CN102916523A - 一种同轴减速执行器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同轴减速执行器，包括电机定子、电机转子构成的电机、中心轴、中心轮、多级行星减速器及调整减速器，所述电机转子为中空结构，该电机转子同轴固装中心轴，在电机转子中空结构内的中心轴上同轴固装中心轮，该中心轮下方的中心轴上同轴分别依次安装多级行星减速器，最末级行星减速器的行星架下端同轴安装输出轴，减速器外壳制有内齿轮，减速器外壳的内齿轮与各级减速器的行星轮啮合，在执行器外壳上安装控制***和位置检测装置，位置检测装置对输出轴的开、关位置进行判别。本执行器通过对驱动电机和行星减速器进行结构整合，将电机转子制成中空形式，轴端一端同轴固联一齿轮，大大减小了整个机构的轴向尺寸。

Description

一种同轴减速执行器
技术领域
本发明涉及电动执行器装置，特别是一种同轴减速执行器。
背景技术
当前，绝大多数厂家生产的电动执行器均采用传统的圆柱齿轮减速器。当需要较大的传动比时，由于减速级数的增多，致使整个机构的尺寸变大，限制了这种电动执行器的使用场合。
而对于行星减速器，其具有体积小、重量轻、传动效率高、传动比大等诸多优点，逐步被电动执行器生产厂家所采用。但是行星减速器的机构决定其各级减速器之间必须轴向布置，这就导致了当需要多级行星减速器时，轴向尺寸较大。
通过检索，发现一篇采用行星减速器的电动执行器：一种汽车电子机械制动***执行器（CN102562885A），用于解决现有的汽车电子机械制动执行器结构复杂的技术问题。技术方案是电机转子、电机输出轴与滚柱丝杠副丝杠是一体化同轴结构；滚柱丝杠副丝杠与滚柱丝杠副螺母均布数个滚柱，滚柱的外部有单线的螺纹牙，其螺距与滚柱丝杠副丝杠及滚柱丝杠副螺母的螺距相同；滚柱丝杠副丝杠的螺纹牙和滚柱丝杠副螺母均与滚柱相啮合；制动钳块与滚柱丝杠副螺母紧固为一体。由于采用永磁无刷直流伺服控制电机，执行部分选用行星滚柱丝杠，省去了齿轮减速机构，使得执行装置结构更加简单。
通过技术特征对比，上述公开专利文献与本专利申请有较大不同。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种同轴减速执行器，该执行器将多级行星减速器部分置于电机转子内部，大大减小了整个机构的轴向尺寸。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种同轴减速执行器，包括由电机定子、电机转子构成的电机、中心轴、中心轮、多级行星减速器及调整减速器、输出轴、轴承、控制***和位置检测装置，电机转子外同轴安装电机定子，其特征在于：所述电机转子为中空结构，该电机转子同轴固装中心轴，在电机转子中空结构内的中心轴上同轴固装中心轮，该中心轮下方的中心轴上同轴分别依次安装多级行星减速器，每一级行星减速器均由行星轮及行星架构成，第I级行星减速器的行星轮啮合中心轮，该级减速器的行星架下端同轴制有外齿轮，该外齿轮啮合下一级减速器的行星轮，以此类推；最末级行星减速器的行星架下端同轴安装输出轴及调整减速器，该输出轴与减速器外壳通过轴承同轴安装，该减速器外壳制有内齿轮，减速器外壳的内齿轮与各级减速器的行星轮啮合；在执行器外壳上安装控制***和位置检测装置，位置检测装置对输出轴的开、关位置进行判别。
而且，所述调整减速器与最末级减速器的具体连接是：最末级行星减速器的行星架外齿轮啮合调整减速器的调整行星轮，该调整行星轮下端固装输出轴；调整行星轮啮合在减速器外壳内所同轴安装的蜗轮的内齿轮，该蜗轮的外齿轮啮合蜗杆。
而且，最末级减速器所在减速器外壳的末端制有圆柱形腔体与蜗轮外廓相配合。
本发明的优点和积极效果是：
1、本执行器通过对驱动电机和行星减速器进行结构整合，将电机转子制成中空形式，轴端一端同轴固联一齿轮，作为第I级行星减速器的中心轮，从而将多级行星减速器部分置于电机转子内部，大大减小了整个机构的轴向尺寸。
2、本执行器采用行星减速器作为传动装置，具有体积小、重量轻、传动效率高、传动比大等诸多优点。
3、本执行器在传动装置中引入蜗轮蜗杆传动，利用其自锁特性实现正常工作状态与手动工作状态的自动切换，结构设计科学合理。
附图说明
图1是本发明的截面结构剖视图；
图2是本发明使用状态时所安装的位置检测和控制***的结构示意图；
图3为图1中电机转子部件的结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本实施例是以三级行星齿轮组为例进行叙述。
一种同轴减速执行器，包括电机（由电机定子6、电机转子3构成）、中心轴1、中心轮2、I级行星减速器、Ⅱ级行星减速器、Ⅲ级行星减速器及调整减速器、输出轴12、轴承11、控制***14和位置检测装置13，电机转子外同轴安装电机定子，电机转子为中空结构，该电机转子同轴固装中心轴，在电机转子中空结构内的中心轴上同轴固装中心轮，该中心轮下方的中心轴上同轴分别安装I级行星减速器、Ⅱ级行星减速器、Ⅲ级行星减速器，每一级行星减速器均由行星轮4及行星架5构成，I级行星减速器的行星轮啮合中心轮，I级减速器的行星架下端同轴制外齿轮，该外齿轮啮合下一级减速器（即Ⅱ级行星减速器）的行星轮，以此类推；Ⅲ级行星减速器的行星架下端设置有输出轴，该输出轴与减速器外壳7通过轴承同轴安装，该减速器外壳制有内齿轮，减速器外壳的内齿轮与各级减速器的行星轮啮合。
在Ⅲ级行星减速器下端同轴安装调整减速器，具体连接是：Ⅲ级行星减速器的行星架外齿轮啮合调整减速器的调整行星轮8，调整行星轮与输出轴固装；该调整行星轮啮合在减速器外壳内所形成的圆柱形腔体内同轴安装的蜗轮9的内齿轮，蜗轮的外齿轮啮合蜗杆10。
本执行器的总体安装结构参见图2，在执行器外壳15上安装控制***和位置检测装置，位置检测装置对输出轴的开、关位置进行判别，到位时向控制***发出到位信号；控制***针对不同的到位信号和外部控制信号，控制电机执行相应的动作。
本发明的工作原理是：
中心轮与I级减速器及制有内齿轮的减速器外壳构成减速器第1级，I级减速器的行星架与Ⅱ级行星减速器的行星轮、行星架和减速器外壳构成减速器第2级，Ⅱ级减速器的行星架与Ⅲ级行星减速器的行星轮、行星架和减速器外壳构成减速器第3级，行星架的一端同轴制有一外齿轮，该外齿轮与调整减速器的行星轮、输出轴和制有内齿轮的蜗轮构成调整减速器。由于电机转子为中空结构，于是将减速器的部分置于中空的电机转子内部，其前3级减速器的内齿轮为在减速器外壳内部制出的一体式结构，且减速器外壳的末端制有圆柱形腔体，其与蜗轮外廓相配合。蜗轮制有内齿轮，手动调节通过该蜗轮、蜗杆和调整行星轮实现。正常工作时，蜗轮和蜗杆处于自锁状态，因此调整减速器的蜗轮内齿轮也处于固定状态，电机提供的动力经该调整减速器的调整行星轮传送至输出轴。手动调节时，电机转子及中心轮固定不动，由蜗杆输入动力，经蜗轮和蜗杆啮合减速，再经调整减速器的调整行星轮减速后传送至输出轴。
本发明将减速传动部分置于电机转子内部，大大减小了整个执行器的轴向尺寸，节省了安装空间。
本发明采用的行星减速器为NGW型，其第3级减速器位置的减速器外壳末端制有蜗轮外廓相配合的圆柱形腔体。

