CN102362414A - 转矩发生装置，尤其是定向装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转矩发生装置，尤其为定向装置，包括电动机(15，16)，减速器(6，16，23-27，29，36)和与减速器相连接的输出旋转部件(35)，减速器包括以电动机转速的速度旋转的输入旋转部件(16)和为使输出旋转部件(35)以低于电动机转速的速度旋转而与输入旋转部件(16)协作的装置(23-27，29，36)，这样的转矩发生装置，其特征在于，电动机包含定子(15)和围绕定子(15)的转子(16)，其特征还在于，转子(16)组成减速器的输入旋转部件。

Description

转矩发生装置,尤其是定向装置

技术领域

本发明涉及一种转矩发生装置，尤其是一种包含电动机和减速器的装置。

背景技术

已知的电动机通常以高于受控机械输入转速的速度旋转。为解决该问题，通常使用位于电动机和被拖动机械之间的减速器。这样，减速器通常包含与电动机同速旋转的输入轴，输出轴，以及位于两者之间使输出轴以低于电动机转速的速度旋转的减速部件。在已知类型的减速器中，即旋轮线型或摆线的减速器中，输入轴朝向与减速器协作的偏离中心的***面。在专利US 4 194 415，US4 526 064 etEP 0 291 052中描述了旋轮线型减速器的例子。

减速器的缺点之一是，由于位于电动机和受控机械之间而使整体体积增大，尤其是轴向体积。本发明的目的是提出一种减小轴向体积的转矩发生器。

发明内容

为此，根据本发明所述的转矩发生器包括电动机，减速器和与减速器相连接的输出旋转部件，减速器包括以与电动机相同转速旋转的输入旋转部件和与输入旋转部件协作的装置，以使输出旋转部件以低于电动机转速的速度旋转，其特征在于，电动机包含定子和围绕定子的转子，且转子组成减速器所述输入旋转部件。

本发明的具体实施方式在与附录2至7相关的权利要求中有定义。

附图说明

本发明的其他特征和优点将在下文中结合附图进行详细描述，在所述附图中：

-图1为根据本发明第一实施方式所述的转矩发生器的轴向剖面图；

-图2为根据本发明第二实施方式所述的转矩发生器的轴向剖面图。

具体实施方式

在下文所有描述中，术语“内部”和“上部”的使用均参考图1和2所示的转矩发生器，即方向为从上向下。实际上，根据本发明所述的装置可以用于此外的其他位置。

如图1所示，根据本发明第一实施方式所述的转矩发生装置包括由相互坚固地安装在一起的若干元件组成的基座1。更准确地说，基座1包括支撑环片2，外部冠状件3，通过紧固螺钉或其他合适的安装装置固定于支撑片2的内表面和外部冠状件3的上表面之间中间环状件4，位于环状片1的中央镗孔中且着力于中间环片4上表面上的啮合冠状件6，和着力于啮合冠状件上表面上的环形上部7，整个4，6，7通过螺钉8或其他合适的安装装置固定。

组成基座1的元件2，3，4，6，7通过坐标9围绕图1所示的虚拟轴同心。与轴9同心的元件10定义了在基座1内沿轴9展开圆柱形中心部分11或轮毂，和在横切轴9的平面中展开至轮毂11上端的上部盘状件12。盘状件12于其***部分13，例如通过螺钉(在图1中不可见)，固定于上部基座部分7的上部环面上。元件10，和其轮毂11及其上部环状件12，也坚固地固定于基座1上。元件10包含允许如电缆通过的通透中心轴向镗孔14。

电动机的定子15坚固地固定在轮毂11周围。已知，定子15通常包括通过电缆相互连接的叠放导电钢板。定子15由电动机转子16包围，转子包含主体17和与定子15相对且固定于主体17圆柱形内表面的永磁体18。由定子15和转子16组成的电动机以传动电动机的方式工作，即供给定子15电流导致转子16围绕轴9旋转，且定子15与转子16之间没有接触。然而，与传统电动机不同的是，定子15在内而转子16在外。

定子15和带有永磁体18的转子主体17的内表面19都与轴9同心。转子主体17的外表面包括均与轴9同心的圆柱形的上部20和圆柱形的内部21，和相对于轴9偏离中心且具有比20和21部分更大直径的圆柱形中间部分22。在图1中不太可见，中间部分22具有较小的偏离中心度。

