CN204664333U - 伺服驱动器及其防过载保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于伺服驱动器技术领域，特别涉及一种防过载保护系统，包括第一大齿轮、第一小齿轮、第一连接轴、弹簧和固定件，所述第一大齿轮和所述第一小齿轮通过所述第一连接轴固定连接，所述弹簧套设于所述第一连接轴外，所述固定件固定于所述第一连接轴的一端，所述弹簧的一端被所述固定件固定，所述弹簧的另一端位于所述第一小齿轮内。本实用新型结构简单，而且当齿轮组受到的扭矩或者冲击载荷大于某一设计值时，该防过载保护系统将开始工作，释放外来作用力，从而起到保护齿轮组或马达的作用。

Description

伺服驱动器及其防过载保护系统

技术领域

本实用新型属于伺服驱动器技术领域，特别涉及一种伺服驱动器及其防过载保护系统。

背景技术

伺服驱动器是用来控制伺服马达的一种控制器，其一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位。

现有技术中，伺服驱动器一般包括齿轮组，该齿轮组一般没有保护系统，因此，应用齿轮只要在使用时或外来载荷作用时，扭矩或者冲击载荷大于齿轮组的可承受扭矩极限值，就会导致齿轮崩裂而最终导致伺服驱动器失效！当伺服驱动器或齿轮堵死时，马达也会长时间堵住，这就导致马达的电流变大而被烧坏。

有鉴于此，确有必要提供一种伺服驱动器及其防过载保护系统，当齿轮组受到的扭矩或者冲击载荷大于某一设计值时，该防过载保护系统将开始工作，释放外来作用力，从而起到保护齿轮组或马达的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种防过载保护系统及包含该保护系统的伺服驱动器，当齿轮组受到的扭矩或者冲击载荷大于某一设计值时，该防过载保护系统将开始工作，释放外来作用力，从而起到保护齿轮组或马达的作用。

为了实现上述目的，本实用新型所采用如下技术方案：

防过载保护系统，包括第一大齿轮、第一小齿轮、第一连接轴、弹簧和固定件，所述第一大齿轮和所述第一小齿轮通过所述第一连接轴固定连接，所述弹簧套设于所述第一连接轴外，所述固定件固定于所述第一连接轴的一端，所述弹簧的一端被所述固定件固定，所述弹簧的另一端位于所述第一小齿轮内。

其中，所述固定件包括O形介子和C形介子，并且所述O形介子设置于所述弹簧和所述C形介子之间。

其中，所述第一大齿轮设置于所述第一小齿轮上方，所述第一小齿轮的上端面设置有第一齿状凸起，所述第一大齿轮的下端面设置有与所述第一齿状凸起匹配的第二齿状凸起。

其中，所述第一连接轴外套设有固定块，所述固定块设置于所述第一小齿轮的下方。

本实用新型还提供了一种包含该防过载保护系统及包含该保护系统的伺服驱动器，包括马达齿轮、第一复合齿轮、第二复合齿轮和输出齿轮，还包括上述防过载保护系统，所述马达齿轮与所述第一复合齿轮啮合，所述第一复合齿轮与所述第二复合齿轮啮合，所述第二复合齿轮与所述第一大齿轮啮合，所述输出齿轮与所述第一小齿轮啮合。

其中，所述第一复合齿轮包括第二大齿轮、第二小齿轮和第二连接轴，所述第二大齿轮和所述第二小齿轮通过所述第二连接轴连接，所述第二大齿轮位于所述第二小齿轮的下方；

所述第二复合齿轮包括第三大齿轮、第三小齿轮、间隔块和第三连接轴，所述第三大齿轮、所述间隔块和所述第三小齿轮均通过所述第三连接轴连接，并且所述间隔块设置于所述第三大齿轮和所述第三小齿轮之间，所述第二小齿轮与所述第三大齿轮啮合，第三小齿轮与所述第一大齿轮啮合。