Claims (3)

1.一种同轴减速执行器，包括由电机定子、电机转子构成的电机、中心轴、中心轮、多级行星减速器及调整减速器、输出轴、轴承、控制***和位置检测装置，电机转子外同轴安装电机定子，其特征在于：所述电机转子为中空结构，该电机转子同轴固装中心轴，在电机转子中空结构内的中心轴上同轴固装中心轮，该中心轮下方的中心轴上同轴分别依次安装多级行星减速器，每一级行星减速器均由行星轮及行星架构成，第I级行星减速器的行星轮啮合中心轮，该级减速器的行星架下端同轴制有外齿轮，该外齿轮啮合下一级减速器的行星轮，以此类推；最末级行星减速器的行星架下端同轴安装输出轴及调整减速器，该输出轴与减速器外壳通过轴承同轴安装，该减速器外壳制有内齿轮，减速器外壳的内齿轮与各级减速器的行星轮啮合；在执行器外壳上安装控制***和位置检测装置，位置检测装置对输出轴的开、关位置进行判别。
2.根据权利要求1所述的同轴减速执行器，其特征在于：所述调整减速器与最末级减速器的具体连接是：最末级行星减速器的行星架外齿轮啮合调整减速器的调整行星轮，该调整行星轮下端固装输出轴；调整行星轮啮合在减速器外壳内所同轴安装的蜗轮的内齿轮，该蜗轮的外齿轮啮合蜗杆。
3.根据权利要求1所述的同轴减速执行器，其特征在于：最末级减速器所在减速器外壳的末端制有圆柱形腔体与蜗轮外廓相配合。
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