上部环形部件23和内部环形部件24借助于各自内表面分别通过第一和第二轴承25，26与转子主体17的内表面20和外表面21进行配合。带有外齿28的环状小齿轮27借助其内表面通过第三个轴承29与转子主体17外表面的偏离中心的中间部分进行配合。小齿轮27的外齿28与啮合冠状件6的内齿啮合，但比该内齿少一个齿。上部环状23的外表面通过第四个轴承30与上部基座部分7的内表面进行配合。与轴9同心的内部冠状件31借助其外表面通过第五个轴承32与外部冠状件3的内表面进行配合。轴承25，26，29，30，32为例如滚珠或滚柱轴承。内部冠状件31坚固地固定在对着内部环状件24的内表面的位置。更准确地说，内部冠状件31通过禁锢螺钉33或其他合适的安装装置固定于内部环状件24的内表面和与轴9同心的输出或拖动轴35的上边缘的上表面之间。上部和内部环状件23，24相互之间通过穿过直径比其大的小齿轮27镗孔的销36坚固地固定。整个旋转件16，23-29，31，尤其借助于位于转子主体17外表面和环状件23，24上的肩状件，通过压在盘状件12和基座1上的轴承30，通过轴承12和通过螺钉33，组装并固定于相对于基座1轴向上。

如图1所示的转矩发生装置以如下方式工作。当转子16相对于基座1围绕轴9被拖动旋转时，偏离中心部分22的旋转和小齿轮与啮合冠状件之间的啮合使小齿轮27绕轴9旋转运动并伴随有回转运动。小齿轮27的旋转运动低于甚至远低于转子16转速。该旋转运动，通过能够在与小齿轮27相对应的镗孔中移动的销36，与上部和内部环状件23，24相联系。内部环状件31和输出轴35与环状件23，24连成一体，因此以远低于转子16的转速相对于轴9作同心旋转。这样，小尺寸的电动机也能够产生大转矩。在其旋转过程中，由上部和内部环状件23，24，小齿轮27和内部冠状件31组成的选装整体件由轴承30和32引导。

在本发明的具体应用中，无论是吊装***，汽车，飞机等，输出轴35连接于其车轮组内端(未标出)，用来形成可由根据本发明所述的装置来定向的轮组。在该应用中，根据本发明所述的装置，不仅有轮的定向作用，还能够吸收底面对其做功，实际上借助于输出轴35将功通过内部冠状件31传送至外部冠状件3且更通常地传递至基座1。位于轮附近并由穿越轮毂11内镗孔14的电缆供电的电动机，能够使轮围绕其轴旋转以使车前进。除轮组定向以外的其他应用也可以用到根据本发明所述的装置，如吊车，转塔，通讯天线，风车桨叶的定向，绞车的旋转等。需要注意地是，配备输出轴35不是必须的。实际上，在一些应用中，轴以外部件的旋转可以通过将其直接连接在内部冠状件31上来实现。

同心面20，21和离心面22的部分，小齿轮27，啮合冠状件6，环状件23，24，销36和轴承25，26，29组成其运行类型已知的减速器。本发明的主要优点是，同心20，21和偏心22表面的部分，尤其是偏心部分22，是由电动机转子定义的，而不是由连接于电动机减速器外部的传统减速器轴定义。实际上，根据本发明的特征所述，电动机和减速器集成在同一装置中，减速器围绕电动机的转子和定子，而电动机的转子有两个不同的功能，与定子协作产生旋转和使减速器的小齿轮产生包含旋转和回转的运动。这样，电动机和减速器组成的整体轴向体积大大减小。

尽管在图1所示的例子中用一个元件表示，转子16的主体17可以由相互坚固地固定在一起的若干元件组成。相反，基座1可以是整体件，其他的支撑片状件2，中间环状件4，外部冠状件3，啮齿冠状件6和上部基座部分7可以形成一个元件。另外，虽然优选地使用轴承，本发明不排除使用其他能够使环状件23，24和小齿轮27相对于转子16旋转以及能够使内部冠状件31，例如滑环3，相对于外部冠状件旋转的装置。

参考图2，根据本发明第二实施方式所述的转矩发生装置包括基座40，基座由相互坚固地固定在一起的若干元件组成，如支撑环片41，外部冠状件42和通过螺母螺栓44夹在支撑环片41内表面和外部冠状件42上表面之间的上部环状件43。除螺母螺栓以外的其他组装装置也可以用来组装元件41和43。

组成基座40的片41和43通过坐标45相对于图2所示的虚拟轴同心。与轴45同心的件46定义了基座40内沿轴45展开的圆柱形中心部分47，或轮毂，和横切轴45的平面中展开至轮毂47上端的上部盘状件48。盘状件48，相对于其***部分，例如通过螺钉49的方式，固定于上部环状件43的上表面的突起部分。这样，元件46和其轮毂47及其上部盘状件48坚固固定于基座40。元件46带有能够允许电缆穿过的通透中央轴向镗孔50。

围绕轮毂47坚固地固定着与电动机外转子52协作的电动机内定子51。定子51和转子52与第一实施方式相关的描述一致。具体地，转子52的主体53的外表面包含与轴45同心的上部分54和内部分55，以及相对于轴45偏离中心的中间部分56。同心的上部分54通过第一个轴承57与上部环状件43的内表面分离。偏离中心的中间部分56通过第二轴承59与小齿轮58的内表面进行协作。小齿轮58包含的外齿60，与内部冠状件61内齿进行协作，却比其内齿少一个齿。内部冠状件61的外表面通过第三个轴承62与外部冠状件42的内表面进行协作。内部环状件63坚固地固定内部冠状件61的内表面，且内部环状件63的内表面通过第四个轴承64，与转子53主体外表面的同心内部分55进行协作。

