CN204828534U - 齿差传动启动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种齿差传动启动装置，其包括由工程塑料构成的第一内齿环、第二内齿环、外齿环与传动单元等构件，第一内齿环与第二内齿环同轴心并排设置，使第一内齿环构成固定端，第二内齿环构成传动端，外齿环则设置在第一内齿环与第二内齿环内部，传动单元设置在外齿环内部，并使一马达连接于传动单元，借此通过马达驱动传动单元，使传动单元顶推外齿环的外齿分别啮合在第一内齿环与第二内齿环的内齿转动，进而使第二内齿环减速输出动力，能够达到高减速比、制造成本极低、组装方便、重量轻、体积小等目的。

Description

齿差传动启动装置

技术领域

本实用新型提供一种齿差传动启动装置，尤指一种具有齿差传动装置与马达的齿差传动启动装置。

背景技术

传统伺服马达因为扭力不足的因素，通常会采用齿轮减速机构降低转速以换取较大扭力输出，例如蜗杆与蜗轮组成的齿轮箱，但是现有减速机构有齿轮的背隙(backlash)问题，且体积过于庞大，所占空间远大于伺服马达体积，因此对于小型化设备与降低成本而言，使用直驱马达是一项不错的选择。而直驱马达的输出扭力受限于输入电流，内部磁通量密度与马达尺寸等因素影响，马达尺寸愈大，输出扭力愈大，但价格也愈高。因此，马达尺寸这项因素，即被设备空间与成本考虑所限制。

当选用马达应用于机械自动化领域中的机械手臂的轴关节时，则必须考虑重要的三项要件，其一为马达输出扭矩(outputtorque)值大，再者为马达出力的转速低，最后则为马达体积小。马达输出扭矩的数值越大，越有助于机械手臂的负载能力；马达转速低，可降低噪音值且不会有过热的疑虑，而马达在频繁正反转时的功效佳，致使作动效率高，且减速机构不需大减速比即能精准定位；马达体积小，可适当控制马达成本，同时有益于机械手臂的轴关节的结构设计。

传统机械手臂的轴部关节，多以应用金属弹性力学的谐和式减速机(HarmonicDrive，以下简称HD)予以施作，该HD所应用的柔性齿条(FlexSpline)，为一杯型或帽型的金属薄壳弹性体，在其外周开口部分切割有齿型，而于齿型的底部为一膜片(Diaphrgam)。由于该柔性齿条由疲劳性强度极高的特殊钢所制成，且HD传动方式与一般齿轮的啮合动力传达方式相异，其齿型背隙值极小，因此其金属齿型的加工，必须以特制刀具施作，除了刀具及特殊钢素材取得不易之外，造价亦不斐，如果遇到成型齿型所在的位置不适合以刀具来施作时，则增添了加工的难度及制作成本。此外，由于此一HD整体结构均由金属材质组合构成，因此，对于组装在机械手臂中段及末端部位时，会增加手臂前端关节处的负荷扭矩，致使机械手臂的有效负载值不佳。

实用新型内容

为此，综合上述对于适用于机械手臂轴关节的要素，本实用新型提出一种齿差传动启动装置，通过质轻、体积小、易制造、价格低、输出扭矩大、定位精准等优势的减速机构，使直驱马达更适用于机械手臂轴关节的应用。

本实用新型的目的在提供一种齿差传动启动装置，达到高减速比、制造成本极低、组装方便、重量轻、体积小等目的。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种齿差传动启动装置，包括：一由工程塑料构成的第一内齿环与一第二内齿环，该第一内齿环与该第二内齿环同轴心并排设置，该第一内齿环的内环面具有第一内齿，该第二内齿环的内环面具有第二内齿；一由工程塑料构成的外齿环，该外齿环转动地设置在该第一内齿环与该第二内齿环内，该外齿环的外环面具有一圈第一外齿及一圈第二外齿；一由工程塑料构成的并转动地设置在该外齿环之中的传动单元，该传动单元具有一凸轮，该凸轮顶推该外齿环的一内环面，使该外齿环的第一外齿一部分啮合在该第一内齿环的第一内齿，该第二外齿一部分啮合在该第二内齿环的第二内齿；及一马达，该马达的一出力轴连接在该传动单元的凸轮上。

