CN101176248A - 多驱动电机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种多驱动电机，与以往电机相比可根据设计简单地制造并可减小由到旋转轴的齿轮接合所导致的齿隙。包括具有内齿齿轮的转子(101)、使与内齿齿轮内啮合的驱动齿轮(102)旋转并使转子(101)旋转的多个单元电机(11～14)、以及可旋转地固定转子(101)的同时固定单元电机(11～14)的固定法兰(103)，用固定法兰(103)和对置的外环法兰(105)夹持轴承(104)，用转子(101)和对置的内环法兰(106)夹持轴承(104)，转子(101)相对于固定法兰(103)被可旋转地固定。具有外环法兰(105)被螺钉(107)固定于固定法兰(103)，内环法兰(106)被螺钉(108)固定于转子(101)的构成。

Description

多驱动电机

技术领域

本发明涉及用多个电机旋转一个转子的多驱动电机。

背景技术

近年来，如在搬运装置、无人驾驶搬运车AGV(Autonomous GuidedVehicle)、机器人等方面的利用那样，电机的用途变得多样化，且不断出现各种新的用途。以往，从驱动力的传递的观点出发，已知有直接向负荷传递驱动力的DD(Direct Drive)电机、以及用由齿轮等构成的减速器调节后，再向负荷传递驱动力的电机(以下，称带减速器的电机)。

DD电机由于直接向负荷传递驱动力，所以可获得高旋转速度，并且适用于需要进行工业用机器人等高位置控制的用途。另一方面，由于旋转方式的DD电机不能灵活地进行驱动特性的变更，所以开发了所谓的直线方式的电机等(例如，参照专利文献1)。图4是表示以往的直线方式的DD电机的一个构成例子。

在图4所示的构成中，外周的壳体1与装于其上的磁力线圈2构成定子，形成了磁铁3的圆筒框体4构成转子，转子借助轴承5被可旋转地安装在壳体1上。如此构成的电机被用于照相机镜头的旋转等，且镜头等成为负荷的部件6被安装在转子的内侧。

另一方面，带减速器的电机由于用减速器调节后，再向负荷传递驱动力，所以获得对应于负荷的驱动特性相对容易。具体来讲，带减速器的电机可较容易地降低速度提高转矩，其结果，对于向传送带用等的电机附加大负荷的用途，也可根据负荷来进行较为灵活的应对。

近年来，伴随电机的用途的多样化，对于可无刷使用的电机、设置第二旋转轴的构成的电机等的需求也有所增加。作为对应于这样的需要的电机，开发了在包含旋转轴的区域具有开口的构造的电机。并且，已明确地知道如果可加大该开口，则可进一步扩大用途。

专利文献1：日本特开2005-202316号公报

但是，在以往的直线方式的电机中，除了多数情况所使用的部件特殊且获得需要时间、费用等问题之外，还存在向相同的直线方式但不同设计的电机的转用通常较为困难的问题。其结果，简单地制造电机和灵活地应对设计变更则较为困难，且导致制造期间的长期化、以及成本上升。

另外，以往的带减速器的电机由于在变速器上使用一个以上的齿轮，所以存在接合的齿轮之间的游隙导致的所谓齿隙较大的问题。减速器的齿轮由于被大转矩驱动，所以一般需要加厚来保持机械强度。其结果，制造在包含旋转轴的区域具有开口且齿隙较小的带减速器的电机极其需要时间，或成本很高。

发明内容

鉴于以上情况，本发明的目的在于提供与以往电机相比，可根据设计简单地进行制造，并且可减小由于到旋转轴为止的齿轮的接合所导致的齿隙的多驱动电机。

为了解决上述课题，本发明提供以下构成。

技术方案1的发明，其特征在于，包括：具有内齿齿轮的转子、具有与上述内齿齿轮内啮合的驱动齿轮，且使上述驱动齿轮旋转并使上述转子旋转的多个单元电机、以及可旋转地固定上述转子的同时固定上述各单元电机的固定法兰(flange)。

技术方案2的发明，其特征在于，在技术方案1的多驱动电机中，上述固定法兰在包含上述内齿齿轮的旋转轴的区域具有开口。

技术方案3的发明，其特征在于，在技术方案1或2的多驱动电机中，上述各单元电机被固定在上述固定法兰的同一个面上。

技术方案4的发明，其特征在于，在技术方案1至3的任意一项的多驱动电机中，上述开口是内径50mm以上的圆或将该圆内切的多角形。

技术方案5的发明，其特征在于，在技术方案1至4的任意一项的多驱动电机中，上述各单元电机以轴的位置相对于上述内齿齿轮的旋转轴为旋转对称的方式而配置。

技术方案6的发明，其特征在于，在技术方案1至5的任意一项的多驱动电机中，上述单元电机的总数为四个。

技术方案7的发明，其特征在于，在技术方案1至6的任意一项的多驱动电机中，上述各单元电机为感应电机。

技术方案8的发明，其特征在于，在技术方案7的多驱动电机中，上述各单元电机被进行转矩控制或被进行速度控制。

根据技术方案1涉及的发明，由于包括具有内齿齿轮的转子、具有与内齿齿轮内啮合的驱动齿轮，且使驱动齿轮旋转并使转子旋转的多个单元电机、以及可旋转地固定转子的同时固定各单元电机的固定法兰，所以可使用容易获得的部件来容易地分散负荷的同时，由此可降低内齿齿轮的齿距，从而与以往的电机相比，可以实现可根据设计而简单地进行制造的同时，可减小由于到旋转轴为止的齿轮接合所导致的齿隙的多驱动电机。