本实用新型的工作原理为：只要在转动时或受外载荷作用时，作用齿轮上的扭矩或者冲击载荷大于伺服驱动器的防过载保护系统（或称极力保护系统）的设计驱动值，伺服驱动器的防过载保护系统将开始工作。具体而言，假设输出齿轮受到外来冲击载荷，假设扭矩为10kg，防过载保护系统在外扭矩或冲击载荷(扭矩为10kg)的作用下，使弹簧压缩，第一小齿轮被推动(假设极力保护系统的设计驱动值为8kg)，第一小齿轮被推动并转动后释放冲击载荷，避免齿轮出现大于其极限强度值的应力，同时避免堵转，使伺服齿轮组或马达获得保护，齿轮不会被冲击后崩裂，而且可以避免因马达被堵住而导致持续电流大最终烧坏马达的问题的出现。

相对于现有技术，本实用新型结构简单，而且当齿轮组受到的扭矩或者冲击载荷大于某一设计值时，该防过载保护系统将开始工作，释放外来作用力，从而起到保护齿轮组或马达的作用。

但是，发明人发现：以上防过载保护系统还存在一定的缺陷：该系统只能保护防过载保护系统及马达齿轮之间的齿轮，而未能直接保护输出齿轮的使用，若外来的瞬间冲击载荷大于输出齿轮的强度，输出齿轮将崩裂而导致失效，因此该防过载保护系统将不能很好的保护齿轮组或马达。

因此，本实用新型还提供了另一种防过载保护系统，该防过载保护系统用在输出齿轮上，从而使全组齿轮和马达获得保护，其包括第一大齿轮、第一小齿轮、连接轴、弹簧和固定件，所述第一大齿轮和所述第一小齿轮通过所述连接轴固定连接，所述弹簧套设于所述连接轴外，所述固定件固定于所述连接轴的一端，所述弹簧的一端被所述固定件固定，所述弹簧的另一端位于所述第一小齿轮内。

其中，所述固定件设置为O形固定圈；所述连接轴包括花键轴和阶梯轴，所述阶梯轴的一端嵌入所述花键轴内，所述弹簧套设于所述花键轴外，并且所述O形固定圈设置于所述花键轴的头部和所述弹簧之间。

其中，所述第一小齿轮位于所述第一大齿轮内，所述第一小齿轮的下端面设置有第一齿状凸起，所述第一大齿轮的上端面设置有与所述第一齿状凸起匹配的第二齿状凸起；

所述花键轴经过所述第一小齿轮的中心孔后嵌入所述第一大齿轮的中心孔。

本实用新型还提供了一种包含上述防过载保护系统的伺服驱动器，包括马达齿轮、第一复合齿轮、第二复合齿轮和第三复合齿轮，还包括上述防过载保护系统，所述马达齿轮与所述第一复合齿轮啮合，所述第一复合齿轮与所述第二复合齿轮啮合，所述第二复合齿轮与所述第三复合齿轮啮合，所述第三复合齿轮与所述第一大齿轮啮合。

其中，所述第一复合齿轮包括第二大齿轮、第二小齿轮和第二连接轴，所述第二大齿轮和所述第二小齿轮通过所述第二连接轴连接，所述第二大齿轮位于所述第二小齿轮的下方；

所述第二复合齿轮包括第三大齿轮、第三小齿轮、间隔块和第三连接轴，所述第三大齿轮、所述间隔块和所述第三小齿轮均通过所述第三连接轴连接，并且所述间隔块设置于所述第三大齿轮和所述第三小齿轮之间，所述第二小齿轮与所述第三大齿轮啮合；

所述第三复合齿轮包括第四大齿轮、第四小齿轮和第四连接轴，所述第四大齿轮和所述第四小齿轮通过所述第四连接轴连接，所述第四大齿轮位于所述第四小齿轮的上方，所述第四大齿轮与所述第三小齿轮啮合，所述第四小齿轮与所述第一大齿轮啮合。

其工作原理为：伺服驱动器只要在转动时或受外载荷作用时，作用齿轮上的扭矩或者冲击载荷大于伺服驱动器防过载保护系统（极力保护系统）的设计驱动值，伺服驱动器的极力保护系统将开始工作，具体而言，防过载保护系统受到外来冲击载荷，假设扭矩为10kg，第一小齿轮在外扭矩或冲击载荷(扭矩10kg)的作用下，使弹簧压缩，第一小齿轮被推动(假设极力保护系统的设计驱动值为8kg)，第一小齿轮被推动并转动后释放冲击载荷，避免齿轮出现大于其极限强度值的应力，同时避免堵转，使伺服齿轮组或马达获得保护。

