DE202016101976U1

DE202016101976U1 - Untersetzung und Servomotor, der diese verwendet

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Publication number: DE202016101976U1
Application number: DE202016101976.1U
Authority: DE
Original assignee: TRICORE Corp
Current assignee: TRICORE Corp
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2016-07-28
Anticipated expiration: 2026-04-15
Also published as: US20170175862A1; TWM520766U; US10138987B2

Abstract

Untersetzungsgetriebe, angetrieben von einer Motorantriebswelle (13), umfassend: einen ersten Planetenradsatz (30) einschließend ein erstes Sonnenrad (31), das auf der Motorantriebswelle (13) angebracht ist, einen ersten Planetenradträger (33) und mindestens ein erstes Planetenrad (32), das drehbar mit dem ersten Planetenradträger (33) gekoppelt ist und mit dem ersten Sonnenrad (31) in Eingriff steht; ein Hohlrad (50), das den ersten Plantentenrädersatz (30) umgibt und mit dem ersten Planetenrad (32) in Eingriff steht; und ein Antriebszahnrad (60), das an dem Hohlrad (50) angebracht ist und durch den ersten Planetenträger (33) angetrieben wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Geschwindigkeitsreduzierungs- bzw. Untersetzungstechnologie zur Kraft- bzw. Leistungsübertragung, spezieller betrifft die vorliegende Erfindung eine Untersetzung mit einem Planetengetriebe, das zwischen einem Motor-Antriebswelle und einer Leistungs-Antriebswelle eines Servomotors oder Servos gekoppelt ist, und koaxial mit der Motorantriebswelle angeordnet ist, um die Vorteile kleiner Abmessungen und eines hohen Geschwindigkeitsverhältnisses bei gleichzeitiger Reduzierung des Spiels und einer Erhöhung von Produktionsausbeuten bereitzustellen.
Servos werden oft in vielen verschiedenen automatisierten Vorrichtungen verwendet, um einer spezifischen Funktion eine Leistung bereitzustellen. Servos werden hauptsächlich an dem Ort angebracht, an dem eine genaue Winkel-Positionssteuerung benötigt wird. Daher werden Servos nicht nur in elektronischen Produkten, sondern auch in der Roboterindustrie als eine Schlüsselkomponente verwendet.
Ein herkömmlicher Servo schließt im Allgemeinen einen Motor, eine Leistungs-Antriebs- bzw. Ausgangs-Welle und eine Untersetzung ein, die aus mehreren Untersetzungsgetrieben besteht. Die Untersetzung ist zwischen einer Antriebswelle des Motors und der Leistungs-Antriebswelle gekoppelt, um eine geschwindigkeitsverringernde bzw. untersetzende Funktion bei der Leistungsübertragung bereitzustellen. Jedoch haben konventionelle Untersetzungen den Nachteil, dass ein übermäßiges Spiel zwischen verschiedenen Untersetzungszahnrädern bzw. -getrieben zu einem zusätzlichen Leistungsverlust bei der Leistungsübertragung führt, was ebenfalls zu einem falschen Zusammenbauen führt, Arbeitsaufwand verursacht und ebenfalls zu einer Erhöhung der Herstellungskosten führt. Daher ist diesbezüglich eine Verbesserung notwendig.
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die gegebenen Umstände ausgearbeitet. Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung eine Untersetzung und ein Servo bzw. Servomotor bereitzustellen, das bzw. der die Untersetzung verwendet, die ein Spiel deutlich verringert und die Produktionsausbeute verbessert. Um diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen schließt eine Untersetzung, die von einer Motorantriebswelle angetrieben wird, ein erstes Planetenzahnrad bzw. Planetenrad, ein Innenzahnrad bzw. Hohlrad und ein Antriebs- bzw. Abtriebsgetriebe bzw. -zahnrad ein. Das erste Planetengetriebe schließt ein erstes Sonnenrad, das auf der Motorantriebswelle angebracht ist, einen ersten Planetenradträger und mindestens ein erstes Planetenrad ein, das schwenk- bzw. drehbar mit dem ersten Planetenradträger gekoppelt ist und mit dem Sonnenrad in Eingriff steht. Das Hohlrad umgibt den ersten Planetenrädersatz und steht mit dem ersten Planetenrädern in Eingriff. Das Antriebs- bzw. Abtriebszahnrad ist mit dem Hohlrad gekoppelt und wird durch den ersten Planetenradträger angetrieben.
