CN204794553U - 一种驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种驱动装置包括：电机、输入直齿减速齿轮、NGW行星减速器、输出直齿减速齿轮、输出轴、位置传感器、壳体；所述电机根据位置传感器的反馈信号实现位置闭环；所述输入直齿减速齿轮安装于壳体，一端连接电机，另外一端连接NGW行星减速器；所述输出直齿减速齿轮一端连接NGW行星减速器，一端连接输出轴。本实用新型所提供的装置结构简单，扭矩大。

Description

一种驱动装置

技术领域

本发明涉及航天领域空间飞行器设备，尤其涉及一种大力矩、高可靠的轻小型驱动机构。

背景技术

随着我国航天技术的发展，空间机构对驱动技术提出了新的要求，要求在狭长空间（长×宽×高：250×70×70mm，包含载荷工作空间，且力矩输出方向沿宽度方向垂直长度方向）内，实现大力矩（不小于120Nm）传动，保证输出端具备径向大承载特性（承载能力：10~20KN），同时具备可靠性高、重量轻（不大于1.5kg）的特点。

现有很多空间大型机构、重型机构，这些机构具备大扭矩输出能力，通过冗余设计具备高可靠性，这些机构一般结构复杂、质量大；也存在很多中小型机构，其机构尺寸小、结构简单，但其驱动装置的输出扭矩都不高、且可靠性相对较差。现有设备无法满足使用要求。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中缺少一种结构简单、输出扭矩大的驱动装置；为解决所述问题，本发明提供一种高集成、大扭矩、大承载、高可靠性的空间驱动装置。

本发明提供的驱动装置包括：电机、输入直齿减速齿轮、NGW行星减速器、输出直齿减速齿轮、输出轴、位置传感器、壳体；所述电机根据位置传感器的反馈信号实现位置闭环；所述输入直齿减速齿轮安装于壳体，一端连接电机，另外一端连接NGW行星减速器；所述输出直齿减速齿轮一端连接NGW行星减速器，一端连接输出轴。

进一步，所述电机采用直流无刷双绕组双霍尔电机，所述直流无刷电机具备高效率特点、所述双绕组双霍尔模式具备高可靠性特点。

进一步，所述直齿减速齿轮包括三个同模数齿轮，通过深沟球轴承安装于壳体。

进一步，三个同模数齿轮成直线布局，位于中间的齿轮为惰轮。

进一步，所述NGW行星减速器为三级NGW行星减速器，包括：首尾依次相连的第一级太阳轮、第一级行星轮、第一级行星架、第二级太阳轮、第二级行星轮、第二级行星架组件、第三级太阳轮、第三级行星轮、第三级行星架、输出齿轮、内齿圈；所述第一级行星架与第二级太阳轮、第二级行星架与第三级太阳轮采用一体结构；所述内齿圈具有三级行星传动所需内齿，通过卡口、螺钉与壳体支撑板连接。

进一步，所述NGW行星减速器中的太阳轮采用半固定方式；所述的第三级太阳轮与行星架组件通过花键的形式与输出直齿减速齿轮相连。

进一步，所述输出直齿减速齿轮包含三个同模数齿轮，所述输出直齿减速齿轮的模数齿轮大于直齿减速齿轮的模数齿轮；所述输出直齿减速齿轮一端通过花键连接NGW行星减速器，一端通过花键连接输出轴，所述输出直齿减速齿轮采用惰轮过渡。

进一步，所述壳体分为主壳体、支撑板和外壳体；所述位置传感器包括随动齿轮和信号传感器；所述信号传感器安装于支撑板；所述随动齿轮与输出直齿减速齿轮连接；位置传感器通过电信号将测量得到的输出轴相对额壳体的转动角度输出导电信号。

本实用新型的优点是：

电机采用直流无刷双绕组双霍尔模式，具备高效率、高可靠性特点；

直齿传动采用惰轮结构，具备厚度小、传动中心矩大的特点，具备空间小齿轮大距离传动特点；

NGW行星减速器，采用三级传动齿圈一体化设计、行星架与太阳轮一体化设计，具备小尺寸、大传动、结构简单、质量轻的特点；

NGW行星减速器中太阳轮采用半固定方式安装，具备长寿命、高可靠性特点。

附图说明

图1是本发明提供的驱动装置的外部结构示意图；

图2是本发明提供的驱动装置的剖示图；

图3是本发明中NGW行星减速器的详细视图；

图4是外壳的结构示意图；

图5是驱动装置的传动方案图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

结合参考图1，本发明提供的驱动装置包括：电机1、输入直齿减速齿轮2、NGW行星减速器3、输出直齿减速齿轮4、输出轴5、壳体6、位置传感器7。

所述的电机1为双绕组双霍尔直流无刷电机，电机1能够根据位置传感器7反馈的信号实现精确位置闭环；在其转动速度范围内能够进行无级变速；电机1可通过闭环控制实现可靠的位置保持功能。