根据技术方案2涉及的发明，由于除上述技术方案1的效果之外，固定法兰在包含内齿齿轮的旋转轴的区域具有开口，所以可容易地实现无刷化、双重旋转机构等的用途多样化的应对。

根据技术方案3涉及的发明，由于除上述技术方案1或2的效果之外，各单元电机被固定在上述固定法兰的同一个面上，所以，可灵活地应对单元电机的个数的变更、尺寸的变更等设计。

根据技术方案4涉及的发明，由于除上述技术方案1至3的任意一项的效果之外，上述开口是内径50mm以上的圆或将该圆内切的多角形，所以可更容易地实现应对用途的多样性。

根据技术方案5涉及的发明，由于除上述技术方案1至4的任意一项的效果之外，各单元电机以轴的位置相对于内齿齿轮的旋转轴为旋转对称的方式而配置，所以可均匀地分散负荷，从而可进一步降低齿隙等。

根据技术方案6涉及的发明，由于除上述技术方案1至5的任意一项的效果之外，上述单元电机的总数为四个，所以可紧凑地构成多驱动电机的同时，确保相对大的开口。

根据技术方案7涉及的发明，由于除上述技术方案1至6的任意一项的效果之外，各单元电机为感应电机，所以可采用非常容易获得且廉价的电机来构成。

根据技术方案8涉及的发明，由于除上述技术方案1至7的任意一项的效果之外，各单元电机被进行转矩控制或被进行速度控制，所以可将电机的控制设为控制驱动电流等的极为简单的控制。

附图说明

图1是概略地表示基于本发明的多驱动电机的一实施方式的俯视图及侧视图。

图2是表示基于本发明的多驱动电机持有并举起提包的状态的主视图。

图3是用于说明多驱动电机的驱动和控制的图。

图4是表示以往的直线方式的DD电机的一个构成例的模式图。

符号说明：

1...壳体，2...磁力线圈，3...磁铁，4...圆筒框体，5...轴承，6...镜头等成为负荷的部件，11～14、21～23、31～36...单元电机，101...转子，102...驱动齿轮，103...固定法兰，104...轴承，105...外环法兰，106...内环法兰，107、108、111、112...螺钉，109...单元电机的轴，110...固定部，113...连接端子，121...控制部，131～134...D/A转换器，141～144...放大器，151～154...A/D转换器，H1...贯通孔，H2...开口，S1～S2...螺孔。

具体实施方式

以下，参照表示实施例的附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是模式地表示本发明的多驱动电机的一个实施例的图。图1中(a)是主视图，图1中(b)是侧视图，图1中(c)是后视图。如图1所示，多驱动电机包括：具有内齿齿轮的转子101、使与内齿齿轮内啮合的驱动齿轮102旋转并使转子101旋转的多个单元电机11～14、以及可旋转地固定转子101的同时固定单元电机11～14的固定法兰103。

在此，固定法兰103借助轴承104可旋转地固定转子101。具体而言，用固定法兰103和对置的外环法兰105夹持轴承104，用转子101和对置的内环法兰106夹持轴承104，转子101相对于固定法兰103被可旋转地固定。外环法兰105被螺钉107固定在固定法兰103，内环法兰106被螺钉108固定在转子101。

此外，固定法兰103固定单元电机11～14，从而使单元电机11～14的轴109位于以内齿齿轮的旋转轴(以下简称旋转轴)为中心的另一面的圆周上。具体来讲，单元电机11的壳体部的设置于轴109的前端侧的固定部110，在四各部位，被螺钉111和设置于固定法兰103的螺孔S1固定于固定法兰103。螺孔S2是对应于上述螺孔S1的孔，是为了用螺钉112将单元电机12固定在固定法兰103而设置的。采用多个单元电机驱动转子，可分散负荷，从而可减轻附加在内齿齿轮的齿上的转矩。其结果，可缩小内齿齿轮的齿距，从而可减少齿隙。

多驱动电机借助设置于固定法兰103的外周附近的贯通孔H1，例如被螺钉固定于具有作为旋转对象的负荷的装置上，成为负荷的部件、装置等借助设置于转子101的螺孔S3，被螺钉固定于转子101。