Um diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erreichen, schließt ein Servo die vorgenannte Untersetzung, ein Gehäuse und eine Leistungsabgabe- bzw. -antriebswelle ein. Die Motorantriebswelle steht aus dem Gehäuse heraus. Die Leistungs-Antriebswelle ist schwenk- bzw. drehbar mit dem Gehäuse gekoppelt.
Die Untersetzung ist zur Leistungsübertragung zwischen die Motorantriebswelle und die Leistungsantriebswelle gekoppelt.
Folglich verringert die Untersetzung, die durch die Motorantriebswelle angetrieben wird, die Umdrehungsgeschwindigkeit über den ersten Planetengetriebesatz bzw. Planetenzahnrädersatz bzw. Planetenrädersatz, und überträgt die Antriebs-Drehkraft genau auf das Antriebszahnrad, und steuert letztendlich die Leistungs-Antriebswelle des Servos. Der Verlust der Leistungsübertragung wird dadurch verringert, um das Ausgabedrehmoment des Servos aufrechtzuerhalten, und ein geringes Spiel kann genutzt werden, um eine lange Einsatzdauer zu erreichen, und ein hohes Geschwindigkeits- bzw. Untersetzungsverhältnis sowie eine große Ausbaukapazität und Produktionsausbeute werden dadurch bereitgestellt.
Andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klar werden, wobei ähnlich Bezugszeichen ähnliche Komponenten der Struktur bezeichnen.
1 ist eine schräge obere Ansicht eines Servos gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine Explosionsansicht einer Untersetzung des Servos gemäß 1; und
3 ist ein Teil-Querschnittsansichtsprofil des Servos gemäß 1.
Wie in den beigefügten Zeichnungen von 1–3 dargestellt, wird ein Servo mit einer Untersetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Zum einfachen Verständnis der vorliegenden Erfindung wird eine vorstehende Richtung der Leistungs-Antriebswelle des Servos als die Oberseite definiert.
Unter Bezugnahme auf 1 schließt ein Servo 1 ein Gehäuse 10, eine obere Abdeckung 11, die eine Oberseite des Gehäuses 10 abdeckt und eine Leistungs-Antriebswelle 12 ein, die aus der oberen Abdeckung 11 heraussteht.
Unter Bezugnahme auf 2 schließt ein Servo 1 weiter eine Untersetzung 20 ein, die zwischen der Motorantriebswelle 13, die in dem Gehäuse 10 aufgehängt ist, und einem gestuften Übertragungsgetriebe bzw. einem Stufenzahnrad bzw. einer Zahnradkombination bzw. einem Doppelzahnrad 14 geschaltet ist, das bzw. die drehbar mit der Oberseite des Gehäuses 10 gekoppelt ist. Das Doppelzahnrad 14 schließt ein Zahnrad 141 mit einem großen Durchmesser und ein Zahnrad 142 mit einem kleinen Durchmesser ein, dessen Durchmesser kleiner ist als der des Zahnrades 141 mit dem großen Durchmesser 141. Das Zahnrad 141 mit dem kleinen Durchmesser steht mit einem Außenzahnrad 121 an der Leistungs-Antriebswelle 12 in Eingriff. Mit anderen Worten ist das gestufte Übertragungsgetriebe 14 nützlich, um die Umdrehungsgeschwindigkeit der Leistungs-Antriebswelle 12 zu verringern.
Wiederum unter Bezugnahme auf 2 und 3 schließt die vorgenannte Untersetzung 20 einen ersten Planetengetriebe- bzw. -rädersatz 30, einen zweiten Planetengetriebe- bzw. -rädersatz 40, ein Hohlrad 50 und ein Antriebszahnrad 60 ein. Der erste Planetenräder- bzw. -getriebesatz 30 ist an dem Hohlrad 50 angebracht, und schließt ein erstes Sonnenrad 31, das auf der Motorantriebswelle 13 für eine synchrone Drehung angebracht ist (mit anderen Worten ist das erste Sonnenrad 31 das Antriebszahnrad des Motors), einen ersten Planetenräderträger 32 und drei erste Planetenräder 33 ein, die drehbar mit einer Unterseite des ersten Planetenräderträgers 32 gekoppelt sind. Die ersten Planetenräder 33 stehen mit dem ersten Sonnenrad 31 in Eingriff und werden von dem ersten Sonnenrad 31 angetrieben. Wenn die Antriebswelle 13 des Motors das erste Sonnenrad 31 zu einer Rotation antreibt, treibt das erste Sonnenrad 31 folglich die ersten Planetenräder 33 zu einer Rotation um die Motorantriebswelle 13 an, und dies führt dazu, dass sich der erste Planetenträger 32 dreht.
