CN106884946B - 椭圆接口摆动运动的传动***及方法 - Google Patents

椭圆接口摆动运动的传动***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及椭圆接口摆动运动的传动***及方法。一种摆动板驱动***可包括定子，该定子具有中心轴线和布置在内柱形表面上的多个定子齿。所述***可进一步包括摆动板，该摆动板具有相对于所述中心轴线以非零角度布置的摆动轴线，具有外柱形表面和上环形表面。多个摆动齿可布置在所述外柱形表面上，并且多个端面齿可布置在所述上环形表面上。所述***可进一步包括输出齿轮，该输出齿轮具有与所述中心轴线大致对准的输出轴线并具有下环形表面。多个输出齿可布置在所述下环形表面上。随着所述摆动板围绕所述定子章动，所述摆动板可被构造成旋转，所述多个摆动齿可被构造成与所述多个定子齿接合，并且所述多个端面齿可被构造成与所述多个输出齿接合。

Description

椭圆接口摆动运动的传动***及方法
技术领域
本公开总体涉及电动马达。更具体地，本公开的各实施方式涉及一种摆动运动传动***。
背景技术
电动马达从电磁能量产生机械能。交流电(AC)马达一般包括转子和静止的定子。静止的定子通常具有由携带交流电的电线形成的绕组，交流电产生旋转磁场。一些转子包括铁磁性部件，该铁磁性部件响应于由定子生成的旋转磁场，并且随着定子磁场的旋转，转子将物理地旋转。通过将转子联接到输出轴，AC电流的电磁能量转换为输出轴的旋转机械能。
两个或更多个齿轮可以用于通过传动比来产生机械优势。存在许多方式来布置齿轮，使得第一齿轮的单次旋转将致使第二齿轮在相同的时间量里旋转多于或少于一次。传动比是这两个旋转之比。在第二齿轮的旋转少于第一齿轮的情况下，齿轮组合可以被认为提供齿轮减速。在某些应用中，期望具有很高传动比的AC马达，其中齿轮减速发生在尽可能小的容积中。例如，将许多电流振荡转换为输出轴的单次旋转的致动器可以具备非常精细的控制。
从历史上看，摆动板驱动机构似乎有希望面向在较小容积内具有高传动比的马达。这样的摆动板驱动机构的示例被公开在美国专利公开号US20140285072和US20150015174中。更旧的***被公开在US2275827和US3249776中。
在摆动板机构中，齿轮之一(例如转子齿轮)围绕另一个齿轮(例如定子齿轮)章动(nutate)。如果转子齿轮和定子齿轮的齿轮齿数相差一个，则该***的传动比将等于定子齿轮的齿数。
原则上，摆动板驱动机构的传动比可以相当高。仅使用两个齿轮的理论摆动板驱动机构可在较小容积内实现很高的比率。然而，在实践中，高效而有效的摆动板驱动***已证明难以捉摸，因为涉及的力往往导致以下的一个或多个：机构的脱离、不可接受的振动水平或者由于摩擦使效率低下。
相对于这些及其它考虑，提出本文中做出的公开内容。
发明内容
在各种实施方式中，公开了一种改进的摆动板驱动***。这些摆动板驱动***可包括定子，所述定子具有中心轴线并包括布置在内柱形表面上的多个定子齿。所述***可进一步包括摆动板，所述摆动板具有相对于所述中心轴线以非零角度布置的摆动轴线，具有外柱形表面，并具有上环形表面。多个摆动齿可布置在所述外柱形表面上，并且多个端面齿可布置在所述上环形表面上。所述***可进一步包括输出齿轮，所述输出齿轮具有与所述中心轴线大致对准的输出轴线并具有下环形表面。多个输出齿可布置在所述下环形表面上。随着所述摆动板围绕所述定子章动，所述摆动板可被构造成旋转，所述多个摆动齿可被构造成与所述多个定子齿接合，并且所述多个端面齿可被构造成与所述多个输出齿接合。
一种用于操作摆动板驱动机构的方法可包括：使转子绕支点章动。所述转子可包括布置在外柱形表面上的多个摆动齿并包括布置在上环形表面上的多个端面齿。所述方法可包括：推动所述转子的第一侧面以在第一部位处压靠定子。所述定子可包括多个定子齿。所述方法可包括：推动所述转子的第二侧面以将在第二部位处压靠输出板。所述第二部位可位于所述转子的相对于所述第一部位的相反侧。所述输出板可包括多个输出齿。所述方法可包括：随着所述转子绕所述支点章动，将所述摆动齿与所述定子齿接合并且将所述端面齿与所述输出齿接合。
一种供章动的摆动板驱动***中使用的摆动板可包括摆动轴线，包括平行于所述摆动轴线的外柱形表面，并包括上环形表面。所述摆动板可包括布置在所述外柱形表面上的一组摆动齿。所述摆动齿可从所述外柱形表面延伸远离所述摆动轴线。所述摆动板可进一步包括布置在所述上环形表面上的一组端面齿。这一组摆动齿中的至少一个可在远离所述外柱形表面的部位处具有横截面形状。所述横截面形状可至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定。
本公开提供了各种设备及其使用方法。在一些实施方式中，一种装置可包括定子、摆动板/转子，和输出板/输出齿轮。在一些实施方式中，所述摆动板/转子可随着所述输出板/输出齿轮的旋转而围绕所述定子和所述输出板/输出齿轮章动。在一些实施方式中，所述定子和所述摆动板/转子中的每个均可包括一组齿，所述一组齿具有设计成限制偏心力的形状。在一些实施方式中，所述摆动板/转子的齿和所述定子的齿可设计成经由可限制摩擦损失的滚动接触来接合。特征、功能和优点可在本公开的各种实施方式中独立实现，或者可在其它实施方式中组合，其进一步细节可以参考以下描述和附图。
附图说明
图1是摆动板驱动***的一个实施方式的等距视图的示意图。
图2是图1的驱动***的等距分解图的示意图。
图3是图1的驱动***的定子齿轮的等距视图的示意图，示出了多个定子齿。
图4是图3的细节图的示意图，示出了图4的定子齿轮的若干定子齿。
图5是图4的定子齿轮的俯视平面图的示意图，示出了定子齿的子组。
图6是沿着图5中的平面6-6截取的单个定子齿的剖视图的示意图。
图7是图1的驱动***的摆动板的等距视图的示意图，示出了多个摆动齿和多个端面齿。
图8是图7的细节图的示意图，示出了图7的摆动板的若干摆动齿和若干端面齿。
图9是图7的摆动板的仰视平面图的示意图，示出了摆动齿的子组。
图10是沿着图9中的平面10-10截取的单个摆动齿的剖视图的示意图。
图11是图7的摆动板的俯视平面图的示意图，示出了端面齿的子组。
图12是沿着图11中的平面12-12截取的单个端面齿的剖视图的示意图。
图13是图1的驱动***的输出齿轮的等距视图的示意图，示出了多个输出齿，输出齿轮与图1相比处于倒置位置。
图14是图13的细节图的示意图，示出了若干输出齿。
图15是图14的摆动板的仰视平面图的示意图，示出了输出齿的子组。
图16是沿着图15中的平面16-16截取的单个输出齿的剖视图的示意图。
图17是在图1中的A处截取的图1的驱动***的侧视平面图的示意图，示出了摆动板的向下位置。
图18是在图1中的B处截取的图1的驱动***的侧视平面图的示意图，示出了90度位置，这是从向下位置围绕驱动***的四分之一路途。
图19是在图1中的C处截取的图1的驱动***的侧视平面图的示意图，示出了180度位置，这是从向下位置围绕驱动***的一半路途。
