[實用新型]采用壓電直線電機的插齒傳動機構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320542380.2
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN203516635U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 李朝東;王越;官雄明;蔡宇翔;劉剛長
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: F16H27/02
• 分類號: F16H27/02;H02K7/10
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本實用新型涉及一種機械傳動機構，特別一種重量輕傳動比大的步進式傳動機構，具體是一種采用壓電直線電機的插齒傳動機構。

背景技術

壓電直線電機具有推力重量比大、非磁、斷電自鎖等優(yōu)點。但相比電磁電機加絲桿傳動系統(tǒng)，其推力較小，應用場合受到很大限制。本實用新型的目的在于保留壓電直線電機體積小、重量輕優(yōu)點的同時，通過插齒傳動機構放大壓電直線電機的推力，以實現(xiàn)平動或轉動傳動機構的輕量化。

現(xiàn)有利用壓電直線電機的轉動機構是用該類型電機驅(qū)動端通過摩擦驅(qū)動輪盤外圓表面而轉動的。該方案需要很大的預壓力，對輪盤外表面的同軸性和表面加工要求很高，驅(qū)動力矩不大。

實用新型內(nèi)容

本實用新型目的在于針對已有技術存在的缺陷，提供一種采用壓電直線電機的插齒傳動機構，實現(xiàn)重量輕、傳動比大、步進式、無需制動、雙向運動的壓電直線電機驅(qū)動的平動或轉動傳動。在保留壓電直線電機優(yōu)點的同時，成倍提高其輸出推力。

本實用新型由三個一組的交錯布置的壓電直線電機驅(qū)動的插齒和分布有等距銷軸從動件組成。插齒按等時間相位差依次輪流做等幅往復運動，順序撥動從動件上的銷軸，使從動件步進式向前或向后運動。根據(jù)銷軸的排列方向，從動件可以是直線運動，也可以是圓周運動或弧線運動。

本實用新型的工作原理是插齒傳動裝置由三個一組的交錯布置的壓電直線電機驅(qū)動的插齒和分布有等距銷軸從動件組成。插齒按等時間相位差依次輪流做等幅往復運動，順序撥動從動件上的銷軸，是從動件步進式向前或向后運動。此插齒傳動裝置插齒運動時三個步長為一個周期。

所述的插齒是三個一組，齒寬為2d，齒間距為d，齒尖為銳角的等腰三角形。三個插齒由高到低重疊排列，依次做等幅往復運動驅(qū)動銷軸組轉動；所述的銷軸組排列成直線或圓周，銷軸外徑為d，中心矩為3d。

所述的插齒組的三個插齒分別由三個壓電直線電機驅(qū)動，安裝在相對靜止件上。

所述的銷軸組等距排列，安裝在從動件上。從動件可以是繞固定軸線轉動的轉臺，也可以是由直線導軌導向的滑臺。

所述的插齒傳動機構利用插齒小于45°的銳角可以放大壓電直線電機的推力。斜面效應使超聲電機推力倍增，放大電機推力。

所述的插齒傳動機構放大轉動機構的轉動力臂可以放大傳動比，同時也放大壓電直線電機的推力。增大轉輪直徑，增大動力臂，有效放大輸出力矩。

根據(jù)上述實用新型構思，本實用新型采用下述技術方案：

一種采用采用壓電直線電機的插齒傳動機構。它包括壓電直線電機和從動件，所述從動件上分布有等距的銷軸，所述壓電直線電機以三個一組的交錯平行布置在相對靜止件上，每個壓電直線電機通過連桿連接一個插齒，插齒與從動件之間的相對位置應使插齒的齒尖可觸動等距分布的銷軸。

所述插齒的齒寬為2d，齒間距為d，齒尖為銳角的等腰三角形；銷軸排列成直線或圓形或圓弧形，銷軸外徑為d，中心矩為3d。

所述從動件是繞固定軸線轉動的轉臺，或者是由直線導軌導向的滑臺。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點：

1．插齒傳動機構結構簡單，整體重量輕，制造成本低。插齒的斜面效應使超聲電機推力倍增，放大電機推力。同時壓電直線超聲電機具有體積小，質(zhì)量輕，厚度薄，低噪聲，無電磁干擾等優(yōu)點。所以壓電超聲電機驅(qū)動的插齒傳動機構整體結構簡單，整體重量輕，制造成本低。

2．壓電直線超聲電機有許多優(yōu)于電磁電機的特點。壓電直線超聲電機是輕量化、大行程往復運動，響應快、控制方便的新型電機。其推力重量比比傳統(tǒng)電機大一個數(shù)量級以上，且其具有體積小，質(zhì)量輕，厚度薄，低噪聲，無電磁干擾等優(yōu)點。

3．插齒停止運動時保持原位不消耗電力，斷電時可以自鎖，無需制動器，運動平穩(wěn)。三個插齒依次往復運動，三個步長為一個周期。一個周期結束，插齒正好與下一個銷軸嚙合，所以斷電是可以自鎖，無需制動器。

4．插齒傳動機構動作靈活可靠，易于控制，可以精確步進。壓電直線超聲電機是響應快、控制方便的新型電機。電機控制插齒的等幅往復運動，是插齒動作靈活可靠，易于控制。

附圖說明

圖1是本實用新型的原理結構示意圖。圖2為圖1的側視圖。

圖3為銷軸和插齒尺寸示意圖。

圖4為插齒運動分解圖。

圖5為減小頂角前后力示意圖。

圖6為增大動力臂示意圖。

圖7為具體實施例翻爬格架裝置的原理示意簡圖。

圖8為具體實施例翻爬格架裝置的結構示意圖。