一种新型小体积的力矩输出轴

文档序号:338605 发布日期:2021-12-03 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种新型小体积的力矩输出轴 (Novel small-size torque output shaft ) 是由 任梦晴 王晓卿 郭志 王飞 程扬 于 2021-08-25 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种新型小体积的力矩输出轴,涉及力矩输出轴技术领域,包括基座体,所述基座体的外部安装有位置传感器,所述角接触球轴承安装在基座体的内部,且角接触球轴承的内侧安装有旋转蜗轮轴,所述电机组件安装在基座体的外部右侧,且电机组件的内部上方安设有编码器,所述编码器的底部电性连接有直流电机,所述直流电机的底部安装有第一传动齿轮,且第一传动齿轮的左侧配合安装有第二传动齿轮。本发明中,设置有基座体、角接触球轴承、旋转蜗轮轴以及传动蜗轮,力矩输出轴的外壳采用基座体,将所有零部件都安装在基座体上,使得整体的集成度大大提高,并且还能够减小力矩输出轴的外形尺寸。(The invention discloses a novel small-size torque output shaft, which relates to the technical field of torque output shafts and comprises a base body, wherein a position sensor is arranged outside the base body, an angular contact ball bearing is arranged inside the base body, a rotary worm gear shaft is arranged on the inner side of the angular contact ball bearing, a motor assembly is arranged on the right side of the outside of the base body, an encoder is arranged above the inside of the motor assembly, the bottom of the encoder is electrically connected with a direct current motor, a first transmission gear is arranged at the bottom of the direct current motor, and a second transmission gear is arranged on the left side of the first transmission gear in a matched mode. According to the invention, the base body, the angular contact ball bearing, the rotary worm gear shaft and the transmission worm gear are arranged, the base body is adopted by the shell of the torque output shaft, and all parts are arranged on the base body, so that the integral integration degree is greatly improved, and the overall dimension of the torque output shaft can be reduced.)

一种新型小体积的力矩输出轴

技术领域

本发明涉及力矩输出轴技术领域,尤其涉及一种新型小体积的力矩输出轴。

背景技术

对于需要旋转工作的转台、转位机构等旋转标定产品,使用力矩电机和旋转轴系组合作为力矩输出轴,得到精确的角位置、角速率等指标,这种通过电机直接驱动旋转轴的形式可以保证旋转的角度、速度、加速度闭环,具有较强的功能性,但该形式存在功耗大、输出力矩较小、体积较大等问题,为此我们提出一种新型小体积的力矩输出轴。

现有的力矩输出轴通常需要连接各种元器件来实现不同的功能效果,集成度较低,导致力矩输出轴的整体体积变得越来越大,使用起来较为麻烦。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的力矩输出轴通常需要连接各种元器件来实现不同的功能效果,集成度较低,导致力矩输出轴的整体体积变得越来越大,使用起来较为麻烦的缺点,而提出的一种新型小体积的力矩输出轴。

为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

一种新型小体积的力矩输出轴,包括:

基座体,所述基座体的外部安装有位置传感器;

角接触球轴承,所述角接触球轴承安装在基座体的内部,且角接触球轴承的内侧安装有旋转蜗轮轴;

所述新型小体积的力矩输出轴还包括电机组件,所述电机组件安装在基座体的外部右侧,且电机组件的内部上方安设有编码器,所述编码器的底部电性连接有直流电机,所述直流电机的底部安装有第一传动齿轮,且第一传动齿轮的左侧配合安装有第二传动齿轮,所述第二传动齿轮的背部连接有传动蜗轮。

优选的,所述旋转蜗轮轴的外部安装有位置反馈,且位置反馈与旋转蜗轮轴之间连接有螺钉。

优选的,所述旋转蜗轮轴与基座体之间通过角接触球轴承构成旋转结构,且旋转蜗轮轴的外壁与角接触球轴承的内壁贴合紧密。

优选的,所述角接触球轴承与旋转蜗轮轴采用小过盈配合,并在安装时施加预紧力。

优选的,所述第一传动齿轮与第二传动齿轮之间配合形成齿轮副,且第一传动齿轮与第二传动齿轮采用消隙结构。

优选的,所述传动蜗轮与旋转蜗轮轴配合形成蜗轮蜗杆副,且旋转蜗轮轴做成两片,并且中间通过一根弹簧进行连接。

优选的,直流电机为直流空心杯电机,体积小,转化效率高,所述编码器的规格为高精度绝对式。

优选的,所述位置传感器为对射式光电开关,并且角度重复性不大于2″。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

1、本发明中,设置有基座体、角接触球轴承、旋转蜗轮轴以及传动蜗轮,力矩输出轴的外壳采用基座体,将所有零部件都安装在基座体上,使得整体的集成度大大提高,并且还能够减小力矩输出轴的外形尺寸。

2、本发明中,设置有直流电机、第一传动齿轮、第二传动齿轮以及传动蜗轮,直流电机输出力矩通过第一传动齿轮以及第二传动齿轮形成两级传动,能够对力矩进行放大,还能够在获得大力矩时减小功效。