图20是在图1中的D处截取的图1的驱动***的侧视平面图的示意图，示出了270度位置，这是从向下位置围绕驱动***的四分之三路途。
图21是图17的放大视图的示意图，示出了摆动齿的子组和靠近向下位置的定子齿的子组之间的接触。
图22是图18的放大视图的示意图，示出了摆动齿的子组和靠近90度位置的定子齿的子组。
图23是图18的放大视图的示意图，示出了摆动齿的子组和靠近180度位置的定子齿的子组。
图24了图20的放大视图的示意图，示出了摆动齿的子组和靠近270度位置的定子齿的子组。
图25是单个摆动齿和一对定子齿的示意图，示出了在摆动板的一次完整章动的过程中处于五个位置的单个摆动齿。
图26是图示用于操作摆动板驱动机构的方法的流程图的示意图。
具体实施方式
涉及摆动板齿轮接口的设备及方法的各种实施方式在下文描述并且图示在关联的图中。除非另有指定，否则设备或方法和/或其各种部件可(但不要求)包含描述、图示和/或整合到本文中的结构、部件、功能性和/或变型中的至少一者。此外，结合本教导描述、图示和/或整合到本文中的结构、部件、功能性和/或变型可(但不要求)包括在其它类似的设备或方法中。各种实施方式的以下描述实际上仅仅是示例性的，决非旨在限制本公开、其应用或用途。另外，由下面描述的实施方式提供的优点实际上是说明性的，并非所有的实施方式都提供相同的优点或相同程度的优点。
下文描述了示例性摆动板驱动***及方法的选定方面。各示例旨在用于说明，并且不应该被解释为限制本公开的整个范围。描述可包括一个或多个不同的公开内容，和/或包括上下文或相关信息、功能和/或结构。
图1是一般指示为10的摆动板驱动***的示例性实施方式的等距视图。图2是摆动板驱动***10的分解等距视图。摆动板驱动***10可包括定子或定子齿轮12、摆动板、摆动齿轮或转子14，以及输出板或输出齿轮16。参考图2，定子可具有中心轴线18、大致平行于中心轴线的内柱形表面20以及布置在内柱形表面上的多个定子齿22。
对于将内柱形表面20描述为平行于中心轴线，如果正讨论的表面上的每个点均包括经过该点平行于一直线的至少一个线，则可将表面描述为平行于所述直线。例如，x-y笛卡尔平面平行于经过(x,y,z)坐标为(0,0,1)和(1,0,1)的一对点的直线，因为x-y平面中的每个点(例如任意点(a,b,0))均具有经过该点和另一点(例如点(a+1,b,0))的线，该线平行于经过(0,0,1)的直线。这两条直线共享公共平面并将从不相交。
在另一示例中，柱形的内表面平行于柱形的中心对称轴线，因为柱形的内表面上的每个点均具有经过该点、平行于中心对称轴线的线，即，内柱形上的沿着柱形纵向地延伸但围绕柱形不换方位的线。该线和中心对称轴线共享公共平面并将从不相交。
摆动板14可具有摆动轴线24，该摆动轴线24相对于中心轴线以非零摆动角度A1布置。摆动板14可具有大致平行于摆动轴线的外柱形表面26并具有上环形表面28。多个或一组摆动齿30可布置在外柱形表面上，并且多个或一组端面齿32可布置在上环形表面上。
输出齿轮16可具有与中心轴线18大致对准的输出轴线34并具有下环形表面36。多个输出齿38可布置在下环形表面36上。
摆动板14可被构造成围绕定子12章动。即，摆动轴线24可采取使得两个轴线之间的角度A1相对恒定的方式围绕定子的中心轴线18前进。随着摆动板的章动，摆动板上最远离输出板16的点的第一部位可围绕定子按照圆圈移动。在章动期间，摆动板上最接近输出板的点的第二部位可围绕输出齿轮16按照圆圈移动。摆动板可被构造成随着它围绕定子的章动而旋转。
在摆动板被构造成随着它围绕定子的章动而旋转的情况下，多个摆动齿30可被构造成与多个定子齿22接合，并且多个端面齿32可被构造成与多个输出齿38接合。
图3是定子12的等距视图。定子12可具有基部40，并且基部40可包括内柱形表面20。除了内柱形表面20，基部40可具有任何适当的形状。例如，基部40可包括附接点，所述附接点被构造成将定子12操作性地联接到使用摆动板驱动***10的无论何种装置的其余部分。定子12可在该装置的范围内静止。
内柱形表面20可限定内部容积42。内部容积42可被构造成容纳如可以在上文的图1和下文的图17至图20中看见的一些或所有摆动板14。
多个定子齿22可从内柱形表面朝向中心轴线18突出到内部容积42中。多个定子齿的计数可以是任何适当的数目。在图3描绘的示例性实施方式中，存在181个定子齿。
图4是定子12的细节图，示出了布置在内柱形表面20上的若干定子齿22。每个定子齿均可包括第一驱动面44，这也可在图3中看见。第一驱动面44可从靠近内柱形表面延伸到内部容积42中。第一驱动面44可以是由超过一个平面构成的平面状，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。
在定子齿22的与第一驱动面相反的侧面上可存在第二驱动面46。第二驱动面46可从靠近内柱形表面20延伸到定子的内部容积中。第二驱动面46可以是由超过一个平面构成的平面状，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。
图5是定子12的俯视平面图，示出了定子齿22的子组。每个定子齿均可具有在以下意义中的楔形部分：定子齿的第一驱动面44可包括线48，该线48位于垂直于中心轴线18的平面中并且经过中心轴线18。第二驱动面46可包含线50，该线50位于垂直于中心轴线的平面中并且经过中心轴线。线48和50可被认为是径向线。由此，每个定子齿均可具有角宽度A2，该角宽度A2可以是定子齿上的第一驱动面和第二驱动面之间的最大角距离，这在围绕中心轴线18的角度方向上测得。
每个定子齿均可具有沿着每个定子齿的径向范围使角宽度A2大致恒定的部分，这在远离中心轴线18的径向方向上测得。在这种情况下，每个定子齿的线性厚度T1均可随着距中心轴线18的径向距离的增加而线性增长，该线性厚度在围绕中心轴线的方位方向上测得。
一对相邻的定子齿可具有角距或间距A3，该角距A3可以是两个相邻齿之间的最小角距离，这在围绕中心轴线的方位或角度方向上测得。单个定子齿的角宽度A2可小于任何两个相邻定子齿之间的角距A3的一半。
图6是示例性单个定子齿22的沿着图5中的平面6-6截取的剖视图。第一驱动面44和第二驱动面46中的一者或两者可由圆和椭圆的复合渐开线限定。即，图6中示出的第二驱动面46的曲线可由以下公式限定：
Figure BDA0001131826990000061
其中C是可与摆动板14的半径成比例的常数，
Figure BDA0001131826990000071
可取值为从0到
Figure BDA0001131826990000072
弧度，并且D可具有小于1的正常数。D可具有约0.65的值，但是其它值也是可以的。针对0到2π弧度之间的所有角度，图6中示出的第二驱动面46的曲线可以是虚拟椭圆在齿部位上的投影。
第一驱动面44的曲线可以是第二驱动面46的曲线的镜象，横跨在图6的视图中竖直的平面被反射，并且垂直于图6中的平面。即，第一驱动面可由圆和椭圆的复合渐开线限定。第一驱动面44和第二驱动面46在每个定子齿的顶点52处可平滑地汇合。