相对于现有技术，本实用新型结构简单，而且当齿轮组受到的扭矩或者冲击载荷大于某一设计值时，该防过载保护系统将开始工作，释放外来作用力，从而起到保护齿轮组或马达的作用。更为重要的是，该防过载保护系统可以直接保护输出齿轮，防止因外载荷或冲击力大于输出齿轮所能承受的强度而导致的输出齿轮崩裂，从而使全组齿轮和马达都获得保护。

附图说明

下面结合说明书附图和具体实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1为本实用新型实施例1的分解结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的立体结构示意图。

图3为本实用新型实施例2的立体结构示意图。

图4为本实用新型实施例3的分解结构示意图。

图5为本实用新型实施例3的立体结构示意图。

图6为本实用新型实施例4的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供的防过载保护系统，包括第一大齿轮1、第一小齿轮2、第一连接轴3、弹簧4和固定件5，第一大齿轮1和第一小齿轮2通过第一连接轴3固定连接，弹簧4套设于第一连接轴3外，固定件5固定于第一连接轴3的一端，弹簧4的一端被固定件5固定，弹簧4的另一端位于第一小齿轮2内。当外扭矩或冲击载荷来临时，第一大齿轮1在外扭矩或冲击载荷的作用下，弹簧4被压缩，第一大齿轮1被推动并转动后释放冲击载荷，从而可以避免齿轮出现大于其极限强度值的应力，同时避免堵转，使伺服齿轮组或马达获得保护。

其中，所述固定件5包括O形介子51和C形介子52，并且O形介子51设置于弹簧4和C形介子52之间, O形介子51和C形介子52可以起到定位作用，使得弹簧4不被松开。

其中，所述第一大齿轮1设置于第一小齿轮2上方，第一小齿轮2的上端面设置有第一齿状凸起21，第一大齿轮1的下端面设置有与第一齿状凸起21匹配的第二齿状凸起，便于第一大齿轮1和第一小齿轮2的结合。

其中，第一连接轴3外套设有固定块31，固定块31设置于第一小齿轮2的下方，这种结构的第一连接轴3也可以称为阶梯轴，其能有效地固定其它部件，便于装配和使用。

实施例2

如图3所示，本实施例提供了一种伺服驱动器，包括马达齿轮、第一复合齿轮6、第二复合齿轮7和输出齿轮8，还包括实施例1的防过载保护系统，马达齿轮与第一复合齿轮6啮合，第一复合齿轮6与第二复合齿轮7啮合，第二复合齿轮7与第一大齿轮1啮合，输出齿轮8与第一小齿轮2啮合。

其中，第一复合齿轮6包括第二大齿轮61、第二小齿轮62和第二连接轴，第二大齿轮61和第二小齿轮62通过第二连接轴连接，第二大齿轮61位于第二小齿轮62的下方；

第二复合齿轮7包括第三大齿轮71、第三小齿轮72、间隔块73和第三连接轴74，第三大齿轮71、间隔块73和第三小齿轮72均通过第三连接轴74连接，并且间隔块73设置于第三大齿轮71和第三小齿轮73之间，第二小齿轮62与第三大齿轮71啮合，第三小齿轮与72第一大齿轮1啮合。

本实用新型的工作原理为：只要在转动时或受外载荷作用时，作用齿轮上的扭矩或者冲击载荷大于伺服驱动器的防过载保护系统（或称极力保护系统）的设计驱动值，伺服驱动器的防过载保护系统将开始工作。具体而言，假设输出齿轮8受到外来冲击载荷，假设扭矩为10kg，防过载保护系统在外扭矩或冲击载荷(扭矩为10kg)的作用下，使弹簧4压缩，第一小齿轮2被推动(假设极力保护系统的设计驱动值为8kg)，第一小齿轮2被推动并转动后释放冲击载荷，避免齿轮出现大于其极限强度值的应力，同时避免堵转，使伺服齿轮组或马达获得保护，齿轮不会被冲击后崩裂，而且可以避免因马达被堵住而导致持续电流大最终烧坏马达的问题的出现。