3、本发明中,设置有编码器、直流电机以及旋转蜗轮轴,旋转蜗轮轴做成两片,两片蜗轮中间通过一根弹簧进行连接形成消隙结构,消隙结构以及编码器的加入,可以提供为输出轴提供高精度角位置和角速率。

附图说明

图1为本发明中整体正面结构示意图;

图2为本发明中整体内部结构示意图;

图3为本发明中整体后面结构示意图;

图4为本发明中电机组件内部结构示意图。

图例说明:

1、基座体;2、第二传动齿轮;3、第一传动齿轮;4、电机组件;5、角接触球轴承;6、螺钉;7、旋转蜗轮轴;8、传动蜗轮;9、位置传感器;10、位置反馈;11、编码器;12、直流电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

参照图1-4,一种新型小体积的力矩输出轴,包括基座体1、第二传动齿轮2、第一传动齿轮3、电机组件4、角接触球轴承5、螺钉6、旋转蜗轮轴7、传动蜗轮8、位置传感器9、位置反馈10、编码器11和直流电机12,基座体1的外部安装有位置传感器9,位置传感器9为对射式光电开关,并且角度重复性不大于2″,角接触球轴承5安装在基座体1的内部,且角接触球轴承5的内侧安装有旋转蜗轮轴7,角接触球轴承5与旋转蜗轮轴7采用小过盈配合,并在安装时施加预紧力,过盈配合确保旋转蜗轮轴7与角接触球轴承5之间连接的稳固性,旋转蜗轮轴7与基座体1之间通过角接触球轴承5构成旋转结构,且旋转蜗轮轴7的外壁与角接触球轴承5的内壁贴合紧密,旋转结构确保旋转蜗轮轴7能够绕着角接触球轴承5转动,贴合紧密确保旋转蜗轮轴7转动过程中不会出现打滑的现象,电机组件4安装在基座体1的外部右侧,且电机组件4的内部上方安设有编码器11,编码器11的底部电性连接有直流电机12,直流电机12为直流空心杯电机,体积小,转化效率高,编码器11的规格为高精度绝对式,直流电机12的底部安装有第一传动齿轮3,且第一传动齿轮3的左侧配合安装有第二传动齿轮2,第一传动齿轮3与第二传动齿轮2之间配合形成齿轮副,且第一传动齿轮3与第二传动齿轮2采用消隙结构,第一传动齿轮3转动过程中能够通过与第二传动齿轮2啮合带动第二传动齿轮2转动,消隙结构能够有效增大齿面间的背隙值,确保第一传动齿轮3与第二传动齿轮2在转动过程中不会因为热膨胀而抱死,同时也能够为润滑留一定的空间,第二传动齿轮2的背部连接有传动蜗轮8,传动蜗轮8与旋转蜗轮轴7配合形成蜗轮蜗杆副,且旋转蜗轮轴7做成两片,并且中间通过一根弹簧进行连接,传动蜗轮8转动过程中能够通过啮合带动旋转蜗轮轴7转动,旋转蜗轮轴7的外部安装有位置反馈10,且位置反馈10与旋转蜗轮轴7之间连接有螺钉6,通过螺钉6能够将位置反馈10固定在旋转蜗轮轴7上。

工作原理:当产品需要精确的角度位置时,电机组件4加载启动电压,带动直流电机12转动,进而驱动第一传动齿轮3转动,通过第一传动齿轮3和第二传动齿轮2配合形成的齿轮副,以及传动蜗轮8和旋转蜗轮轴7配合形成的蜗轮蜗杆副带动旋转蜗轮轴7转动,旋转蜗轮轴7与产品连接在一起,带动产品旋转,当位置反馈10触发位置传感器9时,产品旋转到达零度位置,而后电机组件4继续使直流电机12旋转,同时从零度位置开始电机组件4的编码器11开始测量计数,通过控制编码器11的计数对旋转蜗轮轴7带动产品旋转的角度进行闭环控制,当编码器11的计数达到设定的角度值时,电机组件4内部的直流电机12停止转动,旋转蜗轮轴7带动产品旋转到指定角度位置,由于编码器11采用高位数,电机组件4传动到旋转蜗轮轴7通过了两级消隙传动减速,因此单位角度内编码器11可以细分到角秒级,通过控制电机组件4的编码器11可以使旋转蜗轮轴7得到很高的角度重复性和角度精度,当产品需要精确平稳的速率精度时,电机组件4加载启动电压,驱动第一传动齿轮3转动,通过第一传动齿轮3和第二传动齿轮2配合形成的齿轮副,以及传动蜗轮8和旋转蜗轮轴7配合形成的蜗轮蜗杆副带动旋转蜗轮轴7转动,旋转蜗轮轴7与产品连接在一起,带动产品旋转,通过控制编码器11的计数对旋转蜗轮轴7带动产品旋转的角度进行闭环控制,当编码器11的计数在单位时间内达到设定的角度值时,旋转蜗轮轴7带动产品以指定角度速率进行旋转,由于编码器11采用高位数,电机组件4传动到旋转蜗轮轴7通过了两级消隙传动减速,因此单位角度内编码器11可以细分到角秒级,通过控制电机组件4的编码器11可以使旋转蜗轮轴7得到很高的角度速率精度。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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