连接表面54可在与顶点52相反的一侧将定子齿侧面上的第一驱动面和第二驱动面相结合。连接表面54的厚度T1(在围绕定子的中心轴线的方向上测得)可随着距中心轴线的径向距离而线性增长。
图7是摆动板或转子14的等距视图。摆动板14可以是如图7中描绘的环，或者可以是实体盘。摆动板14可具有位于多个摆动齿内部的任何合适的结构，并具有端面齿30和32。摆动板14可操作地联接到靠近摆动轴线24的支点(未示出)。支点可在容纳摆动板驱动***10的无论何种装置的范围内静止。摆动板14可被构造成围绕定子12章动。
一些或所有摆动板14可被构造成装配在定子12的内部容积42内。多个摆动齿30可从外柱形表面26远离摆动轴线24突出。多个摆动齿的计数可以是任何适当的数目。在图7描绘的示例性实施方式中，存在180个摆动齿。摆动齿的计数可多于或少于定子齿的计数。摆动齿的计数可与定子齿的计数相差任何数目，包括零个、一个和大于一的数目。
上环形表面28可以是截头锥形表面。即，上环形表面28可以是锥形表面的一部分，或者是锥体的表面。上环形截头锥形表面可被构造成使得摆动板的质心58为截头锥形表面的顶点。上环形表面28可以是凹的。上环形表面上的每个点均可具有图7中的56所示的锥形线，该锥形线位于上环形表面内并且能够延伸穿过摆动板14的质心58。多个端面齿32中的每个均可具有：近端60，其布置在远离摆动板的质心58的距离D1处；以及远端62，其布置在远离摆动板的质心58的距离D2处，距离D2大于D1。
多个端面齿的计数可以是任何适当的数目。端面齿的计数可多于、少于或等于多个输出齿的计数。端面齿的计数可多于、少于或等于摆动齿的计数。在图7描绘的示例性实施方式中，存在135个端面齿。
图8是摆动板14的细节图，示出了布置在外柱形表面26上的若干摆动齿30和布置在上环形表面28上的若干端面齿32。每个摆动齿30均可具有第一从动面或接合表面64，这也可在图7中看见。第一从动面可从靠近外柱形表面26延伸远离摆动轴线。第一从动面64可以是由超过一个平面构成的平面状，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。第一从动面64可被构造成随着摆动板14围绕定子在第一章动方向上章动而与定子齿的第一驱动面44接合。
每个摆动齿30均可具有与第一从动面64相反的第二从动面或接合表面66。第二从动面66可从靠近外柱形表面26延伸远离摆动轴线。第二从动面66可以是由超过一个平面构成的平面状，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。第二从动面66可被构造成随着摆动板在第二章动方向上章动而与定子齿的第二驱动面46接合。
每个端面齿32均可具有第三驱动面68，该第三驱动面68从端面齿的近端60延伸到远端62。第三驱动面68可以是由超过一个平面构成的平面状，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。
每个端面齿32均可具有第四驱动面70，该第四驱动面70从端面齿的近端60延伸到远端62。第四驱动面可在图7中更清楚地看见。第四驱动面70可以是由超过一个平面构成的平面状，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。
每个端面齿32均可具有上表面72，该上表面72从第三驱动面68延伸到第四驱动面70。上表面72可将端面齿高度H1限定为上环形表面28和端面齿的上表面72之间的距离，这沿着平行于摆动轴线的方向测得。端面齿高度H1沿着端面齿可以是恒定的或可以是不恒定的。端面齿高度H1可具有靠近端面齿的近端60的最小值。
图9是摆动板14的仰视平面图，示出了摆动齿30的子组。每个摆动齿均可具有楔形的部分。即，每个摆动齿均可具有角宽度A4，该角宽度A4可以是摆动齿的第一从动面64和第二从动面66之间的最大角距离，这在围绕摆动轴线的角度方向上测得，并且该角宽度沿着摆动齿可以是恒定的。在这种情况下，摆动齿的线性厚度T2可随着距摆动轴线的径向距离的增加而线性增长，这在空间中围绕摆动轴线测得。
角宽度A4可在包含于第一驱动面和第二驱动面内、能延伸穿过摆动轴线24的径向线之间测得。第一驱动面和第二驱动面可包含能延伸穿过摆动板的质心的线。
一对相邻的摆动齿可具有角距A5，该角距A5可以是两个相邻齿之间的最小角距离，这在围绕中心轴线的角度方向上测得。单个摆动齿的角宽度A4可小于任何两个相邻的摆动齿之间的角距A5的一半。
图10是示例性单个摆动齿30的沿着图9中的平面10-10截取的剖视图。关于描绘的摆动齿横截面形状，第一从动面64和第二从动面66中的一者或两者可由如参照图5描述的圆和椭圆的复合渐开线限定。在一个示例中，这一组摆动齿的每个齿均可具有由圆和椭圆的复合渐开线限定的两个接合表面64和66。
第一从动面64和第二从动面66可在每个摆动齿的顶点74处平滑地汇合。第一从动面64的曲线可以是第二从动面的曲线的镜象，横跨在图10的视图中竖直的平面被反射，垂直于图10的平面，并且经过顶点74。
连接表面76可在摆动齿的与顶点74相反的一侧将第一从动面和第二从动面相结合。连接表面76的线性厚度T2(在围绕摆动轴线的方向上测得)可随着远离摆动轴线的距离而线性增长。
图11是摆动板14的俯视平面图，示出了端面齿32的子组。每个端面齿均可在上环形表面28上具有楔形轨迹。即，由第三驱动面68与上环形表面28的交会形成的线78可延伸穿过摆动轴线。由第四驱动面70与上环形表面28的交会形成的另一线80可延伸穿过摆动轴线。线78和80可延伸穿过摆动板的质心。
图12是示例性单个端面齿32的沿着图11中的平面12-12截取的剖视图。第三驱动面68和第四驱动面70中的一者或两者可基本是平面的。每个端面齿的上表面72可具有宽度W1。上表面的宽度可沿着端面齿变化，参见例如图11。宽度W1可具有靠近端面齿的近端60的最大值，参见图11。宽度W1可随着高度H1的变化而沿着端面齿变化。
通过将摆动齿和端面齿构造成楔形并将上环形表面构造成锥形，由摆动和端面齿施加在端面和摆动齿上的接触力可大致垂直于从摆动板的质心延伸的径向线。特别是，由章动的摆动板驱动***中的另一齿轮(例如定子)施加在摆动齿上的接触力将处于这样的方向上，该方向大致垂直于与摆动轴线平行的线且垂直于从与摆动轴线接触的点延伸的径向线。这可确保：随着摆动板的章动，在无论何种装置使用摆动板驱动***10的范围内摆动板的运动不偏心，即，摆动板的质心不游移(travel)。
图13是输出齿轮16的等距视图。为清楚起见，图11中的输出齿轮16相对于其在图1和图2中的取向“上下翻转”。输出齿轮16可在无论何种装置使用摆动板驱动***10的范围内围绕输出轴线34自由旋转。输出齿轮16可联接到输出轴或输出臂。在输出轴线34和多个输出齿38之间，输出齿轮16可具有任何合适的结构。
