CN116398617A - 一种力矩减速电机模组消隙方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，且公开了一种力矩减速电机模组消隙方法，包括：步骤S1，第一电机和第二电机分别带动第一太阳轮和第二太阳轮反方向同轴转动；步骤S2，所述第一太阳轮带动啮合连接的三个第一行星轮在内齿圈内转动，以及所述第二太阳轮带动啮合连接的三个第二行星轮在所述内齿圈内转动；步骤S3，通过控制板调节所述第一电机和所述第二电机的驱动力矩。本发明的目的在于克服现有的缺陷而提供的一种力矩减速电机模组消隙方法，消除齿侧间隙，实现零侧隙传动。

Description

一种力矩减速电机模组消隙方法

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体为一种力矩减速电机模组消隙方法。

背景技术

机器人工作中要求具有很高的定位与重复定位精度，行星齿轮减速器凭借着优越的性能，越来越广泛地应用在机器人力矩电机中，其稳定性直接影响着整个机械系统的性能。相比普通齿轮，行星齿轮的特点可以简单概括为“三大两高一小”，即大扭矩、大功率、大速比、高效率、高精度、小体积。随着科学技术的发展，其在航天航空、船舶、汽车、工程机械上获得了越来越广泛的应用。

对零侧隙传动的行星齿轮来说，在其传动过程中，由于受力变形，摩擦发热以及安装与加工误差等因素的影响，轮齿之间会出现明显的挤轧现象。因此，为防止轮齿在传动过程中由于上述原因出现卡死现象，提高齿轮的使用寿命，补偿装配过程中出现的偏差，在齿轮的加工生产过程中应该保留适当的齿侧间隙。

然而，齿侧间隙的出现又会使齿轮在工作过程中产生反复的剧烈冲击，载荷波动时甚至产生碰撞与偏载，这些都将导致剧烈的振动并产生强烈的噪声与动载荷，从而使齿轮系统成为一个复杂的强非线性动力学系统，进而在影响齿轮传动稳定性、可靠性和寿命的同时也影响着机械设备的传动精度和传动效率，恶化了系统的动态性能。对高精度的传动或定位机构来说，这种情况是不被允许的。

同时，齿侧间隙的存在也是机构在反转时产生空程误差的主要原因，并由此导致机构无法准确定位。因此，对于高精度，高稳定性的传动系统来说，为减小传递误差，提高传动精度，需消除其齿侧间隙。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的缺陷而提供的一种力矩减速电机模组消隙方法，消除齿侧间隙，实现零侧隙传动。

实现上述目的的技术方案是：一种力矩减速电机模组消隙方法，力矩减速电机模组包括：第一电机和第二电机，所述第二电机的第二输出轴固定连接有第一太阳轮，所述第二电机的所述第二输出轴为空心轴，所述第一电机的第一输出轴贯穿所述第二电机的所述第二输出轴并固定连接有第二太阳轮，所述第一电机和所述第二电机电连接有控制板；所述第一太阳轮连接有第一行星轮组件；所述第二太阳轮连接有第二行星轮组件；所述第一行星轮组件与所述第二行星轮组件都位于内齿圈内；消隙方法包括：

步骤S1，第一电机和第二电机分别带动第一太阳轮和第二太阳轮反方向同轴转动；

步骤S2，所述第一太阳轮带动啮合连接的三个第一行星轮在内齿圈内转动，以及所述第二太阳轮带动啮合连接的三个第二行星轮在所述内齿圈内转动；

步骤S3，通过控制板调节所述第一电机和所述第二电机的驱动力矩。

所述步骤S1，第一电机和第二电机分别带动第一太阳轮和第二太阳轮反方向同轴转动包括；

步骤S101，在所述第一电机的输出端连接第一输出轴；在所述第二电机的输出端连接第二输出轴；

步骤S102，所述第一输出轴贯穿所述第二电机和所述第二输出轴；

步骤S103，所述第一输出轴的右端连接所述第二太阳轮；所述第二输出轴的右端连接所述第一太阳轮。

所述步骤S2，第一太阳轮带动啮合连接的三个第一行星轮在内齿圈内转动，以及第二太阳轮带动啮合连接的三个第二行星轮在内齿圈内转动包括；

步骤S201，在第一行星架上通过三根行星轴等距离分布连接三个所述第一行星轮；三根所述行星轴的右端贯穿第二行星架并各自连接一个第二行星轮;

步骤S202，所述第一太阳轮延伸至三个所述第一行星轮之间，使所述第一太阳轮分别啮合三个所述第一行星轮；将所述第二太阳轮延伸至三个所述第二行星轮之间，使第二太阳轮分别啮合三个所述第二行星轮。

