[实用新型]一种微小型高精度间接驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种间接驱动装置，是一种传动精度非常高、传动力矩大的微小型高精度间接驱动装置。

背景技术

目前，国内外在高精度间接驱动领域都使用大型的减速机组件，不仅传动间隙大，体积庞大，重量重，效率低，精度低，这限制了间接驱动运动轴系在狭小空间的使用，在一些对装置的体积、重量与精度有要求的使用场合，就无法满足要求，特别是在无人机光电设备稳定用的微小型稳定平台、机器人行业、医疗器械行业以及小型精密仪器行业无法使用。

实用新型内容

本实用新型其目的就在于克服以上缺陷而提供一种微小型高精度间接驱动装置，间接驱动装置弥补了大型减速机的缺陷，满足狭小空间使用要求，解决狭小空间场合实现大力矩、高精度的驱动控制问题。

本实用新型为了实现上述目的而采取的技术方案，包括主轴、壳体、支撑轴承、增矩组件、伺服电机，伺服电机的主轴插入增矩组件中的凸轮孔采用过盈配合相连，增距组件的柔性齿轮与主轴的端面通过螺钉相连，支撑轴承与壳体通过螺钉相连，增矩机构由凸轮、柔性轴承、柔性齿轮、刚性内齿轮组成，柔性齿轮通过柔性轴承与凸轮相连接，柔性齿轮与刚性内齿轮相啮合。

该装置采用间接驱动的高精度运动轴系，使用了增矩机构和伺服电机，形成高精度间接驱动装置。增矩机构利用了平均效应理论和谐波传动原理，是由刚轮、柔轮等组成，刚轮连接输出端，柔轮则通过输入轴与动力源相连接。柔轮是非常关键的零件，材料采用65Mn，在传动时产生一定的弹性变形，可使啮合的齿数占总齿数的30％左右，且齿与齿之间间隙非常小。整个增距机构体积小于Φ30mm ×28mm，增距比大于1:64，重量小于80g，传动精度优于3″。伺服电机采用盘式设计的直流无刷伺服电机，自带霍尔换向传感器和2500线的编码器，体积为Φ35mm×32mm，其盘式设计特别适合空间狭小的应用，且无需额外的测角元件自身可实现角度测量。

本实用新型优点是：体积非常小、重量轻、传动力矩大、传动间隙接近为零。适用范围非常广，可适用于无人机光电设备稳定用的微小型稳定平台、机器人行业、医疗器械行业以及小型精密仪器行业等。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型整体外形图；

图3为本实用新型增距机构组成图；

图4本实用新型盘式直流无刷伺服电机外形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，微小型高精度间接驱动装置由主轴1、壳体2、支撑轴承3、增矩组件4、伺服电机5组成。伺服电机5与增矩组件4采用轴孔过盈配合相连，增距组件4与主轴1通过螺钉相连，支撑轴承3与壳体2通过螺钉相连，起到支撑整个装置的作用，装置的整体外形如图2所示。整个装置的运动过程是：伺服电机带动增距机构旋转，增距机构带动主轴旋转，进而驱动与主轴相连的负载运动。

如图3所示，增矩机构由凸轮6、柔性轴承7、柔性齿轮8、刚性内齿轮9组成。增矩机构使用了平均效应原理，设计时使其柔轮更具柔韧性，因其柔轮在传动时可以产生弹性变形，使其啮合的齿数增多，传递扭矩的同时啮合的齿数多,一般啮合齿数可占总齿数的30％左右，而且可以进行齿与齿之间无间隙啮合，使其传动精度非常高。而传统的减速机传动时只有一对齿进行啮合，还不能进行齿与齿之间无间隙啮合，即使是非常精密的减速机，其传动精度（回程误差）也有2′，这是其传动原理决定了它的传动误差的量值，突破难度大。本增距机构在理论上决定了其传动误差可以无限接近零，由于材料、工艺、加工等技术的限制，该增矩机构还是存在回差，但传动精度可以控制在3″以下。此外，增矩机构的结构比减速机要简单，零件数量也少很多，但因为增矩机构传动轮之间的接触为面接触，而齿面上的比压小，因而承载能力更高，在相同扭矩传动的要求下，增矩机构的体积与重量仅为精密减速机的十几分之一甚至更低。

电机采用盘式设计的直流无刷伺服电机，自带霍尔换向传感器和2500线的编码器，体积为Φ35mm×32mm，其盘式设计特别适合空间狭小的应用，且无需额外的测角元件自身可实现角度测量。