下环形表面36可以是包含在以下意义中的截头锥形或锥形表面：考虑三个任意点P1、P2和P3，其位于下环形表面上且在围绕输出轴线34的角度方向上彼此间隔开。可存在锥形线L1、L2和L3分别经过这些点中的每个点，每个锥形线均位于下环形表面中。这三个锥形线可延伸经过第四点P4，该第四点P4位于输出轴线上且沿着输出轴线从由三个点P1、P2和P3限定的平面间隔开。下环形表面36可以是凸形的。
多个输出齿中的每个均可具有：近端82，其布置在远离点P4的距离D3处；以及远端84，其布置在远离点P4的距离D4处，距离D4大于D3。
多个输出齿的计数可以是任何适当的数目。输出齿的计数可多于、少于或等于多个端面齿的计数。在图13描绘的示例性实施方式中，存在135个输出齿。
图14是输出齿轮16的细节图，示出了布置在下环形表面36上的若干输出齿38。每个输出齿均可包括第三从动面86。第三从动面可在图13中更清楚地看见。第三从动面86可从输出齿的近端82延伸到远端84。第三从动面86可以是由超过一个平面构成的平面状，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。第三从动面86可被构造成随着摆动板14(参见图8)围绕输出齿轮16在第一章动方向上章动而与摆动齿32的第三驱动面68接合。
在输出齿38的与第三从动面86相反的侧面上可具有第四从动面88。第四从动面88可从输出齿的近端82延伸到远端84。第四从动面88可以是由超过一个平面构成的平面状，或者可由具有曲率的一个或多个表面构成。第四从动面88可被构造成随着摆动板14围绕输出齿轮16在第二章动方向上章动(参见图8)而与摆动齿32的第四驱动面70接合。
每个输出齿38均可具有下表面90，该下表面90从第三从动面86延伸到第四从动面88。下表面90可将输出齿高度H2限定为下环形表面36与输出齿的下表面90之间的距离，这沿着平行于输出轴线的方向测得。输出齿高度H2沿着输出齿可以是恒定的或可以是不恒定的。输出齿高度H2可具有靠近输出齿的近端82的最小值。
图15是输出板16的仰视平面图，示出了输出齿38的子组。每个输出齿均可在下环形表面36上具有楔形轨迹，采取与端面齿32可在上环形表面28上具有楔形轨迹(参见图11)相同的方式。即，由第三从动面86与下环形表面36的交会形成的线92可延伸穿过输出轴线。由第四从动面88与下环形表面36的交会形成的另一线94可延伸穿过输出轴线。
图16是示例性单个输出齿38沿着图15中的平面16-16截取的剖视图。第三从动面86和第四从动面88中的一者或两者可基本是平面的。每个输出齿的下表面90可具有宽度W2。下表面的宽度可沿着输出齿变化，参见例如图15。宽度W2可具有靠近端面齿的近端82的最大值，参见图15。宽度W2可随着高度H2的变化而沿着输出齿变化。
图17是在图1中的A处截取的摆动板驱动***10的侧视平面图。摆动板14可具有向下位置、0度位置或0度点100，其可以是摆动板上最远离输出板的位置或点，这在平行于中心轴线18的方向上测得。在0度点，摆动板可最接近定子12，这在平行于中心轴线的方向上测得。
摆动板驱动***10可被构造成使得摆动板可围绕定子和输出齿轮在第一章动方向(由箭头102指示)上章动。当摆动板14在第一章动方向上章动时，向下位置100可在方向102(即，在图17中向右)上移动。摆动板驱动***10可被构造成使得摆动板14可围绕定子和输出齿轮在第二章动方向(由箭头104指示)上章动。当摆动板14在第二章动方向上章动时，摆动板14的向下位置100可在方向104上移动。
图18是在图1中的B处截取的摆动板驱动***10的侧视平面图。摆动板14可具有90度位置106，该90度位置106在第一章动方向102上远离向下位置100达90度。即，90度位置可以是在由箭头102指示的方向上从0度位置100起围绕摆动板14的四分之一路途。
随着摆动板14在第一章动方向上章动，90度位置106可在方向102上移动。在向下位置100(参见图17)和90度位置106之间，多个摆动齿可与多个定子齿基本上不进行接触。在向下位置和90度位置之间，可在多个端面齿和多个输出齿之间基本上不接触。
图19是在图1中的C处截取的摆动板驱动***10的侧视平面图。摆动板14可具有180度位置108，该180度位置108在第一章动方向102上远离向下位置100达180度。即，180度位置可位于摆动板14的与向下位置相反的一侧。
随着摆动板14在第一章动方向上章动，180度位置108可在方向102上移动。在90度位置106(参见图18)和180度位置108之间，可在多个摆动齿和定子齿之间基本上不接触。在90度位置106(参见图18)和180度位置108之间，可在多个端面齿和输出齿之间基本上不接触。
图20是在图1中的D处截取的摆动板驱动***10的侧视平面图。摆动板14可具有270度位置或270度点110，其在第一章动方向102上围绕摆动板的周界远离向下位置达270度。即，270度位置110可以是在由箭头102指示的方向上从0度位置100围绕摆动板14的四分之三路途。
随着摆动板14在第一章动方向上章动，270度位置110可在方向102上移动。在180度位置108(参见图19)和270度位置110之间，可在多个摆动齿和定子齿之间基本上不接触。在180度位置和270度位置之间，在多个端面齿和多个输出齿之间可接合或接触。
在图1至图24描绘的示例中，摆动齿的计数比定子齿的计数少一个。如下面参照图21至图25更充分描述的，当摆动板14在第一章动方向102上章动时，摆动板14还可在第一旋转方向112上更缓慢地旋转。在该示例中，第一旋转方向112与第一章动方向102相反。
进一步，在该示例中，端面齿的计数与输出齿的计数相同。随着摆动板围绕输出板在第一章动方向上章动，多个端面齿的每个端面齿均可与多个输出齿交替地接合和脱离。端面齿和输出齿的特性可防止摆动板相对于输出板的任何滑动。因此，如果特定端面齿(即端面齿32a)与特定输出齿(即输出齿38a)接合，则在第一章动期间，同一端面齿32a可在随后的第二章动期间与同一输出齿38a接合。这种接合可采取在端面齿32a的第三驱动面68a和输出齿38a的第三从动面86a之间接触的形式。随着摆动板14可在第一旋转方向112上旋转并且第三驱动面68a可将接触力施加于第三从动面86a上，输出板16随后也可在第一旋转方向112上旋转。这种相互作用可发生在每一对相互作用的端面齿和输出齿次之间，使得输出板16可随着摆动板14的旋转而连续旋转。
随着摆动板在第一章动方向102上章动，可在270度位置和0度位置(参见图17)之间在多个端面齿和输出齿之间基本上不接触。随着摆动板在第一章动方向102上章动，多个摆动齿可与多个定子齿接合。摆动和定子齿的这种接合将参照图21至图25更充分描述。
图21是图17的放大视图，示出了摆动齿30的子组和定子齿22的子组的相对布置(靠近摆动板的向下位置)。如上面描述的，多个摆动齿可在0度位置(在图21的中心)和270度位置(当摆动板在第一章动方向102上章动时，在图21中观察时靠左)之间与多个定子齿接合。例如，具体参照摆动齿和定子齿，摆动齿30a和30b可分别与定子齿22a和22b接合，摆动齿30c可与定子齿22c刚开始接合，而摆动齿30d和30e可能尚未分别与定子齿22d和22e接合。