所述步骤S3，通过控制板调节第一电机和第二电机的驱动力矩；

步骤S301，控制板调节预紧力矩的大小，确保预紧力矩大于负载转动时所需的驱动力矩；

步骤S302，所述控制板检测到消隙位置，则带动执行部件运行，当所述控制板检测未能达到消隙位置，则继续消隙步骤。

优选的，所述内齿圈右端口连接有输出端端盖。

优选的，所述第一输出轴的右端凸出在所述输出端端盖外侧。

优选的，所述第二输出轴和所述第一输出轴之间连接有轴承。

优选的，所述第一电机连接有电机后端盖，所述电机后端盖底面连接所述控制板。

本发明的有益效果是：本一种力矩减速电机模组消隙方法，通过第一电机和第二电机分别带动第一太阳轮和第二太阳轮反方向同轴转动，使得第一太阳轮和第二太阳轮发生相对转动，相对转动传递到第一行星轮第二行星轮上，使得第一行星轮和第二行星轮分别与固定齿圈的不同侧齿面啮合，从而消除因工作磨损或其他原因产生的侧隙。避免了机器人力矩电机的传动带来冲击与振动等诸多问题，提高了机器人的精度，寿命和可靠性，并且降低了成本。

附图说明

图1是本发明一种力矩减速电机模组消隙方法的流程图；

图2是本发明步骤S1的流程图；

图3是本发明步骤S2的流程图；

图4是本发明矩减速电机模组的结构示意图。

图中：1、第一电机；2、第二电机；3、第一太阳轮；4、第二太阳轮；5、控制板；6、内齿圈；7、第一行星轮；8、行星轴；9、第一行星架；10、第二行星轮；11、第二行星架；12、电机后端盖；14、输出端端盖；15、第二输出轴；16、第一输出轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相正对地重要性。

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-2所示，一种力矩减速电机模组消隙方法，力矩减速电机模组包括：第一电机1和第二电机2，第二电机2的第二输出轴15固定连接有第一太阳轮3，第二电机2的第二输出轴15为空心轴，第一电机1的第一输出轴16贯穿第二电机2的第二输出轴15并固定连接有第二太阳轮4，第一电机1和第二电机2电连接有控制板5；第一太阳轮3连接有第一行星轮组件；第二太阳轮4连接有第二行星轮组件；第一行星轮组件与第二行星轮组件都位于内齿圈6内；内齿圈6右端口连接有输出端端盖14。第一输出轴16的右端凸出在输出端端盖14外侧。第二输出轴15和第一输出轴16之间连接有轴承。第一电机1连接有电机后端盖12，电机后端盖12底面连接控制板5。

消隙方法包括：

步骤S1，第一电机1和第二电机2分别带动第一太阳轮3和第二太阳轮4反方向同轴转动包括；

步骤S101，在第一电机1的输出端连接第一输出轴16；在第二电机2的输出端连接第二输出轴15；

步骤S102，第一输出轴16贯穿第二电机2和第二输出轴15；第二输出轴15为空心轴，第二电机2为空心轴电机。

步骤S103，第一输出轴16的右端连接第二太阳轮4；第二输出轴15的右端连接第一太阳轮3。

步骤S2，第一太阳轮3带动啮合连接的三个第一行星轮7在内齿圈6内转动，以及第二太阳轮4带动啮合连接的三个第二行星轮10在内齿圈6内转动包括；

步骤S201，在第一行星架9上通过三根行星轴8等距离分布连接三个第一行星轮7；三根行星轴8的右端贯穿第二行星架11并各自连接一个第二行星轮10;

步骤S202，第一太阳轮3延伸至三个第一行星轮7之间，使第一太阳轮3分别啮合三个第一行星轮7；将第二太阳轮4延伸至三个第二行星轮10之间，使第二太阳轮4分别啮合三个第二行星轮10。第一太阳轮3转动，这个转动传递到第一行星轮7上，使得第一行星轮7与内齿圈6的不同侧齿面啮合，从而消除因工作磨损或其他原因产生的侧隙；第二太阳轮4转动，这个转动传递到第二行星轮10上，使得第二行星轮10与内齿圈6的不同侧齿面啮合，从而消除因工作磨损或其他原因产生的侧隙。

步骤S3，通过控制板5调节第一电机1和第二电机2的驱动力矩包括;