由于可对应用途的多样化，所以优选固定法兰在被单元电机包围了的区域具有开口。图1所示的开口H2虽具有圆形的形状，但开口的形状也可是多角形。另外，开口也可是以旋转轴为中心的方式而设置的。另外，由于可进一步对应用途的多样化，所以优选当开口具有圆形的形状时，内径为50mm以上、70mm以上等。具体而言，在机器人等的用途中，例如，在关节部等处设置双重旋转机构，以及使信号线、电源线等电气布线以无刷方式通过旋转机构所处的部分的情况较多，所以特别优选固定法兰103具有较大开口。在图1所示的例子中，通过设置在开口H2周围的四个螺孔S4，可在固定法兰103上安装与单元电机11～14相同规模的电机。在不设置电机时，很明显，可以无刷方式使信号线、电源线等电气布线通过。

以轴109的位置对于旋转轴成为旋转对称的方式，配置单元电机11～14，可均匀地分散施加在单元电机11～14的负荷，且可进一步降低齿隙。在图1所示的构成中，以轴109成为四次对称的方式配置有四个单元电机11～14。这种情况，由于可紧凑地构成多驱动电机且可确保相对大的开口，所以是优选的。但是，单元电机的个数可根据设计进行变更，也可是四个以外的其他个数。图2是表示单元电机的其他的配置例子的图。图2表示了三个单元电机21～23、以及六个单元电机31～36以轴的配置对于旋转轴成为旋转对称的方式而配置的例子。

以下，参照附图，对本发明的多驱动电机的动作进行说明。图3是用于说明多驱动电机的驱动和控制的图。在多驱动电机上，例如，如图3所示，配置有输入操作且进行控制的控制部121、将由控制部121输出的数字信号Sd1～Sd4转换成模拟型号的D/A转换器131～134、放大所转换的模拟信号并作为驱动电流向单元电机11’～14’输出的放大器141～144、由位置传感器和速度传感器等构成的检测单元电机11’～14’的旋转状态的未图示的单元电机传感器、以及将来自单元电机传感器的模拟输出信号转换成数字信号的A/D转换器151～154。在此，虽然单元电机11’～14’的连接端子(图1中用符号113表示)的朝向与图1所示的单元电机11～14不同，但是将连接端子的朝向设为可根据布线的情况决定。另外，将驱动开始、转速的设定值等设为通过操作输入到控制部121。

在向操作部121输入了操作时，所输入的操作通过控制部121，转换成单元电机11’～14’的驱动开始的信号、旋转状态的设定值等。然后，根据所转换的驱动开始的信号、旋转状态的设定值等，由控制部121生成控制信号，且作为数字信号输出到D/A转换器131～134。输出到D/A转换器131～134的控制信号Sd1～Sd4由D/A转换器131～134转换成模拟信号且输出到放大器141～144，且由放大器141～144放大并输出到单元电机11’～14’，来驱动单元电机11’～14’。单元电机11’～14’的位置、转速等信息被单元电机传感器检测且被输出到A/D转换器151～154，通过A/D转换器151～154将其转换成数字信号并输出到控制部121，通过由控制部121进行与设定值的比较，用于使单元电机11’～14’的旋转状态接近设定值的控制。

此外，在上述中，对于使用由位置传感器、速度传感器构成的单元电机传感器进行控制的例子，进行了说明，但是根据用途、目的等并不一定非要设置单元电机传感器。另外，也并不一定非要以包含数字电路的构成进行控制，在规定的情况下，也可仅设模拟的电路构成。具体来讲，也可以用感应电机构成单元电机11’～14’，且设为控制驱动电流以使单元电机11’～14’的转矩相等的简单的构成。通过这样的构成，与以往相比，可简单地获得构成部件、装置等，并且，由于可以高转速转动单元电机且分散负荷，所以可将速度、转矩等简单地维持在规定值以上的同时较小地抑制齿隙。

Claims (8)

1.一种多驱动电机，其特征在于，包括：

具有内齿齿轮的转子、

具有与上述内齿齿轮内啮合的驱动齿轮，且使上述驱动齿轮旋转并使上述转子旋转的多个单元电机、

以及可旋转地固定上述转子的同时固定上述各单元电机的固定法兰。

2.根据权利要求1所述的多驱动电机，其特征在于，上述固定法兰在包含上述内齿齿轮的旋转轴的区域具有开口。

3.根据权利要求1或2所述的多驱动电机，其特征在于，上述各单元电机被固定在上述固定法兰的同一面上。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的多驱动电机，其特征在于，上述开口是内径50mm以上的圆或将该圆内切的多角形。

5.根据权利要求1至4的任意一项所述的多驱动电机，其特征在于，上述各单元电机以轴的位置相对于上述内齿齿轮的旋转轴为旋转对称的方式而配置。

6.根据权利要求1至5的任意一项所述的多驱动电机，其特征在于，上述单元电机的总数为四个。

7.根据权利要求1至6的任意一项所述的多驱动电机，其特征在于，上述各单元电机为感应电机。

8.根据权利要求7所述的多驱动电机，其特征在于，上述各单元电机被进行转矩控制或被进行速度控制。

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