摆动齿和定子齿之间的第一接触点或接合点可靠近每个齿的顶点而发生。例如，摆动齿30c和定子齿22c之间的第一接触点可位于摆动齿30c的顶点74c和定子齿22c的顶点52c之间。替代地，摆动齿和定子齿的相应顶点可在齿首先接触时不直接对准，而是可在任一方向102或方向112上相对于彼此间隔开。
随着摆动板在第一章动方向102上章动，示例性摆动齿30a和示例性定子齿22a之间的接触可基本上发生在定子齿22a的第一驱动面44a和摆动齿30a的第一从动面64a之间。这种接触可发生在摆动齿30a处于0度位置和270度位置之间的时候。
图22是图18的放大视图，示出了摆动齿30的子组和定子齿22的子组的相对布置(靠近摆动板的90度位置，摆动板在第一章动方向102上章动)。如上面描述的，多个摆动齿可在0度位置和90度位置之间与多个定子齿基本上不接触。
图23是图19的放大视图，示出了摆动齿30的子组和定子齿22的子组的相对布置(靠近摆动板的180度位置)。如上面描述的，随着摆动板在第一章动方向102上章动，多个摆动齿可在90度位置和180度位置之间与多个定子齿基本上不接触。
图24是图20的放大视图，示出了摆动齿30的子组和定子齿22的子组的相对布置(靠近摆动板的270度位置)。如上面描述的，随着摆动板在第一章动方向102上章动，多个摆动齿可在180度位置和270度位置之间与多个定子齿基本上不接触。
当摆动板在第一章动方向102上章动时，多个摆动齿可在0度位置和270度位置之间与多个定子齿接合，即，位于向下位置和270度位置之间的四分位内。然而，摆动齿不需要在0度位置和270度位置之间的每个部位处与定子齿接合。接合可首先在摆动齿靠近0度位置时开始，并且可在此摆动齿处于0度位置和270度位置之间的任何部位时终止。例如，当摆动齿30f靠近向下位置时，摆动齿30f可能已与对应的定子齿22f开始接合。这种接触可开始于：摆动齿30f的顶点74f与定子齿22f接触(靠近定子齿的顶点52f)。如图24中描绘的，摆动齿30f与定子齿22f之间的接合在摆动齿30f靠近270度位置之前终止。
图25是单个摆动齿30g以及一对相邻定子齿22g和22h的示意图，示出了在摆动板沿第一章动方向102的一次完整章动的过程中摆动齿30g处于五个连续位置120、122、124、126和128。随着摆动板在第一章动方向102上章动，摆动板可在第一旋转方向112上旋转。即，(如图25中看见的)随着摆动板的向下位置向右移动，(如图25中看见的)摆动板及其多个摆动齿可向左移动。
摆动齿30g可在齿30g靠近摆动板的向下位置时的第一时间采取第一位置120，参见图17和图21。摆动齿30g可在齿30g靠近摆动板的270度位置时的第二时间采取第二位置122，参见图20和图24。摆动齿30g可在齿30g靠近摆动板的180度位置时的第三时间采取第三位置124，参见图19和图23。摆动齿30g可在齿30g靠近摆动板的90度位置时的第四时间采取第四位置126，参见图18和图22。摆动齿30g可在齿30g靠近摆动板的0度位置时的第五时间采取第五位置128，参见图17和图21。在第一时间和第五时间之间，摆动板可完成一次完整章动。注意到，出于在五个位置之间区分的目的，摆动齿30g在处于位置122和126时的角度可被夸大。
定子12及其多个定子齿22可限定一平面，在图25的横截面中示为130。平面130可垂直于中心轴线18并且可与多个定子齿22中的每个相交于公共部位，参见图3。即，平面130可与每个定子齿相交于定子齿的顶点52和连接表面54之间的任何点处，参见图6。为清楚起见，平面130已描绘为大致平分图25中的每个定子齿22。
第一位置120和第五位置128可位于多个定子齿和平面130的下方。第三位置124可位于多个定子齿和平面130的上方。在摆动板的单次章动期间，摆动齿30g可从多个定子齿下方的第一位置120移动，经过由多个定子齿限定的平面130，到达多个定子齿上方的第三位置124，返回经过由多个定子齿限定的平面130，并且到达多个定子齿下方的第五位置。在本文中，上方和下方可相对于平面130并沿着中心轴线18，参见图3。
随着摆动齿30g在第一位置120和第二位置122之间移动，定子齿22g的第一驱动面44g可与摆动齿30g的第一从动面64g接合。这种接合可采取滚动接触的形式，其中第一从动面沿着第一驱动面滚动。该滚动接触可与许多标准齿轮接口形成对比，其中齿轮齿的相对两面经由滑动接触而相互作用。一般而言，假设涉及相同的两个表面，两个表面之间的滚动接触比滑动接触具有少得多的摩擦。由于摆动板仅可当在第一章动方向上章动时在0度位置和270度位置之间与定子接触，并且这种接触可限制为多个摆动齿的子组和定子齿的子组之间的滚动接触，摆动板可围绕定子章动，具有非常少的摩擦。这样的构造可导致将章动运动高效地转移为旋转运动。
因为摆动齿和定子齿中的每个均可呈楔形，定子齿22g和摆动齿30g之间的接触力可施加在齿之间的接触点处，并且接触力可大致垂直于这样的线，该线平行于中心轴线且平行于从接触点延伸到中心轴线的径向线。定子齿22g和摆动齿30g的接合可沿着垂直于图25的示意图的接触线发生，接触线延伸穿过摆动板的质心。
摆动板驱动***10的传动比可以通过了解多个定子、摆动齿、端面齿和输出齿的计数而进行计算。在图1至图25示出的示例中，存在181个定子齿、180个摆动齿、135个端面齿和135个输出齿。在每次章动期间，每个摆动齿可与特定定子齿接合，从多个定子齿脱离，然后与邻近初始定子齿的定子齿接合。由此，为使任何摆动齿返回至其初始位置，摆动板可进行181次章动。换句话说，摆动板的181次章动可对应于摆动板的一个单次旋转。因为输出板具有与摆动板的端面齿相同的齿数，输出板可以以与摆动板相同的速率旋转。摆动板驱动***10可具有等于定子齿的数目的传动比，其可落入数十定子齿到数百定子齿的范围内。这对仅有两个移动部分的***来说是非常大的传动比。
如本领域技术人员将理解的，对于定子齿、摆动齿、端面齿和输出齿的数目以及这些齿数之间的差，存在许多可能性。取决于摆动板驱动***10的期望应用和/或用于***的材料，相应多个齿的数目可以做出适当的选择。
上面涉及图17至图25的讨论在很大程度上集中于在第一章动方向102上章动的摆动板(参见图17)。摆动板14还可在第二章动方向104上章动。当在第二章动方向上章动时，向下位置100可如图17中观察地向左移动。
随着摆动板14在第二章动方向104上章动，多个端面齿的每个端面齿均可与多个输出齿交替地接合并脱离。例如，在第一章动期间，特定的端面齿32b可与特定的输出齿38b接合，参见图20。在随后第二章动期间，在端面齿和输出齿的数目相同的情况下，端面齿32b可与相同的输出齿38b接合。这种接合可采取端面齿32b的第四驱动面70b和输出齿38b的第四从动面88b之间接触的形式。摆动板可在第二旋转方向132上旋转并且第四驱动面70b可将接触力施加于第四从动面88b上，输出板16随后也可在第二旋转方向132上旋转。
