CN209919922U - 一种超声驱动一体化关节 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机械设备领域，具体涉及一种超声驱动一体化关节。本实用新型的驱动采用超声驱动原理，依靠压电振子上的压电陶瓷元件的逆压电效应将电能转化为机械能，使得压电振子产生微小的弹性振动。通过转子和定子上的压电振子配合，再通过电机端盖压紧，来提高施加在转子上的预压力，增加转子和定子间的摩擦，通过摩擦，将定子的微幅振动转化为转子的宏观旋转运动；本实用新型采用超声驱动在低速时有较高的转换效率，运转无电磁干扰，无惧强电磁场干扰，在磁干扰的场合能很好的使用，同时在断电时有较强的自锁能力，超声频率工作，运转时安静、基本无噪声。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械设备领域，具体涉及一种超声驱动一体化关节。
背景技术
机械臂作为机器人操作的支撑部件，为末端操作器的精确运动提供技术支撑。一般关节中传统电磁马达在高转速工作时具有较高的效率，但在低转速时则较低；且一般关节驱动电机断电后需要制动机构来实现制动功能，增大了关节体积；现有的多级齿轮传动需要较大体积，且零件较多，安装复杂，极大限制了关节的使用，而且关节在转动时，传统电机会产生较大噪声。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种在低速时有较高的转换效率，具有自锁能力，同时运转时安静、基本无噪声的超声驱动一体化关节。
为了解决上述技术问题，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种超声驱动一体化关节，包括驱动部分和传动部分，所述驱动部分与所述传动部分连接，所述传动部分将驱动部分的驱动力进行传输；
所述驱动部分包括电机端盖、中空轴、定子和转子，所述中空轴穿设在所述定子与转子上，所述定子与所述转子抵接，所述定子远离所述转子一侧设置有压电振子，所述中空轴动力端设置有第一轴承，所述第一轴承上设置有底板，所述中空轴中部设置有第二轴承，所述第二轴承上设置有电机端盖，所述底板与所述电机端盖连接。
优选的，所述中空轴上设置有调整垫片，所述调整垫片一端与第二轴承抵接，另一端与所述中空轴上的定位环抵接。
优选的，所述转子上设有通孔，所述中空轴上设有与所述通孔相匹配的螺纹孔，所述转子通过螺栓与所述中空轴上的螺纹孔固定连接。
优选的，所述传动部分包括双联摆线轮、输出端盘以及内齿轮，所述中空轴上偏心套，所述双联摆线轮通过两第三轴承与所述偏心套连接，所述内齿轮套设在所述双联摆线轮上；还包括挡圈，所述挡圈与所述内齿轮连接，使得内齿轮不能从所述中空轴上脱离。
优选的，所述内齿轮包括第一轮和第二轮，所述第一轮内壁上设置有与所述双联摆线轮相匹配的固定内齿，所述第二轮上设置有与所述与所述双联摆线轮相匹配的输出内齿，所述第一轮与所述第二轮之间通过两第四轴承连接，所述输出端盘与所述中空轴之间通过第五轴承连接，所述输出端盘与所述第二轮固定连接。
优选的，所述双联摆线轮包括一级摆线轮和二级摆线轮，所述一级摆线轮与所述固定内齿啮合，所述二级摆线轮与所述输出内齿啮合，所述一级摆线轮的厚度小于二级摆线轮的厚度。
优选的，所述一级摆线轮与所述二级摆线轮一体成型；或者所述一级摆线轮与所述二级摆线轮可拆卸连接。
优选的，所述一级摆线轮的外径大于所述二级摆线轮的外径。
优选的，所述一级摆线轮和二级摆线轮齿廓曲线为短幅摆线，且齿数为均为奇数。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的驱动采用超声驱动原理，依靠压电振子上的压电陶瓷元件的逆压电效应将电能转化为机械能，使得压电振子产生微小的弹性振动。通过转子和定子上的压电振子配合，再通过电机端盖压紧，来提高施加在转子上的预压力，增加转子和定子间的摩擦，通过摩擦，将定子的微幅振动转化为转子的宏观旋转运动；本实用新型采用超声驱动在低速时有较高的转换效率，运转无电磁干扰，无惧强电磁场干扰，在磁干扰的场合能很好的使用，同时在断电时有较强的自锁能力，超声频率工作，运转时安静、基本无噪声。
附图说明
图1是本实用新型的一种超声驱动一体化关节结构示意图。
图2是本实用新型的驱动部分示意图。
图3是本实用新型的传动部分示意图。
