包括驱动电机、安装在齿圈壳体内的行星减速机构、动力输出轴以及电机输出法兰，所述驱动电机的动力轴上安装有一级太阳轮；所述一级太阳轮连接行星减速机构；所述行星减速机构包括一级行星减速单元、二级行星减速单元以及三级行星减速单元，所属苏动力输出轴连接三级行星减速单元；在动力输出轴端所述齿圈壳体上设有角度检测箱，所述角度检测箱上安装有法兰箱盖，所述动力输出轴伸出法兰箱盖；角度检测箱内安装有用于检测动力输出轴旋转角度的角度检测装置；所述角度检测装置包括角度检测齿盘和角度检测元件，所述角度检测齿盘连接动力输出轴，所述角度检测齿盘连接角度检测元件；其特征在于：所述法兰箱盖的动力输出轴安装孔的外圆周至少设有一个弹性卡爪，所述动力输出轴上设有限位卡槽，所述弹性卡爪卡装在限位卡槽内，限制动力输出轴轴向窜动，在弹性卡爪的外侧所述法兰箱盖上变形空间。

2.根据权利要求1所述的三级行星减速驱动器，其特征在于：所述角度检测齿盘和动力输出轴为一体结构，所述动力输出轴包括金属本体，包裹在动力输出轴本体外侧的工程塑料层。

3.根据权利要求1所述的三级行星减速驱动器，其特征在于：在角度检测齿盘侧所述弹性卡爪上设有导引斜面。

4.根据权利要求1所述的三级行星减速驱动器，其特征在于：所述弹性卡爪的侧面为限位卡槽匹配的弧形结构。

5.根据权利要求1所述的三级行星减速驱动器，其特征在于：所述弹性卡爪设有2-6个，且呈圆周分布。

6.根据权利要求1所述的三级行星减速驱动器，其特征在于：在限位卡槽内侧所述动力输出轴上设有环形密封槽，所述环形密封槽内套装有密封圈。

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