当摆动板14在第二章动方向104上章动时，多个摆动齿中的每个齿均可在第二旋转方向132上旋转。关于图25，单个摆动齿30g可连续占据位置128、126、124、122和120，顺序与摆动板14在第一方向上章动时相反。即，摆动齿30g可首先在第五位置128与定子齿接触。然后，摆动齿30g可沿着摆动齿30g的第二从动面66g和定子齿22h的第二驱动面46h在第五位置128和第四位置126之间与定子齿22h滚动接触。然后，摆动齿30g可在它从第四位置126移向第三位置124、第二位置122和第一位置120时与多个定子齿基本上不接触。一旦到达第一位置120，然后摆动齿30g可在随后章动开始时与齿22g接触。
图26描绘了用于操作根据本公开各方面的摆动板驱动机构的一般指示为200的方法的多个步骤。摆动板驱动机构可以是参照图1至图25描绘并讨论的任何实施方式。虽然方法200的各种步骤在下面描述并描绘在图26中，但是各步骤不一定需要都执行，在一些情况下可按照与示出顺序不同的顺序来执行，并且在一些情况下可同时执行。
方法200可包括步骤202：使转子绕支点章动，转子包括多个摆动齿和多个端面齿。如参照图7讨论的，摆动板或转子14可由支点支撑。转子14可具有摆动轴线24，该摆动轴线24可围绕静止的中心轴线18前进或章动。章动的摆动轴线24和静止的中心轴线18可参照图2来观看并讨论。多个摆动齿可布置在外柱形表面上，并且多个端面齿可布置在上环形表面上。上环形表面可以是锥形表面。
转子可具有多个摆动齿和多个端面齿，参见例如，图2至图25中讨论的多个摆动齿30和多个端面齿32。如相对于图6讨论的，多个摆动齿中的每个齿均可具有由圆和椭圆的复合渐开线限定的端面。多个端面齿中的每个齿均可在上环形表面上具有楔形轨迹。
方法200可包括步骤204：推动转子的第一侧面以在第一部位处压靠静止的定子，定子包括多个定子齿。例如，第一部位可以是图17中描绘的向下位置100。如参照图21描述的，靠近向下位置，多个摆动齿中的摆动齿可与多个定子齿中的定子齿接触。
定子可包括多个定子齿，参见例如图2中描绘的多个定子齿22。如相对于图6讨论的，多个定子齿中的每个齿均可具有由圆和椭圆的复合渐开线限定的端面。
一对相邻的定子齿可将齿距限定为一对相邻的定子齿的每个齿上的对应部位之间的角距。例如，参照图5，齿距可以是任何两个相邻的定子齿之间的单个定子齿的角宽度A2和角距A3的和，这在围绕中心轴线18的角度方向上测得，参见图3。每个定子齿均可具有在远离内柱形表面的部位处截取的横截面形状，参见例如图6。定子齿的横截面形状的角宽度可小于齿距的一半。定子齿的横截面形状的角宽度可以是图5中所见的角宽度A2。
定子可包括一组电磁体。这一组电磁体中的每个均能够产生可变的磁场。磁场的强度和方向均可以是可变的。这一组电磁体中的每个均可以是独立可控的。这一组电磁体中的每个均可在电流通过电磁体时产生磁场。电流可以是交流电或直流电。
转子可包括磁性材料，该磁性材料能够响应于由静止的定子中的这一组电磁体产生的磁场。通过施加到转子的磁力可推动转子的第一侧面以压靠定子，磁力是转子针对由定子的电磁体产生的磁场的响应。
方法200可包括步骤206：推动转子的第二侧面以在与第一部位相反的第二部位处压靠输出板，输出板包括多个输出齿。转子的第二侧面可以是图2中看见的上环形表面28。第二部位可以是图19中描绘的180度位置108，其可位于转子的与向下位置相反的侧面上。
输出板可以是输出齿轮16，并且多个输出齿可以是图2中示出的多个输出齿38。多个输出齿中的每个均可在输出板的下环形表面上具有楔形轨迹。
转子的第二侧面可被施加到转子的磁力推动以压靠输出板。转子上的第二部位可被磁力直接或间接地推向输出板。对于直接示例，力可在第二部位处施加到转子，力指向输出板。在间接示例中，转子可由靠近摆动轴线的支点支撑。如果磁力在第一部位处在远离输出板的方向上施加到转子，则位于转子的相反侧面上的第二部位可朝向输出板进行杠杆运动，很像跷跷板。由此，转子上的第二部位可通过在第一部位处施加到转子的力和支点的支撑的综合效应而被推向输出板。
步骤204的定子可限定定子平面，例如，参照图25描述的平面130。步骤206的输出板可被构造成平行于定子平面。例如，输出板和定子可分别具有图2中示出的基本重合的对称轴线34和18。步骤202的转子可被构造成相对于定子平面和输出板以一角度倾斜并且布置在定子和输出板之间，参见例如图2。
方法200可包括步骤210：随着转子绕支点章动，将摆动齿与定子齿接合并将端面齿与输出齿接合。步骤210可与步骤202同时执行，即，多个齿的接合可随着转子绕支点章动而发生。随着转子的章动，任何单独的摆动齿可处于与第一定子齿接合的时期、下转子齿未与任何齿接合的时期以及与邻近第一定子齿的第二定子齿接合的时期，参见涉及图24至图25的讨论。接合可以是端面之间的滚动接触，其可由圆和椭圆的复合渐开线限定。
随着转子的章动，任何单独的端面齿可具有与第一输出齿接合的时期、端面齿未与任何齿接合的时期以及再次与该同一第一输出齿接合的时期。
多个定子齿、摆动齿、端面齿和输出齿中的齿数的计数可被构造成为输出板的每个单次旋转提供若干次章动。例如，在图1至图25示出的示例中，存在181个定子齿、180个摆动齿、135个端面齿和135个输出齿。如相对于图25讨论的，该构造导致在输出板每一次旋转时转子将章动约181次的传动比。然而，多个齿的计数的其它选择可以取决于期望传动比和其它设计约束而做出。
方法200可任选地包括步骤208：在第三部位处在朝向定子的方向上将力施加到转子。第三部位可以是图18中示出的90度位置106。即，第三部位可在第一章动方向(参见图17中的102)上围绕转子从第一部位偏移90度。替代地，第三部位可以是图20中示出的270度位置110。即，第三部位可在第二章动方向(参见图17中的104)上围绕转子从第一部位偏移90度。
如果转子在第一部位处与定子接触并且将力施加在围绕转子距第一部位达90度的第三部位处，则该力可造成转子在朝向第三部位的方向上章动。即，如果引力施加到图18中示出的90度位置106并且转子14在此位置响应于此力而移向定子12，则随着摆动板在第一章动方向上章动，在四分之一章动之后转子14上的该同一部位现在将处于向下位置100，参见图17。将力施加在270度位置110可造成摆动板在第二章动方向上章动。
在任一章动方向上将力施加到一直处于向下位置之前90度的转子可驱动转子绕支点章动。如参照步骤204描述的，磁力可由定子的一组电磁体产生的磁场施加到转子。因为可控制由这一组电磁体产生的磁场的强度和方向，施加到转子的力可改变其强度、方向及其在转子上的部位。电磁力可用于推动转子齿与定子齿和输出板的接合，以及驱动转子本身的章动。
方法200可任选地包括步骤212：将输出臂联接到输出板。有许多方式将旋转的板或齿轮联接到臂或轴，使得板的角旋转对应于臂的线性移动。因为在方法200中使用的摆动板驱动机构可被构造成使得转子的多次章动仅致使输出板旋转一次，这样的机构可用于产生能够非常精细控制输出板或输出臂的致动器。