销65坚固地固定于上部环状件43中，且穿过小齿轮中截面积大于销65的镗孔。与轴45同心的输出或拖动轴66固定于与内部环状件63的内表面相对的上边缘67。内部冠状件61，内部环状件63和输出轴66的组装，例如如上所述，通过紧固螺钉68实现，将内部环状件63夹紧在内部冠状件61和轴66的边缘67之间。在轴66的中央镗孔中固定于内部环状件63的内表面片状件69，保护减速器的内部且将种子对准中心。整个移动件52，58，61，63，尤其借助于位于转子53主体外表面上和片状件43，46上的凸肩，通过螺钉68和轴承62，相对于基座40组装并轴向固定。

根据本发明第二实施方式所述的转矩发生装置按照如下方式工作。当转子52被拖动相对于基座40绕轴45旋转时，偏离中心部分56的旋转，小齿轮58和内部冠状件61之间的啮合，以及保持小齿轮58旋转的小齿轮58与小65之间的配合，使小齿轮58能够进行回转运动。小齿轮58的每一回转运动使内部冠状件61相对于基座1旋转一步，也拖动内部片状件63和与内部冠状件61相连的输出轴66。由转子52外表面，小齿轮58，内部冠状件61和销65组成的减速器是以已知方式工作的旋轮线式减速器。与在第一实施方式中一样，在体积方面的主要优点是同心54，55和偏心56表面的部分，尤其是偏心部分56，是由电动机转子定义的，而不是由连接于电动机减速器外部的传统减速器轴定义。根据该第二实施方式所述的转矩发生装置与根据第一实施方式相比具有轴向更加紧凑的优点。

虽然在如图2所示的例子中用一个元件表示，转子52的主体53可以由相互坚固地组装在一起的若干元件组成。相反，基座40可以是整体件，其他的支撑片状件41，上部片状件43和外部冠状件42可以形成一个元件。另外，虽然优选地使用轴承，本发明不排除使用其他能够使环状件43，63和小齿轮58相对于转子52旋转以及能够使内部冠状件61，例如滑环42，相对于外部冠状件旋转的装置。

Claims (7)

1.一种转矩发生装置，包括电动机(15，16)，减速器(6，16，23-27，29，36)和与减速器相连接的输出旋转部件(35)，减速器包括以电动机转速旋转的输入旋转部件(16)和为使输出旋转部件(35)以低于电动机转速的速度旋转与输入旋转部件(16)配合协作的装置(23-27，29，36)，其特征在于，电动机包括定子(15)和围绕定子的转子(16)，且转子(16)组成减速器的输入旋转部件。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，输出旋转部件(35)与内部冠状件(31)相连接，内部冠状件能够在属于装置底座(1)的外部冠状件(3)中做相对旋转移动。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，内部冠状件(31)通过轴承(32)与外部冠状件(3)进行配合协作。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，转子外表面(16)包括与电动机轴(9)同心的第一和第二部分(20，21)以及位于第一和第二同心部分之间的偏离中心部分(22)，其中，所述装置包含能够围绕偏离中心部分(22)做相对旋转移动的小齿轮(27)，属于基座(1)并围绕小齿轮(27)并与其协作的第三个冠状件(6)，部分位于小齿轮(27)且可以分别围绕第一和第二同心部分(20，21)作相对旋转移动的第一和第二环状件(23，24)，和连接第一和第二环状件(23，24)并通过缝隙穿过小齿轮(27)的销(36)，其中，内部冠状件(31)与第一个和第二个环状件(23，24)相连接。

5.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，转子(52)的外表面包含与电动机轴(45)同心的第一和第二部分(54，55)以及位于第一和第二同心部分(54，55)之间的偏离中心部分(56)，其中，所述装置包含能够围绕偏离中心部分(56)做相对旋转移动的销齿轮(58)，属于基座(40)并围绕第一同心部分(54)做相对旋转移动的第一环状件(43)，与内部冠状件(61)相连接且可以围绕第二同心部分(55)做相对旋转移动的第二环状件(63)，和固定于第一环状件(43)并通过缝隙穿过小齿轮(58)的销(65)，其中，内部冠状件(61)与小齿轮(58)外齿(60)啮合的内齿。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，第一环状件(23；43)，第二环状件(24；63)和小齿轮(27；58)分别通过轴承(25，26，29；57，64，59)与转子外表面进行配合协作。

7.根据上述权利要求1-6项中任意一项所述的装置，其特征在于，减速器为旋轮线型。

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