图中标号说明：1、弹性挡圈；2、输出端盘；3、第三轴承；4、第二轮；5、挡圈；6、第四轴承；7、第一轮；8、电机端盖；9、双联摆线轮；10、底板；11、转子；12、第二轴承；13、调整垫片；14、定子；15、第一轴承；16、中空轴；
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地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。
参照图1-3所示，一种超声驱动一体化关节，包括驱动部分和传动部分，所述驱动部分与所述传动部分连接，两大部分由螺钉连接形成一体化关节，所述传动部分将驱动部分的驱动力进行传输；
所述驱动部分包括电机端盖8、中空轴16、定子14和转子11，所述中空轴16穿设在所述定子14与转子11上，所述定子14与所述转子11抵接，所述定子14远离所述转子11一侧设置有压电振子，所述中空轴16动力端设置有第一轴承15，所述第一轴承15上设置有底板10，所述中空轴16中部设置有第二轴承12，所述第二轴承12上设置有电机端盖8，所述底板10与所述电机端盖8连接。
本实用新型能够简化用户设计、快速组装。具有小尺寸、小体积、轻量化、大力矩等优点，有效提高安装使用的可靠性、在保证力矩的前提下减小了关节的轴向尺寸和体积，提高关节的效率
本实用新型的驱动采用超声驱动原理，依靠压电振子上的压电陶瓷元件的逆压电效应将电能转化为机械能，使得压电振子产生微小的弹性振动。通过转子11和定子14上的压电振子配合，再通过电机端盖8压紧，来提高施加在转子11上的预压力，增加转子11和定子14间的摩擦，通过摩擦，将定子14的微幅振动转化为转子11的宏观旋转运动；本实用新型采用超声驱动在低速时有较高的转换效率，运转无电磁干扰，无惧强电磁场干扰，在磁干扰的场合能很好的使用，同时在断电时有较强的自锁能力，超声频率工作，运转时安静、基本无噪声。
所述中空轴16上设置有调整垫片13，所述调整垫片13一端与所述第二轴承12抵接，另一端与所述中空轴16上的定位环抵接。
通过调整调整垫片13的厚度，进一步提高施加在转子11上的预压力，增加转子11和定子14间的摩擦，保证定子14与转子11之间时刻处于摩擦状态，保证动力输出的更加稳定。
所述转子11上设有通孔，所述中空轴16上设有与所述通孔相匹配的螺纹孔，所述转子11通过螺栓与所述中空轴16上的螺纹孔固定连接。
所述传动部分包括双联摆线轮9、输出端盘2以及内齿轮，所述中空轴16上偏心套，所述双联摆线轮9通过两第三轴承3与所述偏心套连接，所述内齿轮套设在所述双联摆线轮9上，所述偏心套与所述中空轴为一体成型结构；还包括挡圈5，所述挡圈5与所述内齿轮连接，使得内齿轮不能从所述中空轴16上脱离。
所述偏心套上设置有环槽，所述环槽上设置有用于限制所述双联摆线轮9轴向位置的弹性挡圈51。
所述内齿轮包括第一轮7和第二轮4，所述第一轮7内壁上设置有与所述双联摆线轮9相匹配的固定内齿，所述第二轮4上设置有与所述与所述双联摆线轮9相匹配的输出内齿，所述第一轮7与所述第二轮4之间通过两第四轴承6连接，所述输出端盘2与所述中空轴16之间通过第五轴承连接，所述输出端盘2与所述第二轮4固定连接。
转子11和中空轴16通过螺钉连接，中空轴16在与双联摆线齿轮相配合的地方为偏心轴，通过偏心转动和固定的第一轮7轮带动双联摆线齿轮的一级摆线轮转动，第二轮4和输出端盘2相啮合，实现第二轮4的转动，最后第二轮4和输出端盘2通过螺钉连接，成为输出端，传动采用双联摆线齿轮方式传动，有效减小关节体积，结构紧凑、简单，摩擦小，易于安装。
在传动方面，采用双联摆线齿轮方式传动，传动部分采用双联摆线结构，不同于一般的摆线滚针，将滚针和内齿轮做成一个整体，在保持大减速比的基础上减少零件个数和复杂程度，使得动力传输更加平稳。
所述双联摆线轮9包括一级摆线轮和二级摆线轮，所述一级摆线轮与所述固定内齿啮合，所述二级摆线轮与所述输出内齿啮合，所述一级摆线轮的厚度小于二级摆线轮的厚度。
所述一级摆线轮与所述二级摆线轮一体成型；或者所述一级摆线轮与所述二级摆线轮可拆卸连接。
所述一级摆线轮的外径大于所述二级摆线轮的外径。
所述一级摆线轮和二级摆线轮齿廓曲线为短幅摆线，且齿数为均为奇数。
采用上述一级摆线轮和二级摆线轮齿廓结构，可保留了摆线齿廓与内齿啮合过程中刚度和强度高、传动效率高、运转平稳可靠等特点，同时传动比范围大、结构紧凑。
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)