该第二内齿环的第二端具有一凹环槽，该第二内齿环的第一端具有一嵌环，该嵌环转动地嵌入该凹环槽。

该第二内齿环的第二端凸设有一传动轴。

该传动轴具有传动齿轮。

该传动单元具有一第一轴承，该第一轴承套设在该凸轮上。

该传动单元的凸轮具有支轴，该支轴套设有一第二轴承，该第二轴承设置在该第二内齿环内。

还包括一底盘、一外盖及多个固定组件，该底盘靠合在该第一内齿环的第一端，该外盖靠合在该第二内齿环的第二端，该多个固定组件结合住该外盖、该第一内齿环与该底盘。

该马达固定在该底盘上。

其中该第二内齿环的第二端凸设有一传动轴，该传动轴穿出该外盖。

本实用新型具有的优点在于：

本实用新型的齿差传动启动装置，其主要的构件都是采用工程塑料一体成型所制成，并使第一内齿环与第二内齿环同轴地套叠在一起，因而使齿差传动装置具有质量轻、体积小、易制造、价格低、输出扭矩大、定位精准等优点，特别适合能够应用在负载较轻的机械手臂。

附图说明

图１为本实用新型较佳实施例的立体示意图。

图２为本实用新型较佳实施例的剖面示意图。

图３为本实用新型较佳实施例的整体分解示意图。

图４为本实用新型较佳实施例的局部分解示意图。

图５为本实用新型较佳实施例的侧视示意图。

图中：

1第一内齿环；11第一内齿；12凹环槽；2第二内齿环；

21第二内齿；22传动轴；23传动齿轮；231外齿轮；

24嵌环；3外齿环；31第一外齿；32第二外齿；

4传动单元；41凸轮；42第一轴承；43支轴；

44第二轴承；5马达；51出力轴；6底盘；

7外盖；8固定组件；9固定组件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参阅图１、图２及图３所示，本实用新型的齿差传动启动装置，其较佳的具体实施例包括：采用工程塑料构成的第一内齿环1与一第二内齿环2，第一内齿环1与第二内齿环2为同轴心并排的环体，第一内齿环1作为不转动的一固定环，第一内齿环1的内环面具有第一内齿11，第二内齿环2作为转动的一转动环，第二内齿环2的一内环面具有第二内齿21(如图４所示)。一采用工程塑料构成的外齿环3，其转动地偏心设置在第一内齿环1与第二内齿环2的内部，其外环面具有一圈第一外齿31，及一圈相邻于第一外齿31的第二外齿32。一采用工程塑料构成的传动单元4，并使传动单元4转动地设置在外齿环3之中，传动单元4较佳的具有一凸轮41或偏心轮，通过凸轮41的凸轮面顶推外齿环3的内环面，参阅图２及图５所示，进而使外齿环3的第一外齿31一部分啮合在第一内齿环1的第一内齿11，而第二外齿32一部分啮合在第二内齿环2的第二内齿21；以及一马达5，其较佳的为一伺服马达(Servomotor)，其一出力轴51链接在传动单元4的凸轮41，进而驱转传动单元4的凸轮41。通过上述构造以及全工程塑料的设计，使本实用新型主要组件都能通过模具射出成型，因此使本实用新型具有质量轻、体积小、易制造、价格低的效果。

如图２及图３所示，本实用新型上述该第一内齿环1的第二端具有一凹环槽12，而第二内齿环2的第一端具有一嵌环24，如此使嵌环24转动地嵌入凹环槽12中，使第一内齿环1与第二内齿环2稳定地相互套叠转动。