方法200的摆动板驱动机构可被构造成使得在摆动板的单次章动期间，多个摆动齿中的至少一个被构造成从多个定子齿下面的第一位置移动，经过由多个定子齿限定的平面，到达位于多个定子齿上方的第二位置，返回经过由多个定子齿限定的平面，并且到达位于多个定子齿下方的第三位置，参见例如涉及图25的讨论。
方法200的步骤不需要按照上面列出或图26中示出的顺序完成。事实上，方法200的一些或所有步骤可在同一时间执行。方法200的一些或所有步骤可执行持续摆动板驱动机构的部分或全部使用时间。
方法200主要描述了使用摆动板驱动机构作为电动马达，其中电能转换为章动和旋转的摆动板以及旋转的输出板的机械能。这样的摆动板驱动机构具有其它使用方法。例如，上述能量转换可以逆向进行，其中平移的输出轴或旋转的输出板的机械能转换为章动和旋转的摆动板的机械能。然后，该能量可以转换为定子的电磁线圈的电能。由此，摆动板驱动机构可用作发电机或机械调速器(被构造成限制输出板的旋转能量)。
进一步，本公开包括根据以下条款的实施方式：
1、一种摆动板驱动***，所述摆动板驱动***包括：
定子，所述定子具有中心轴线和布置在内柱形表面上的多个定子齿；
摆动板，所述摆动板具有相对于所述中心轴线以非零角度布置的摆动轴线，具有外柱形表面，并具有上环形表面，在所述外柱形表面上布置有多个摆动齿，并且在所述上环形表面上布置有多个端面齿；以及
输出齿轮，所述输出齿轮具有与所述中心轴线大致对准的输出轴线，具有下环形表面，并具有布置在所述下环形表面上的多个输出齿；
其中，随着所述摆动板围绕所述定子章动，所述摆动板被构造成旋转，所述多个摆动齿被构造成与所述多个定子齿接合，并且所述多个端面齿被构造成与所述多个输出齿接合。
2、根据条款1所述的摆动板驱动***，其中，所述多个摆动齿中的每个齿均被构造成随着所述摆动板围绕所述定子章动而经由滚动接触来接合所述多个定子齿中的齿。
3、根据条款1所述的摆动板驱动***，其中，所述摆动板具有在沿着所述中心轴线的方向上最远离所述输出齿轮的0度点，并具有在章动方向上从所述0度位置起围绕所述摆动板的周界达270度的270度位置，并且所述多个摆动齿中的一个摆动齿与所述定子的布置在所述270度位置和所述0度点之间的四分位中的所述多个定子齿中的对应一个定子齿接合。
4、根据条款1所述的摆动板驱动***，其中，所述多个定子齿中的每个齿均具有远离所述内柱形表面的定子齿横截面形状，且所述多个摆动齿中的每个齿均具有远离所述外柱形表面的摆动齿横截面形状，并且每个定子齿横截面形状和每个摆动齿横截面形状均至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定。
5、根据条款1所述的摆动板驱动***，其中，所述多个定子齿中的一个定子齿和所述多个摆动齿中的一个摆动齿之间的接触力施加于这些齿之间的接触点处，所述接触力大致垂直于与所述中心轴线平行的线以及从所述接触点延伸到所述中心轴线的径向线。
6、根据条款1所述的摆动板驱动***，其中，所述多个定子齿中的一个定子齿和所述多个摆动齿中的一个摆动齿的接合沿着接触线发生，并且所述接触线延伸穿过所述摆动板的质心。
7、根据条款1所述的摆动板驱动***，其中，所述多个摆动齿中的每个摆动齿均具有在围绕所述摆动轴线的角度方向上测得的角宽度，所述角宽度小于在围绕所述中心轴线的角度方向上测得的所述多个定子齿中的相邻定子齿之间的角间距的一半。
8、根据条款1所述的摆动板驱动***，其中，在所述摆动板的单次章动期间，所述多个摆动齿中的至少一个被构造成从位于所述多个定子齿下方的第一位置移动，经过由所述多个定子齿限定的平面，到达位于所述多个定子齿上方的第二位置，返回经过由所述多个定子齿限定的平面，并且到达位于所述多个定子齿下方的第三位置，其中下方和上方相对于由所述多个定子齿限定的平面来限定。
9、一种用于操作摆动板驱动机构的方法，所述方法包括：
使转子绕支点章动，所述转子包括布置在外柱形表面上的多个摆动齿并包括布置在上环形表面上的多个端面齿；
推动所述转子的第一侧面以在第一部位处压靠定子，所述定子包括多个定子齿；
推动所述转子的第二侧面以在第二部位处压靠输出板，所述第二部位位于所述转子的相对于所述第一部位的相反侧，所述输出板包括多个输出齿；以及
随着所述转子绕所述支点章动，将所述摆动齿与所述定子齿接合并且将所述端面齿与所述输出齿接合。
10、根据条款9所述的方法，其中，所述多个摆动齿和所述多个定子齿中的每个齿均具有由圆和椭圆的复合渐开线限定的端面。
11、根据条款9所述的方法，其中，
一对相邻的定子齿限定的齿距为所述一对相邻的定子齿中的每个齿上的对应部位之间的角距；并且
每个定子齿均具有远离内柱形表面的横截面形状，所述横截面形状的角宽度小于所述齿距的一半。
12、根据条款9所述的方法，其中，所述定子限定定子平面，所述输出板被构造成平行于所述定子平面，并且所述转子被构造成相对于所述定子平面和所述输出板以一角度倾斜且被布置在所述定子和所述输出板之间。
13、根据条款9所述的方法，所述方法进一步包括：在第三部位处在朝向所述定子的方向上将力施加到所述转子，所述第三部位在章动方向上围绕所述转子从所述第一部位起偏移90度。
14、根据条款9所述的方法，其中，在所述转子的单次章动期间，所述多个摆动齿中的至少一个被构造成从所述多个定子齿下方的第一位置移动，经过由所述多个定子齿限定的平面，到达位于所述多个定子齿上方的第二位置，返回经过由所述多个定子齿限定的平面，并且到达位于所述多个定子齿下方的第三位置，其中下方和上方相对于由所述多个定子齿限定的平面来定义。
15、一种用在章动的摆动板驱动***中的摆动板，所述摆动板包括：
摆动轴线、平行于所述摆动轴线的外柱形表面、以及上环形表面；
布置在所述外柱形表面上的一组摆动齿，所述摆动齿从所述外柱形表面延伸而远离所述摆动轴线；以及
布置在所述上环形表面上的一组端面齿；
其中，这一组摆动齿中的至少一个具有远离所述外柱形表面的横截面形状，所述横截面形状至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定。
16、根据条款15所述的摆动板，其中，所述一组摆动齿中的每个齿均具有至少一个接合表面，所述至少一个接合表面取向为使得沿着所述接合表面延伸的线还延伸穿过所述摆动板的质心。
17、根据条款15所述的摆动板，其中，所述一组摆动齿中的每个齿均具有在围绕所述摆动轴线的角度方向上测得的角宽度，所述角宽度小于所述一组摆动齿中的相邻齿之间的角距的一半。
18、根据条款15所述的摆动板，其中，所述一组摆动齿中的每个齿均具有两个接合表面，所述两个接合表面中的每个均由圆和椭圆的复合渐开线限定，所述两个接合表面限定摆动齿的相反两侧。
19、根据条款15所述的摆动板，其中，所述一组摆动齿被构造成使得由所述章动的摆动板驱动***中的另一齿轮施加在齿上的接触力将位于这样的方向上：所述方向大致垂直于与所述摆动轴线平行的线以及从接触点延伸到所述摆动轴线的径向线。
20、根据条款15所述的摆动板，其中，所述上环形表面为截头锥形表面，所述截头锥形表面被构造成使得所述摆动板的质心为所述截头锥形表面的顶点。
优点、特征、优势