Weiter schließt der zweite Planetengetriebe- bzw. rädersatz 40 ein zweites Sonnenrad 41, einen zweiten Planententräger 42 und drei zweite Planetenräder 43 ein. Das zweie Sonnenrad 41 ist an dem ersten Planentenradträger 32 koaxial zu der Motorantriebswelle 13 angebracht. Die zweiten Planetenräder 43 sind drehbar an einer Unterseite des zweiten Planetenradträgers 42 angekoppelt und stehen mit dem zweiten Sonnenrad 41 in Eingriff.
Das Hohlrad 50 ist an einer Oberseite des Gehäuses 10 angebracht und mit einer äußeren Kappe 51 abgedeckt. Das Hohlrad 50 und die Motorantriebswelle 13 sind koaxial angeordnet. Darüber hinaus weist das Hohlrad 50 innere Getriebezähne auf, die darin ringförmig eingerichtet bzw. angeordnet sind. Das Hohlrad 50 umgibt den ersten Planetengetriebe- bzw. -rädersatz 30 und den zweiten Planentengetriebe- bzw. -rädersatz 40, wobei die Zähen des Hohlrades mit dem zweiten Planetenrädern 43 in Eingriff stehen. Wenn der erste Planetenräderträger 32 beginnt sich zu drehen, treibt er das zweite Sonnenrad 41 an, was dazu führt, dass das zweite Sonnenrad 41 den zweiten Planetenräderträger 42 und das Antriebszahnrad 60 dreht.
Das Antriebszahnrad 60 ist an einer Oberseite der äußeren Kappe 51 des Hohlrades 50 koaxial zu der Motorantriebswelle 14 angebracht, um synchron mit dem zweiten Planetenräderträger 42 zu rotieren. Weiter steht das Antriebszahnrad 60 mit dem Zahnrad 141 mit dem großen Durchmesser des Doppelzahnrades 14 in Eingriff.
Folglich sind sowohl das erste Sonnenrad 31, das zweite Sonnenrad 41, das Hohlrad 50 und das Antriebszahnrad 60 koaxial zu der Motorantriebswelle 13, wodurch das geringe Spiel der Planetenrädersätze erreicht wird und das Spiel der Untersetzung 20 effektiv verringert wird. Folglich ist die Produktausbeute der Untersetzung verbessert und ermöglicht ein hohes Untersetzungsverhältnis bei begrenztem Raum. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, kann das Untersetzungsverhältnis der Untersetzung 20:1 bis 36:1 betragen. Weiter stellt diese Ausführung Konstrukteuren eine große Ausbaukapazität bereit. Weiter kann eine im Vergleich zum Stand der Technik einfachere Struktur des Gehäuses 10 gemäß der vorliegenden Erfindung die Fertigung vereinfachen, um die Herstellungskosten zu reduzieren.
Wenn die Motorantriebswelle 13 eine Dreh-Antriebskraft ausgibt, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Dreh-Antriebskraft durch den ersten Planetengetriebesatz 30 und den zweiten Planentengetriebesatz 40 verringert und an das Antriebszahnrad 60 akkurat abgegeben. Das Antriebszahnrad 60 würde das gestufte Übertagungszahnrad 14 antreiben, zur Abgabe bzw. zum Antrieb durch die Leistungs-Antriebswelle 12, daher ist der Leistungsübertragungsverlust verringert, das Ausgabedrehmoment des Servos erhöht und die Betriebsdauer der Untersetzung 20 verlängert.
Es sollte ebenfalls bemerkt werden, dass die Anzahl der vorgenannten ersten Planetenräder und die Anzahl der vorgenannten zweiten Planetenräder nicht auf 3 beschränkt ist, ein einzelnes erstes Planetenrad und ein einzelnes zweites Planetenrad können gut funktionieren. Darüber hinaus kann die Erfindung den zweiten Planetengetriebesatz 40 weglassen und das erste Planetenrad 32 des ersten Planetenradsatzes 30 und den ersten Planetenträger 32 aktivieren und das Antriebszahnrad 60 wird direkt angetrieben.