实施例3

如图4和图5所示，本实施例提供的防过载保护系统，该防过载保护系统用在输出齿轮上，从而使全组齿轮和马达获得保护，其包括第一大齿轮1、第一小齿轮2、第一连接轴3、弹簧4和固定件5，第一大齿轮1和第一小齿轮2通过第一连接轴3固定连接，弹簧4套设于第一连接轴3外，固定件5固定于第一连接轴3的一端，弹簧4的一端被固定件5固定，弹簧4的另一端位于第一小齿轮2内。当外扭矩或冲击载荷来临时，防过载保护系统中的第一小齿轮2在外扭矩或冲击载荷的作用下，使弹簧4压缩，第一小齿轮2被推动并转动后释放冲击载荷，避免齿轮出现大于其极限强度值的应力，同时避免堵转，使伺服齿轮组或马达获得保护。

其中，固定件5设置为O形固定圈；O形固定圈可以起到定位作用，使得弹簧4不被松开，第一连接轴3包括花键轴31和阶梯轴32，阶梯轴32的一端嵌入花键轴31内，弹簧4套设于花键轴31外，并且O形固定圈设置于花键轴31的头部和弹簧4之间。花键轴31和阶梯轴32，能有效地固定其它部件，便于装配和使用。

其中，第一小齿轮2位于第一大齿轮1内，第一小齿轮2的下端面设置有第一齿状凸起21，第一大齿轮1的上端面设置有与第一齿状凸起21匹配的第二齿状凸起11，便于第一大齿轮1和第一小齿轮2的结合。花键轴31经过第一小齿轮2的中心孔后嵌入第一大齿轮1的中心孔。

实施例4

如图6所示，本实用新型还提供了一种伺服驱动器，包括马达齿轮、第一复合齿轮6、第二复合齿轮7和第三复合齿轮8，还包括实施例3的防过载保护系统，马达齿轮与第一复合齿轮6啮合，第一复合齿轮6与第二复合齿轮7啮合，第二复合齿轮7与第三复合齿轮8啮合，第三复合齿轮8与第一大齿轮1啮合。

其中，第一复合齿轮6包括第二大齿轮61、第二小齿轮62和第二连接轴，第二大齿轮61和第二小齿轮62通过第二连接轴连接，第二大齿轮61位于第二小齿轮62的下方；

第二复合齿轮7包括第三大齿轮71、第三小齿轮72、间隔块73和第三连接轴74，第三大齿轮71、间隔块73和第三小齿轮72均通过第三连接轴74连接，并且间隔块73设置于第三大齿轮71和第三小齿轮72之间，第二小齿轮2与第三大齿轮71啮合；

第三复合齿轮8包括第四大齿轮81、第四小齿轮82和第四连接轴83，第四大齿轮81和第四小齿轮82通过第四连接轴83连接，第四大齿轮81位于第四小齿轮82的上方，第四大齿轮81与第三小齿轮72啮合，第四小齿轮82与第一大齿轮1啮合。

其工作原理为：伺服驱动器只要在转动时或受外载荷作用时，作用齿轮上的扭矩或者冲击载荷大于伺服驱动器防过载保护系统（极力保护系统）的设计驱动值，伺服驱动器的极力保护系统将开始工作，具体而言，防过载保护系统受到外来冲击载荷，假设扭矩为10kg，第一小齿轮2在外扭矩或冲击载荷(扭矩10kg)的作用下，使弹簧4压缩，第一小齿轮2被推动(假设极力保护系统的设计驱动值为8kg)，第一小齿轮2被推动并转动后释放冲击载荷，避免齿轮出现大于其极限强度值的应力，同时避免堵转，使伺服齿轮组或马达获得保护。

该防过载保护系统可以直接保护输出齿轮，防止因外载荷或冲击力大于输出齿轮所能承受的强度而导致的输出齿轮崩裂，从而使全组齿轮和马达都获得保护。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.防过载保护系统，其特征在于：包括第一大齿轮、第一小齿轮、第一连接轴、弹簧和固定件，所述第一大齿轮和所述第一小齿轮通过所述第一连接轴固定连接，所述弹簧套设于所述第一连接轴外，所述固定件固定于所述第一连接轴的一端，所述弹簧的一端被所述固定件固定，所述弹簧的另一端位于所述第一小齿轮内。

