阅读说明：本技术 一种位置旋变外置式车轮转向机构 (Position rotary-change external wheel steering mechanism ) 是由 林云成 刘雅芳 袁宝峰 邹猛 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：一种位置旋变外置式车轮转向机构,属于深空探测领域,包括减速器组件、壳体、输出轴、外隔套、内隔套、外环调整垫片、外环压圈、轴承密封环、内环压紧垫片、L支架、旋变插针、位置旋变、旋变支架、旋变调整垫片和旋变密封环；减速器组件作为动力源输出,柔轮动力输出,柔轮带动L支架转动,同时带动旋变插针运动,壳体通过螺纹对外提供机械接口并相对固定,旋变转子运动通过控制单元实现位置测算,L支架通过螺纹孔进行动力输出,同时,L支架设有去颗粒孔结构,当L支架运动到与旋变支架干涉位置时,为其极限角度位置,对应96°。本发明为850g质量时,能实现整机65Nm额定输出。位置旋变占整机质量为3.3％。可实现±96°角度输出。(A position rotary-transformer external wheel steering mechanism belongs to the field of deep space exploration and comprises a speed reducer assembly, a shell, an output shaft, an outer spacer sleeve, an inner spacer sleeve, an outer ring adjusting gasket, an outer ring pressing ring, a bearing sealing ring, an inner ring pressing gasket, an L support, a rotary-transformer contact pin, a position rotary transformer, a rotary-transformer support, a rotary-transformer adjusting gasket and a rotary-transformer sealing ring; the speed reducer assembly is used as a power source for outputting, the flexible gear is used for outputting power, the flexible gear drives the L support to rotate and simultaneously drives the rotary variable contact pin to move, the shell is externally provided with a mechanical interface through threads and is relatively fixed, the rotary variable rotor moves to realize position measurement and calculation through the control unit, the L support is used for outputting power through a threaded hole, and meanwhile, the L support is provided with a particle removing hole structure and corresponds to 96 degrees of the limit angle position when moving to the position interfering with the rotary variable support. The invention can realize 65Nm rated output of the whole machine when the mass is 850 g. The position rotating deformation accounts for 3.3 percent of the mass of the whole machine. The output of +/-96 degrees can be realized.)

一种位置旋变外置式车轮转向机构

技术领域

本发明属于深空探测领域，具体的涉及一种适用于星球漫游车的车轮转向机构。特别是，位置旋变外置方式的轻小型车轮转向机构设计的实现。

背景技术

人类对地外资源的渴望随着科技的进步及地球资源的使用，愈加强烈，获取地外财富，成为各国研究的热点方向，目前为止，星球车均采用轮式移动系统，本专利内容应用于我国天问一号初融火星车，提供车轮转向功能。

星球漫游车车轮转向机构的设计难点在于轻量化大承载，目前空间用驱动机构的位置测量用旋转变压器多与关节一体设计，旋转变压器直径与驱动机构执行相当，旋转变压器占机构质量比较大。

发明内容

本发明的目的是为了解决旋转变压器内置式设计质量较大问题，而提供一种位置旋变外置式车轮转向机构。

一种位置旋变外置式车轮转向机构，包括减速器组件、壳体、输出轴、外隔套、内隔套、外环调整垫片、外环压圈、轴承密封环、内环压紧垫片、L支架、旋变插针、位置旋变、旋变支架、旋变调整垫片和旋变密封环；

所述减速器组件由电机、2K-H行星减速器和谐波减速器组成，为行业常识内容，非本专利技术保护点，不做赘述，减速器组件与壳体通过螺纹连接，壳体与输出轴通过配对角接触球轴承支撑安装，输出轴与减速组组件中谐波减速器柔轮连接，角接触配对角接触球轴承通过外隔套、内隔套间距支撑，外环调整垫片与外环压圈通过螺钉与壳体固定连接，轴承密封环嵌套安装在外环压圈内，轴承密封环与L支架接触形成动密封；内环压紧垫片与L支架通过螺钉与输出轴固定连接，旋变插针通过螺钉与输出轴连接，位置旋变的转子与旋变插针轴向安装，并通过旋变调整垫片进行轴向位置调整，并通过双螺母紧固，旋变密封环安装在旋变调整垫片与位置旋变之间，位置旋变的定子通过旋变支架与壳体固定连接；旋变支架通过螺钉与位置旋变的定子固定连接，通过第一凹槽与外环压圈配合进行定位，并通过螺钉与壳体的螺纹孔进行机械固定连接。

所述外隔套、内隔套宽度均为4.5mm，两者厚度差≯4μm；

外环调整垫片上预留第一旋变支架避让结构，外环压圈上预留第二旋变支架避让孔结构，通过修磨外环调整垫片厚度，使外环压圈的换面对配对的角接触球轴承在壳体内外环压紧≤5μm，或保留间隙≤10μm；