1.一种超声驱动一体化关节，其特征在于，包括驱动部分和传动部分，所述驱动部分与所述传动部分连接，所述传动部分将驱动部分的驱动力进行传输；
所述驱动部分包括电机端盖、中空轴、定子和转子，所述中空轴穿设在所述定子与转子上，所述定子与所述转子抵接，所述定子远离所述转子一侧设置有压电振子，所述中空轴动力端设置有第一轴承，所述第一轴承上设置有底板，所述中空轴中部设置有第二轴承，所述第二轴承上设置有电机端盖，所述底板与所述电机端盖连接。
2.如权利要求1所述的超声驱动一体化关节，其特征在于，所述中空轴上设置有调整垫片，所述调整垫片一端与第二轴承抵接，另一端与所述中空轴上的定位环抵接。
3.如权利要求1所述的超声驱动一体化关节，其特征在于，所述转子上设有通孔，所述中空轴上设有与所述通孔相匹配的螺纹孔，所述转子通过螺栓与所述中空轴上的螺纹孔固定连接。
4.如权利要求1所述的超声驱动一体化关节，其特征在于，所述传动部分包括双联摆线轮、输出端盘以及内齿轮，所述中空轴上偏心套，所述双联摆线轮通过两第三轴承与所述偏心套连接，所述内齿轮套设在所述双联摆线轮上；还包括挡圈，所述挡圈与所述内齿轮连接，使得内齿轮不能从所述中空轴上脱离。
5.如权利要求4所述的超声驱动一体化关节，其特征在于，所述内齿轮包括第一轮和第二轮，所述第一轮内壁上设置有与所述双联摆线轮相匹配的固定内齿，所述第二轮上设置有与所述与所述双联摆线轮相匹配的输出内齿，所述第一轮与所述第二轮之间通过两第四轴承连接，所述输出端盘与所述中空轴之间通过第五轴承连接，所述输出端盘与所述第二轮固定连接。
6.如权利要求5所述的超声驱动一体化关节，其特征在于，所述双联摆线轮包括一级摆线轮和二级摆线轮，所述一级摆线轮与所述固定内齿啮合，所述二级摆线轮与所述输出内齿啮合，所述一级摆线轮的厚度小于二级摆线轮的厚度。
7.如权利要求6所述的超声驱动一体化关节，其特征在于，所述一级摆线轮与所述二级摆线轮一体成型；或者所述一级摆线轮与所述二级摆线轮可拆卸连接。
8.如权利要求6所述的超声驱动一体化关节，其特征在于，所述一级摆线轮的外径大于所述二级摆线轮的外径。
9.如权利要求6所述的超声驱动一体化关节，其特征在于，所述一级摆线轮和二级摆线轮齿廓曲线为短幅摆线，且齿数为均为奇数。
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| CN201920606858.0U CN209919922U (zh) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | 一种超声驱动一体化关节 |
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| CN201920606858.0U CN209919922U (zh) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | 一种超声驱动一体化关节 |
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| CN (1) | CN209919922U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111306260A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-06-19 | 苏州塔可新地机器人有限公司 | 一种摆线减速机内置中空电机的集成式电动关节 |
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2019
- 2019-04-29 CN CN201920606858.0U patent/CN209919922U/zh active Active
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| CN111306260A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-06-19 | 苏州塔可新地机器人有限公司 | 一种摆线减速机内置中空电机的集成式电动关节 |
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