再如图３所示，本实用新型的第一内齿环1作为固定端，而第二内齿环2作为减速传动的出力端，较佳的可在第二内齿环2的第二端一体成型地凸设有一传动轴22，传动轴22端部形成有一传动齿轮23，传动齿轮23较佳的可以是形成在传动轴22外轴面的一外齿轮231，借此通过外齿轮231啮合于被驱动的构件，进而使马达5驱动时通过传动单元4的凸轮41带动外齿环3，使外齿环3的第一外齿31啮合在第一内齿环1的第一内齿11转动，其转动时通过齿差的关系使第二外齿32带动第二内齿环2，因此第二内齿环2转动输出时能达到高减速比的目的。

再如图３及图４所示，本实用新型该传动单元4较佳的可再实施有一第一轴承42，第一轴承42可为滚针轴承，使第一轴承42套设在凸轮41的凸轮面，因此凸轮41通过第一轴承42支撑在外齿环3的内环面，借此能够降低凸轮41的凸轮面与外齿环3的内环面之间转速差的摩擦力。再者，本实用新型可在该传动单元4的凸轮41一端实施有一同轴心一体加工成型的支轴43，并在支轴43套设有一第二轴承44，使第二轴承44设置在第二内齿环2内，借此使第二内齿环2转动地更平顺更无摩擦力耗损。

再如图１、图２及图３所示，本实用新型齿差传动启动装置，较佳的可再实施有一底盘6、一外盖7及多个固定组件8，该底盘6靠合在该第一内齿环1的第一端，该外盖7靠合在该第二内齿环2的第二端，该多个固定组件8可为螺丝，使多个固定组件8结合住外盖7、第一内齿环1与底盘6，致使第一内齿环1构成不转动的固定端，而上述该马达5则通过二以上的固定组件9固定在底盘6的一外侧端，借此使第二内齿环2的传动轴22穿出外盖7，用以啮合于被驱动的构件。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种齿差传动启动装置，其特征在于，包括：一由工程塑料构成的第一内齿环与一第二内齿环，该第一内齿环与该第二内齿环同轴心并排设置，该第一内齿环的内环面具有第一内齿，该第二内齿环的内环面具有第二内齿；一由工程塑料构成的外齿环，该外齿环转动地设置在该第一内齿环与该第二内齿环内，该外齿环的外环面具有一圈第一外齿及一圈第二外齿；一由工程塑料构成的并转动地设置在该外齿环之中的传动单元，该传动单元具有一凸轮，该凸轮顶推该外齿环的一内环面，使该外齿环的第一外齿一部分啮合在该第一内齿环的第一内齿，该第二外齿一部分啮合在该第二内齿环的第二内齿；及一马达，该马达的一出力轴连接在该传动单元的凸轮上。

2.根据权利要求１所述的齿差传动启动装置，其特征在于，该第二内齿环的第二端具有一凹环槽，该第二内齿环的第一端具有一嵌环，该嵌环转动地嵌入该凹环槽。

3.根据权利要求２所述的齿差传动启动装置，其特征在于，该第二内齿环的第二端凸设有一传动轴。

4.根据权利要求３所述的齿差传动启动装置，其特征在于，该传动轴具有传动齿轮。

5.根据权利要求１所述的齿差传动启动装置，其特征在于，该传动单元具有一第一轴承，该第一轴承套设在该凸轮上。

6.根据权利要求５所述的齿差传动启动装置，其特征在于，该传动单元的凸轮具有支轴，该支轴套设有一第二轴承，该第二轴承设置在该第二内齿环内。

7.根据权利要求１所述的齿差传动启动装置，其特征在于，还包括一底盘、一外盖及多个固定组件，该底盘靠合在该第一内齿环的第一端，该外盖靠合在该第二内齿环的第二端，该多个固定组件结合住该外盖、该第一内齿环与该底盘。

8.根据权利要求７所述的齿差传动启动装置，其特征在于，该马达固定在该底盘上。

9.根据权利要求７所述的齿差传动启动装置，其特征在于，其中该第二内齿环的第二端凸设有一传动轴，该传动轴穿出该外盖。