所述输入直齿减速齿轮2包含三个小模数齿轮，通过深沟球轴承安装与壳体6上，同时连接电机1与NGW行星减速器3，其中中间齿轮为惰轮。

参考图3，所述NGW行星减速器3为三级NGW行星减速器，包括：首尾依次相连的第一级太阳轮、第一级行星轮302、第一级行星架301、第二级太阳轮、第二级行星轮304、第二级行星架303、第三级太阳轮、第三级行星轮306、第三级行星架305、内齿圈308；所述第一级行星架与第二级太阳轮、第二级行星架与第三级太阳轮采用一体结构；所述内齿圈具有三级行星传动所需内齿，通过卡口、螺钉与壳体支撑板连接。NGW行星减速器3的第三级行星架组件303通过花键的形式与输出直齿减速齿轮4相连。

NGW行星减速器中每级太阳轮采用半固定方式，（即太阳轮一端通过一体化的行星架、前一级行星齿轮与外齿圈固定，另一端采用轴承与下一级行星架连接），保证太阳轮与各行星轮载荷均匀性，同时限制了太阳轮的过度偏摆。

行星传动相对于其它传动体积小、传动比大，传动力矩大，因此所述驱动装置整体结构紧凑、重量轻、输出扭矩大。

结合参考图1，所述输出直齿减速齿轮4包含三个相对大模数齿轮，一端通过花键连接NGW行星减速器3，一端通过花键连接输出轴5，所述输出直齿减速齿轮4同样采用惰轮过渡，解决NGW行星减速器3与载荷活动区间的空间干涉。

本发明的实施例中，所述驱动装置滚动轴承与滑动轴承配合使用，其中输入直齿减速齿轮2、NGW行星减速器3采用滚动轴承，实现高速高效传动；输出直齿减速齿轮4采用了套筒式滑动轴承，滑动轴承安装方便、轴向尺寸短、径向承载大。

参考图3，所述壳体6分为主壳体601、支撑板602、外壳体603，壳体同时提供载荷工作空间，方便了机构安装的同时承担载荷工作过程中的10~20KN径向载荷。

如图4所示，本驱动装置从电机1输入到输出轴5输出，采用3级行星+直齿传动组件串联，传动比为1258，传动比较大，直流电机1的输出扭矩0~0.32Nm，每级传动效率按0.98、0.95、0.95、0.95、0.85计算，驱动装置输出扭矩最大为287Nm，输出扭矩大；本实施例所述驱动装置通过合理设计输入直齿减速齿轮中心连线与输出直齿减速齿轮中心连线夹角，实现了长度方向的最小化设计，行星传动采用同一内齿圈等方案，整体结构紧凑，整体尺寸215×68×70mm，驱动链路重量小于1.2kg，连壳体重量不大于2kg。

本实施例所述驱动装置采用双绕组双霍尔电机+半固定式行星传动+直齿传动链路，对驱动链路的驱动源进行了双重备份，传动链进行了加强，使整个驱动装置具备高可靠、高效率特点。

本发明通过位置传感器信号反馈、电机霍尔信号进行电机闭环控制，实现了末端转角0.3°高精度输出。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的一种高集成、大力矩、高可靠的驱动装置进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。

Claims (7)

1.一种驱动装置，其特征在于，包括：电机、输入直齿减速齿轮、NGW行星减速器、输出直齿减速齿轮、输出轴、位置传感器、壳体；所述电机根据位置传感器的反馈信号实现位置闭环；所述输入直齿减速齿轮安装于壳体，一端连接电机，另外一端连接NGW行星减速器；所述输出直齿减速齿轮一端连接NGW行星减速器，一端连接输出轴。

2.依据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述直齿减速齿轮包括三个同模数齿轮，位于中间的模数齿轮为惰轮，通过深沟球轴承安装于壳体。

3.依据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述NGW行星减速器为三级NGW行星减速器，包括：首尾依次相连的第一级太阳轮、第一级行星轮、第一级行星架、第二级太阳轮、第二级行星轮、第二级行星架、第三级太阳轮、第三级行星轮、第三级行星架及内齿圈；所述第一级行星架与第二级太阳轮、第二级行星架与第三级太阳轮采用一体化结构；所述内齿圈具有三级行星传动所需内齿，通过卡口、螺钉与壳体支撑板连接。

4.依据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述NGW行星减速器中的太阳轮采用半固定方式；所述的第三级太阳轮与行星架组件通过花键的形式与输出直齿减速齿轮相连。

5.依据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述输出直齿减速齿轮包含三个同模数齿轮；所述输出直齿减速齿轮一端通过花键连接NGW行星减速器，一端通过花键连接输出轴，所述输出直齿减速齿轮采用惰轮过渡。

6.依据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，输入直齿减速齿轮、输出直齿减速齿轮中三个齿轮都成直线排布。

7.依据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述壳体分为主壳体、支撑板和外壳体；所述位置传感器包括随动齿轮和信号传感器；所述信号传感器安装于支撑板；所述随动齿轮与输出直齿减速齿轮连接；位置传感器通过电信号将测量得到的输出轴相对壳体的转动角度输出导电信号。