步骤S301，控制板5调节预紧力矩的大小，确保预紧力矩大于负载转动时需的驱动力矩；

步骤S302，控制板5检测到消隙位置，则带动执行部件运行，当控制板5检测未能达到消隙位置，则继续消隙步骤。

本一种力矩减速电机模组消隙方法，通过第一电机1和第二电机2分别带动第一太阳轮3和第二太阳轮4反方向同轴转动，使得第一太阳轮3和第二太阳轮4发生相对转动，这个相对转动传递到第一行星轮7和第二行星轮10上，使得第一行星轮7和第二行星轮10分别与内齿圈6的不同侧齿面啮合，从而消除因工作磨损或其他原因产生的侧隙。第一行星轮7和第二行星轮10连续转动，从而使太阳轮与行星轮，行星轮与齿圈之间产生预紧力矩。由于预紧力矩的存在，太阳轮与行星轮，行星轮与齿圈之间时时保持紧密贴合，形成两条零侧隙的传动链，从而实现零侧隙传动。通过控制板5和相适应的控制策略调节预紧力矩的大小，确保预紧力矩大于负载转动时所需的驱动力矩。消隙完成后，第一电机1和第二电机2同时向一个方向转动工作。采用双电机驱动，消除了齿侧间隙，避免了机器人力矩电机的传动带来冲击与振动等诸多问题，提高了机器人的精度，寿命和可靠性，并且降低了成本。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种力矩减速电机模组消隙方法，力矩减速电机模组包括：第一电机（1）和第二电机（2），所述第二电机（2）的第二输出轴（15）固定连接有第一太阳轮（3），所述第二电机（2）的所述第二输出轴（15）为空心轴，所述第一电机（1）的第一输出轴（16）贯穿所述第二电机（2）的所述第二输出轴（15）并固定连接有第二太阳轮（4），所述第一电机（1）和所述第二电机（2）电连接有控制板（5）；所述第一太阳轮（3）连接有第一行星轮组件；所述第二太阳轮（4）连接有第二行星轮组件；所述第一行星轮组件与所述第二行星轮组件都位于内齿圈（6）内；其特征在于，消隙方法包括：

步骤S1，第一电机（1）和第二电机（2）分别带动第一太阳轮（3）和第二太阳轮（4）反方向同轴转动；

步骤S2，所述第一太阳轮（3）带动啮合连接的三个第一行星轮（7）在内齿圈（6）内转动，以及所述第二太阳轮（4）带动啮合连接的三个第二行星轮（10）在所述内齿圈（6）内转动；

步骤S3，通过控制板（5）调节所述第一电机（1）和所述第二电机（2）的驱动力矩。

2.根据权利要求1所述的力矩减速电机模组消隙方法，其特征在于，所述步骤S1，第一电机（1）和第二电机（2）分别带动第一太阳轮（3）和第二太阳轮（4）反方向同轴转动包括；

步骤S101，在所述第一电机（1）的输出端连接第一输出轴（16）；在所述第二电机（2）的输出端连接第二输出轴（15）；

步骤S102，所述第一输出轴（16）贯穿所述第二电机（2）和所述第二输出轴（15）；

步骤S103，所述第一输出轴（16）的右端连接所述第二太阳轮（4）；所述第二输出轴（15）的右端连接所述第一太阳轮（3）。

3.根据权利要求2所述的力矩减速电机模组消隙方法，其特征在于，所述步骤S2，第一太阳轮（3）带动啮合连接的三个第一行星轮（7）在内齿圈（6）内转动，以及第二太阳轮（4）带动啮合连接的三个第二行星轮（10）在内齿圈（6）内转动包括；

步骤S201，在第一行星架（9）上通过三根行星轴（8）等距离分布连接三个所述第一行星轮（7）；三根所述行星轴（8）的右端贯穿第二行星架（11）并各自连接一个第二行星轮（10）;

步骤S202，所述第一太阳轮（3）延伸至三个所述第一行星轮（7）之间，使所述第一太阳轮（3）分别啮合三个所述第一行星轮（7）；将所述第二太阳轮（4）延伸至三个所述第二行星轮（10）之间，使第二太阳轮（4）分别啮合三个所述第二行星轮（10）。

4.根据权利要求1所述的力矩减速电机模组消隙方法，其特征在于，所述步骤S3，通过控制板（5）调节第一电机（1）和第二电机（2）的驱动力矩包括；

步骤S301，控制板（5）调节预紧力矩的大小，确保预紧力矩大于负载转动时所需的驱动力矩；

步骤S302，所述控制板（5）检测到消隙位置，则带动执行部件运行，当所述控制板（5）检测未能达到消隙位置，则继续消隙步骤。

5.根据权利要求2所述的力矩减速电机模组消隙方法，其特征在于，所述内齿圈（6）右端口连接有输出端端盖（14）。

6.根据权利要求5所述的力矩减速电机模组消隙方法，其特征在于，所述第一输出轴（16）的右端凸出在所述输出端端盖（14）外侧。

7.根据权利要求2所述的力矩减速电机模组消隙方法，其特征在于，所述第二输出轴（15）和所述第一输出轴（16）之间连接有轴承。

8.根据权利要求1所述的力矩减速电机模组消隙方法，其特征在于，所述第一电机（1）连接有电机后端盖（12），所述电机后端盖（12）底面连接所述控制板（5）。

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