[发明专利]利用两个输出特性的行星齿轮系统、此系统的齿轮模具及其控制方法

说明书

技术领域

展示了利用两个输入特性的行星齿轮系统，其齿轮模具及其控制方法，更为详细地说，是展示了利用两个马达特性，利用具有齿轮变速效果的两个输入特性的行星齿轮系统，其齿轮模具及控制方法。

背景技术

一般来说，在设计机器人及机械系统时，选择驱动马达及减速齿轮比是很重要的。即，为了操作机器人及机械系统而选定最大速度及最大扭转力后，必须选择与其相符合的马达。但是，对于大部分机械系统的情况是，大负荷（载重）下的驱动（高扭转力）用低速，小负荷（载重）下的驱动（低扭转力）用高速操作。例如，人胳膊的动作及模仿人的机器人的胳膊的情况，跳舞的动作（在不提着重物的情况下）快速地驱动关节，提上重物后的移动是以低速驱动。

在汽车行驶时也可观察到类似情况。从静止状态中加速或是行驶在上坡路等情况，由于需要高扭转力，作为高减速齿轮就以低速行驶，而加速后或是平地行驶时，就使用低减速齿轮以高速行驶。

因此，驱动机器人及机械系统的驱动器必须是能够做高速-低扭转力运动及低速-高扭转力运动的。如果使用在高速中能够产生高扭转力的驱动器，虽然可以满足与其相同的驱动条件，但缺点是必须使用大容量马达。大容量马达的使用可成为增加系统重量及大小的因素。而且会阻碍小型系统的制造。

因此，汽车的情况，在向行驶轮胎传送引擎的回转力时，正在使用变速齿轮系统使其能够满足高速-低扭转力，低速-高扭转力的特性。并且，由于变速齿轮系统的使用能使其以高效能引擎的回转数来驱动，因此效率非常高。

但是，对于需要频繁改变驱动方向及驱动速度的机器人，依靠机械性齿轮变换的变速系统的使用事实上是非常困难的。

因此，有必要向由马达驱动的小型机器人及机械系统提供这样的变速齿轮系统，由此，可提升机器人的最大驱动扭转力及最快驱动速度，从能量角度来讲，可达到有效的驱动。

发明内容

技术上的问题

根据本发明的实施例，提供了从具有不同特性的两个驱动单元中输入得到不同的驱动力后，利用把两个驱动力合力输出的两个输出特性的行星齿轮系统，其具有的齿轮模具以及其控制方法。

另外，提供了两个输出特性相互配合后根据需要可生成出高速-低扭转力或是低速-高扭转力的输出的利用两个输入特性的行星齿轮系统，此系统具有的齿轮模具及其控制方法。

另外，提供了用于小型马达，并在小型系统中被有效采用后，能够为了减少费用及大量生产而使其容易模具化的利用两个输入特性的行星齿轮系统，此系统具有的齿轮模具及其控制方法。

课题的解决手段

根据本发明实施例的齿轮系统包括第1齿轮部；为了与上述第1齿轮部咬合运转而形成的第2齿轮部；为了与上述第1齿轮部或是第2齿轮部中至少一个咬合运转而形成的第3齿轮部；及产生驱动力的驱动源；上述第1至第3齿轮部中的两个齿轮部成为输入单元接收从上述驱动源中（发出的）不同驱动力，剩下的一个齿轮部成为输出单元输出上述由不同驱动力合成的合力。

根据本发明实施例的齿轮模具包括了传送第1驱动力的第1齿轮部，传送第2驱动部的第2齿轮部，为了与上述第1齿轮部或是上述第2齿轮部中至少一个咬合运转而形成的输出在上述第1齿轮部及上述第2齿轮部中输入的驱动力合力的第3齿轮部的齿轮模具，通过上述第3齿轮部输出向上述第1齿轮部及第2齿轮部输出的驱动力的合力。

根据本发明实施例的齿轮系统的控制方法，当上述齿轮系统在低速-高扭转力驱动时，只能使用具有上述低速-高扭转力特性的马达驱动。上述齿轮系统在低速-低扭转力驱动时，只驱动具有上述低速-低扭转力特性的马达，或同时驱动具有上述低速-高扭转力特性的马达和具有高速-低扭转力特性的马达。另外，上述齿轮系统在上述高速-低扭转力马达的最大扭转力领域中驱动的时候，最好是上述具有低速-高扭转力特性的马达和具有高速-低扭转力特性的马达提供相同的电流后使其生成相同的扭转力。

发明效果

根据本发明的实施例，齿轮系统从具有相互不同特性的两个驱动单元中输入接收到驱动力，通过把其合力输出。可根据需要提供多样的速度、扭转力配合的输出。由此收到齿轮变速的效果。

另外，两个输入特性组合后就可根据需要生产出高速-低扭转力或是低速-高扭转力的输出，即使是小型机器人也可改变输出特性使其做出随意造型。

另外，用于小型马达并在小型系统中被有效采用后，为了减少费用及大量生产的模具化是比较容易的。

另外，根据使用马达的大小及重量可增加最大速度及最大扭转力，并且由于能够根据马达的负重来调节能量的使用，因此能源效率也将提高。