Obwohl eine besondere Ausführungsform der Erfindung zum Zwecke der Veranschaulichung detailliert beschrieben wurde, können verschiedene Veränderungen und Verbesserungen vorgenommen werden, ohne von dem Geist und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Demgemäß sollte die Erfindung außer durch die beigefügten Ansprüche nicht beschränkt werden.

Claims

Untersetzungsgetriebe, angetrieben von einer Motorantriebswelle (13), umfassend: einen ersten Planetenradsatz (30) einschließend ein erstes Sonnenrad (31), das auf der Motorantriebswelle (13) angebracht ist, einen ersten Planetenradträger (33) und mindestens ein erstes Planetenrad (32), das drehbar mit dem ersten Planetenradträger (33) gekoppelt ist und mit dem ersten Sonnenrad (31) in Eingriff steht; ein Hohlrad (50), das den ersten Plantentenrädersatz (30) umgibt und mit dem ersten Planetenrad (32) in Eingriff steht; und ein Antriebszahnrad (60), das an dem Hohlrad (50) angebracht ist und durch den ersten Planetenträger (33) angetrieben wird.
Untersetzung gemäß Anspruch 1, wobei eine Anzahl der ersten Planetenräder (32) 3 beträgt.
Untersetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Untersetzung weiter einen zweiten Planetenrädersatz (41) einschließt, wobei der zweite Planetenrädersatz (40) ein zweites Sonnenrad (41) einschließt, das an dem ersten Planetenradträger (33) koaxial zu der Motorantriebswelle (13) angebracht ist, einen zweiten Planetenradträger (43) einschließt und mindestens ein zweites Planetenrad (42) einschließt, das drehbar mit dem zweiten Planetenradträger (43) gekoppelt ist; wobei das zweite Planetenrad (42) gleichzeitig mit dem zweiten Sonnenrad (41) und dem Hohlrad (50) in Eingriff steht.
Untersetzung gemäß Anspruch 3, wobei das Antriebszahnrad (60) an einer Seite des Hohlrades (50) und entfernt von der Motorantriebswelle (13) montiert ist; wobei das Antriebszahnrad (50) koaxial zu der Motorantriebswelle (13) ist.
Untersetzung gemäß Anspruch 4, wobei das Hohlrad (50) eine äußere Kappe (51) einschließt, und wobei das Antriebszahnrad (60) an der äußeren Kappe (51) positioniert ist.
Servo, das eine Untersetzung gemäß Anspruch 1 verwendet, umfassend ein Gehäuse (10) und eine Leistungs-Antriebswelle (12); wobei die Motorantriebswelle (13) aus dem Gehäuse (10) heraussteht; wobei die Leistungs-Antriebswelle (12) drehbar in dem Gehäuse (10) gekoppelt ist; wobei die Untersetzung zwischen der Motorantriebswelle (13) und der Leistungs-Antriebswelle (12) geschaltet ist, um eine Leistungsübertragung dazwischen bereitzustellen.
Servo gemäß Anspruch 1, weiter einschließend ein Doppelzahnrad (14), das drehbar mit dem Gehäuse (10) gekoppelt ist; wobei das Doppelzahnrad (14) ein Zahnrad (141) mit einem großen Durchmesser einschließt, das mit dem Antriebszahnrad (60) in Eingriff steht und ein Zahnrad (142) mit kleinem Durchmesser einschließt, das mit einem externen Zahnrad in Eingriff steht, das an der Leistungs-Antriebswelle (12) angeordnet ist.
Servo gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Untersetzung weiter ein zweiten Planetenrädersatz (40) einschließt, wobei der zweite Planetenrädersatz (40) ein zweites Sonnenrad (41) einschließt das an dem ersten Planetenradträger (33) koaxial zu der Motorantriebswelle (13) angebracht ist, einen zweiten Planetenradträger (43) und mindestens ein zweites Planetenrad (42) einschließt, das mit dem zweiten Planetenradträger (43) drehbar gekoppelt ist, wobei das zweite Planetenrad (42) gleichzeitig mit dem zweiten Sonnenrad (41) und dem Hohlrad (50) in Eingriff steht.
Servo gemäß Anspruch 8, wobei die Anzahl der ersten Planetenräder (32) und der zweiten Planetenräder (42) jeweils 3 beträgt.
Servo gemäß Anspruch 8, wobei das Antriebszahnrad an einer Seite des Hohlrades (50) und entfernt von der Motorantriebswelle (13) angebracht ist; wobei das Antriebszahnrad (60) koaxial zu der Motorantriebswelle (13) ist.