[發明專利]一種抗軸向載荷的無回差扭矩輸出球鉸驅動機構

無效

• 申請號: 200910092300.6
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN101640446A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 王巍;于文鵬;李宗良;李雄峰;宗光華
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H02K7/10
• 分類號: H02K7/10
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

1.一種抗軸向載荷的無回差扭矩輸出球鉸驅動機構，其特征在于：該球鉸驅動機構包括伺服直流電機(1)、電機軸聯接塊(2)、十字交叉滑塊(3)、球鉸關節外環(4)、輸出軸(5)、電機緊固螺釘(6)、電機安裝座(7)、壓邊圈緊固螺釘(8)、壓邊圈(9)、球鉸關節內環(10)、第一角接觸球軸承(11)、第二角接觸球軸承(12)、軸承外擋圈(13)、輸出軸緊固螺母(14)；

電機軸聯接塊(2)上設有A通孔(2a)和徑向卡槽(2b)；該A通孔(2a)用于實現電機軸聯接塊(2)連接在伺服直流電機(1)的電機軸(1a)上；徑向卡槽(2b)用于放置十字交叉滑塊(3)上的徑向筋(3a)；該電機軸聯接塊(2)置于電機安裝座(7)的空腔(7b)內；

十字交叉滑塊(3)的一端設有徑向筋(3a)，十字交叉滑塊(3)的另一端設有軸向卡槽(3b)；徑向筋(3a)置于電機軸聯接塊(2)的徑向卡槽(2b)內，軸向卡槽(3b)內活動安裝有輸出軸(5)一端的軸向筋(5a)；該十字交叉滑塊(3)置于電機安裝座(7)的空腔(7b)內；十字交叉滑塊(3)浮動安裝在電機軸聯接塊(2)與輸出軸(5)之間；

球鉸關節外環(4)的外部為關節外環定位面(4a)，球鉸關節外環(4)的內部為關節外環球面(4b)；球鉸關節外環(4)置于電機安裝座(7)的關節外環安裝孔(7e)內，且關節外環定位面(4a)與電機安裝座(7)的關節外環安裝孔(7e)相配合，通過壓邊圈(9)將球鉸關節外環(4)與電機安裝座(7)壓緊；關節外環球面(4b)與球鉸關節內環(10)的關節內環球面(10a)相配合，通過緊固螺母(14)將球鉸關節內環(10)與球鉸關節外環(4)進行壓緊；

輸出軸(5)為階梯軸，輸出軸(5)從一端至另一端順次設有軸向筋(5a)、軸承擋環(5c)、外螺紋(5d)和鍵槽(5b)，軸向筋(5a)設在輸出軸(5)的一端端部，軸向筋(5a)活動安裝在十字交叉滑塊(3)的軸向卡槽(3b)內，鍵槽(5b)設在輸出軸(5)的另一端端部；軸承擋環(5c)與外螺紋(5d)之間套接有第一角接觸球軸承(11)、第二角接觸球軸承(12)和軸承外擋圈(13)，并用緊固螺母(14)連接在外螺紋(5d)上；

電機安裝座(7)的前端(7j)設有四個凸臺(7f)和四個沉槽(7g)，每個凸臺(7f)上設有B螺紋孔(7d)，每個沉槽(7g)上設有A螺紋孔(7c)，該A螺紋孔(7c)與B通孔(9b)配合，應用壓邊圈緊固螺釘(8)實現將壓邊圈(9)安裝在電機安裝座(7)的前端(7j)；電機安裝座(7)的后端(7k)設有定位孔(7a)，該定位孔(7a)用于伺服直流電機(1)的電機軸(1a)通過，伺服直流電機(1)的機殼通過螺釘安裝在電機安裝面(7h)上；電機安裝座(7)內開有關節外環安裝孔(7e)和空腔(7b)，關節外環安裝孔(7e)內放置有球鉸關節外環(4)，空腔(7b)內放置電機軸聯接塊(2)、十字交叉滑塊(3)和輸出軸(5)的徑向筋(5a)；

壓邊圈(9)上設有四個卡榫(9a)，每個卡榫(9a)上設有B通孔(9b)，壓邊圈(9)上的四個卡榫(9a)分別卡合在電機安裝座(7)的四個沉槽(7g)內，并通過壓邊圈緊固螺釘(8)穿過卡榫(9a)上的B通孔(9b)后螺紋連接在沉槽(7g)內的A螺紋孔(7c)上；

球鉸關節內環(10)的外部為關節內環球面(10a)，球鉸關節內環(10)的內部為軸承安裝孔(10b)，該軸承安裝孔(10b)的壁上設有內螺紋(10c)，該內螺紋(10c)與軸承外擋圈(13)上的外螺紋配合，實現軸承外擋圈(13)安裝在球鉸關節內環(10)上；軸承安裝孔(10b)內放置有第一角接觸球軸承(11)、第二角接觸球軸承(12)和軸承外擋圈(13)；

當伺服直流電機(1)啟動后，電機軸(1a)帶動電機軸聯接塊(2)繞電機軸旋轉軸線旋轉，依次帶動十字交叉滑塊(3)、輸出軸(5)轉動；當輸出軸(5)承受軸向載荷時，軸向載荷通過第一角接觸球軸承(11)、第二角接觸球軸承(12)、球鉸關節內環(10)、球鉸關節外環(4)傳遞至電機安裝座(7)；十字交叉滑塊(3)始終承受純扭矩，且在軸向和徑向具有一定的游動空間，容許十字交叉滑塊(3)在輸出軸(5)和電機軸聯接塊(2)之間游動；當輸出軸(5)繞球鉸關節內環(10)的關節內環球面(10a)偏擺時，十字交叉滑塊(3)的徑向筋(3a)可在電機軸聯接塊(2)的徑向卡槽(2b)中擺動，軸向筋(5a)可在十字交叉滑塊(3)的軸向卡槽(3b)中擺動，以補償輸出軸(5)偏擺時產生的軸向和徑向誤差，而不產生附加載荷。