2.根据权利要求1所述的防过载保护系统，其特征在于：所述固定件包括O形介子和C形介子，并且所述O形介子设置于所述弹簧和所述C形介子之间。

3.根据权利要求2所述的防过载保护系统，其特征在于：所述第一大齿轮设置于所述第一小齿轮上方，所述第一小齿轮的上端面设置有第一齿状凸起，所述第一大齿轮的下端面设置有与所述第一齿状凸起匹配的第二齿状凸起。

4.根据权利要求2所述的防过载保护系统，其特征在于：所述第一连接轴外套设有固定块，所述固定块设置于所述第一小齿轮的下方。

5.根据权利要求1所述的防过载保护系统，其特征在于：所述固定件设置为O形固定圈；所述第一连接轴包括花键轴和阶梯轴，所述阶梯轴的一端嵌入所述花键轴内，所述弹簧套设于所述花键轴外，并且所述O形固定圈设置于所述花键轴的头部和所述弹簧之间。

6.根据权利要求5所述的防过载保护系统，其特征在于：所述第一小齿轮位于所述第一大齿轮内，所述第一小齿轮的下端面设置有第一齿状凸起，所述第一大齿轮的上端面设置有与所述第一齿状凸起匹配的第二齿状凸起；

所述花键轴经过所述第一小齿轮的中心孔后嵌入所述第一大齿轮的中心孔。

7.伺服驱动器，包括马达齿轮、第一复合齿轮、第二复合齿轮和输出齿轮，其特征在于：还包括权利要求1至4任一项所述的防过载保护系统，所述马达齿轮与所述第一复合齿轮啮合，所述第一复合齿轮与所述第二复合齿轮啮合，所述第二复合齿轮与所述第一大齿轮啮合，所述输出齿轮与所述第一小齿轮啮合。

8.根据权利要求7所述的伺服驱动器，其特征在于：所述第一复合齿轮包括第二大齿轮、第二小齿轮和第二连接轴，所述第二大齿轮和所述第二小齿轮通过所述第二连接轴连接，所述第二大齿轮位于所述第二小齿轮的下方；

所述第二复合齿轮包括第三大齿轮、第三小齿轮、间隔块和第三连接轴，所述第三大齿轮、所述间隔块和所述第三小齿轮均通过所述第三连接轴连接，并且所述间隔块设置于所述第三大齿轮和所述第三小齿轮之间，所述第二小齿轮与所述第三大齿轮啮合，第三小齿轮与所述第一大齿轮啮合。

9.伺服驱动器，包括马达齿轮、第一复合齿轮、第二复合齿轮和第三复合齿轮，其特征在于：还包括权利要求1、5或6所述的防过载保护系统，所述马达齿轮与所述第一复合齿轮啮合，所述第一复合齿轮与所述第二复合齿轮啮合，所述第二复合齿轮与所述第三复合齿轮啮合，所述第三复合齿轮与所述第一大齿轮啮合。

10.根据权利要求9所述的伺服驱动器，其特征在于：所述第一复合齿轮包括第二大齿轮、第二小齿轮和第二连接轴，所述第二大齿轮和所述第二小齿轮通过所述第二连接轴连接，所述第二大齿轮位于所述第二小齿轮的下方；

所述第二复合齿轮包括第三大齿轮、第三小齿轮、间隔块和第三连接轴，所述第三大齿轮、所述间隔块和所述第三小齿轮均通过所述第三连接轴连接，并且所述间隔块设置于所述第三大齿轮和所述第三小齿轮之间，所述第二小齿轮与所述第三大齿轮啮合；

所述第三复合齿轮包括第四大齿轮、第四小齿轮和第四连接轴，所述第四大齿轮和所述第四小齿轮通过所述第四连接轴连接，所述第四大齿轮位于所述第四小齿轮的上方，所述第四大齿轮与所述第三小齿轮啮合，所述第四小齿轮与所述第一大齿轮啮合。