轴承密封环嵌套安装在外环压圈的凹槽内，轴承密封环与L支架接触形成动密封。

内环压紧垫片与L支架通过螺钉与输出轴固定连接，对配对角接触轴承实施预紧力，具体实施方法为，通过修磨内环压紧垫片，保证轴承内环压紧量为20μm～50μm，压紧面为L支架凸起圆环。

旋变插针通过螺钉与输出轴连接，通过调节旋变调整垫片厚度，保证位置旋变的定子与转子的轴向距离偏差≯0.1mm，同时，在旋变调整垫片的凹槽内安装旋变密封环，用于防止灰尘进入位置旋变内部。

以附图1作为车轮转向机构零位位置，减速器组件作为动力源输出，柔轮动力输出，柔轮带动L支架转动，同时带动旋变插针运动，壳体通过螺纹对外提供机械接口并相对固定，旋变转子运动通过控制单元实现位置测算，L支架通过螺纹孔进行动力输出，同时，L支架设有去颗粒孔结构，当L支架运动到与旋变支架干涉位置时，为其极限角度位置，对应96°。

本发明的有益效果：

1、当850g质量时，能实现整机65Nm额定输出。

2、位置旋变占整机质量为3.3％。

3、可实现±96°角度输出。

附图说明

图1是本发明的立体示意图；

图2是本发明的剖面图；

图3是本发明的减速器组件立体图；

图4是本发明的减速器组件剖面图；

图5是隐含旋变支架后的本发明的立体图；

图6是本发明的壳体立体图；

图7是本发明的外环调整垫片立体图；

图8是本发明的外环压圈立体图；

图9是本发明的L支架立体图；

图10是本发明的旋变插针立体图；

图11是本发明的旋变支架立体图；

图12是本发明的旋变密封环立体图；

图13是车轮转向机构96°转角图。

具体实施方式

如图1至图12所示，一种位置旋转变压器外置式车轮转向机构，包括减速器组件1、壳体2、输出轴3、外隔套4、内隔套5、外环调整垫片6、外环压圈7、轴承密封环8、内环压紧垫片9、L支架10、旋变插针11、位置旋变12、旋变支架13、旋变调整垫片14和旋变密封环15；

所述减速器组件1由电机、2K-H行星减速器和谐波减速器组成，为行业常识内容，非本专利技术保护点，不做赘述，减速器组件1与壳体2通过螺纹连接，壳体2与输出轴3通过配对角接触球轴承支撑安装，输出轴3与减速组组件1中谐波减速器柔轮连接，配对角接触球轴承通过外隔套4、内隔套5间距支撑，外环调整垫片6与外环压圈7通过螺钉与壳体2固定连接，轴承密封环8嵌套安装在外环压圈7内，轴承密封环8与L支架10接触形成动密封；内环压紧垫片9与L支架10通过螺钉与输出轴3固定连接，旋变插针11通过螺钉与输出轴3连接，位置旋变12的转子与旋变插针11轴向安装，并通过旋变调整垫片14进行轴向位置调整，并通过双螺母紧固，旋变密封环15安装在旋变调整垫片14与位置旋变12之间，位置旋变12的定子通过旋变支架13与壳体2固定连接；旋变支架13通过螺钉与位置旋变12的定子固定连接，通过第一凹槽13-1与外环压圈7配合进行定位，并通过螺钉与壳体2的螺纹孔2-2进行机械固定连接。

所述外隔套4、内隔套5宽度均为4.5mm，两者厚度差≯4μm；

外环调整垫片6上预留第一旋变支架避让结构6-1，外环压圈7上预留第二旋变支架避让孔结构7-1，通过修磨外环调整垫片6厚度，使外环压圈7的换面7-2对配对的角接触球轴承在壳体2内外环压紧≤5μm，或保留间隙≤10μm；

密封环8嵌套安装在外环压圈7的凹槽7-3内，密封环8与L支架10接触形成动密封。

内环压紧垫片9与L支架10通过螺钉与输出轴3固定连接，对配对角接触轴承实施预紧力，具体实施方法为，通过修磨内环压紧垫片9，保证轴承内环压紧量为20μm～50μm，压紧面为L支架10凸起圆环10-1。

旋变插针11通过螺钉与输出轴3连接，通过调节旋变调整垫片14厚度，保证位置旋变12的定子与转子的轴向距离偏差≯0.1mm，同时，在旋变调整垫片14的凹槽内安装旋变密封环15，用于防止灰尘进入位置旋变12内部。

以附图1作为车轮转向机构零位位置，减速器组件1作为动力源输出，柔轮动力输出，柔轮带动L支架10转动，同时带动旋变插针11运动，壳体2通过螺纹2-1对外提供机械接口并相对固定，旋变转子运动通过控制单元实现位置测算，L支架10通过螺纹孔10-2进行动力输出，同时，L支架10设有去颗粒孔结构10-3，当L支架10运动到与旋变支架13干涉位置时，为其极限角度位置，对应96°，如图13所示。

六、拟保护点

(1)位置旋变外置，旋变尺寸小，质量轻，有益于机构整机减重。

(2)可获取±96°的输出轴角度输出。