本文中描述的摆动板驱动***的不同实施方式提供了优于设计马达的公知方案的若干优点，具有高传动比，还占用较小容积。根据本公开，数百的传动比可以仅使用定子、摆动板和输出板，这样的机构可以包含在较小容积内。例如，本文中描述的说明性实施方式允许章动的摆动板的高效率非偏心运动。没有公知的***或装置可以执行这些功能，特别在这样的较小容积中。由此，本文中描述的说明性实施方式特别用于产生具有非常精细的马达控制的致动器。然而，并非所有本文中描述的实施方式都提供相同的优点或相同程度的优点。
结论
上面阐述的公开内容可涵盖具有独立使用的多个不同公开内容。虽然这些公开内容均已公开为其优选的形式，但是其在本文中公开且图示的具体实施方式并不考虑为限制的意义，因为许多变型是可能的。在本公开内使用章节标题的程度上，这样的标题仅出于组织性目的，并不构成任何要求保护的公开内容的特征。本公开的主题包括本文中公开的各种元件、特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合及子组合。以下权利要求书特别指出视为新颖和非显而易见的某些组合及子组合。体现在特征、功能、元件和/或属性的其它组合及子组合中的公开内容可声明在要求本申请或相关申请优先权的申请中。不论涉及不同公开内容或相同公开内容，而且不论原始权利要求书的范围更宽、更窄、相同或不同，这样的权利要求都还视为包括在本公开的公开内容的主题内。

Claims (14)

1.一种摆动板驱动***(10)，所述摆动板驱动***包括：
定子(12)，所述定子具有中心轴线(18)和布置在内柱形表面(20)上的多个定子齿(22)；
摆动板(14)，所述摆动板具有：相对于所述中心轴线以非零角度布置的摆动轴线(24)；外柱形表面(26)；上环形表面(28)；布置在所述外柱形表面上的多个摆动齿(30)；以及布置在所述上环形表面上的多个端面齿(32)；以及
输出齿轮(16)，所述输出齿轮具有：与所述中心轴线大致对准的输出轴线(34)；下环形表面(36)；以及布置在所述下环形表面上的多个输出齿(38)；
其中，随着所述摆动板围绕所述定子章动，所述摆动板被构造成进行旋转，所述多个摆动齿被构造成与所述多个定子齿接合，并且所述多个端面齿被构造成与所述多个输出齿接合。
2.根据权利要求1所述的摆动板驱动***(10)，其中，所述多个摆动齿(30)中的每个摆动齿均被构造成随着所述摆动板(14)围绕所述定子(12)章动而经由滚动接触来接合所述多个定子齿(22)中的齿。
3.根据权利要求1所述的摆动板驱动***(10)，其中，所述摆动板(14)具有在沿着所述中心轴线(18)的方向上最远离所述输出齿轮(16)的0度位置(100)，并具有在章动方向上从所述0度位置起围绕所述摆动板的周界在270度处的270度位置(110)，并且所述多个摆动齿(30)中的一个摆动齿与所述定子(12)的、布置在所述270度位置和所述0度位置之间的四分位中的多个定子齿(22)中的对应一个定子齿接合。
4.根据权利要求1所述的摆动板驱动***(10)，其中，所述多个定子齿(22)中的每个定子齿均具有远离所述内柱形表面(20)的定子齿横截面形状，且所述多个摆动齿(30)中的每个摆动齿均具有远离所述外柱形表面(26)的摆动齿横截面形状，并且每个定子齿横截面形状和每个摆动齿横截面形状均至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的摆动板驱动***(10)，其中，所述多个定子齿(22)中的一个定子齿和所述多个摆动齿(30)中的一个摆动齿之间的接触力施加于这两个齿之间的接触点处，所述接触力大致垂直于与所述中心轴线(18)平行的线以及从所述接触点延伸到所述中心轴线的径向线。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的摆动板驱动***(10)，其中，所述多个定子齿(22)中的一个定子齿和所述多个摆动齿(30)中的一个摆动齿的接合沿着接触线发生，并且所述接触线延伸穿过所述摆动板(14)的质心(58)。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的摆动板驱动***(10)，其中，所述多个摆动齿(30)中的每个摆动齿均具有在围绕所述摆动轴线(24)的角度方向上测得的角宽度(A4)，所述角宽度比在围绕所述中心轴线(18)的角度方向上测得的所述多个定子齿(22)中的相邻定子齿之间的角间距的一半要小。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的摆动板驱动***(10)，其中，在所述摆动板(14)的单次章动期间，所述多个摆动齿(30)中的至少一个摆动齿被构造成从位于所述多个定子齿(22)下方的第一位置移动，经过由所述多个定子齿限定的平面，到达位于所述多个定子齿上方的第二位置，返回经过由所述多个定子齿限定的所述平面，并且到达位于所述多个定子齿下方的第三位置，其中下方和上方相对于由所述多个定子齿限定的所述平面来定义。
9.一种用于操作摆动板驱动机构的方法，所述方法包括：
使摆动板(14)绕支点章动，所述摆动板具有摆动轴线(24)并包括布置在外柱形表面(26)上的多个摆动齿(30)以及布置在上环形表面(28)上的多个端面齿(32)；
推动所述摆动板的第一侧面以在第一部位处压靠定子(12)，所述定子具有相对于所述摆动轴线(24)以非零角度布置的中心轴线(18)并包括布置在内柱形表面(20)上的多个定子齿(22)；
推动所述摆动板的第二侧面以在第二部位处压靠输出齿轮(16)，所述第二部位位于所述摆动板的相对于所述第一部位的相反侧，所述输出齿轮包括布置在下环形表面(36)上的多个输出齿(38)；以及
随着所述摆动板绕所述支点章动，使所述摆动齿与所述定子齿接合并且使所述端面齿与所述输出齿接合。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个摆动齿(30)中的每个齿和所述多个定子齿(22)中的每个齿均具有由圆和椭圆的复合渐开线限定的面。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，
一对相邻的定子齿限定的齿距为所述一对相邻的定子齿中的每个齿上的对应部位之间的角距(A3)；并且
每个定子齿均具有远离所述内柱形表面(20)的横截面形状，所述横截面形状的角宽度(A2)比所述齿距的一半要小。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的方法，其中，所述定子(12)限定定子平面(130)，所述输出齿轮(16)被构造成平行于所述定子平面，并且所述摆动板(14)被构造成相对于所述定子平面和所述输出齿轮以一角度倾斜且布置在所述定子和所述输出齿轮之间。
13.根据权利要求9至11中的任一项所述的方法，所述方法进一步包括：在第三部位处在朝向所述定子(12)的方向上将力施加到所述摆动板(14)，所述第三部位是在章动方向上围绕所述摆动板从所述第一部位起偏移90度。
14.根据权利要求9至11中的任一项所述的方法，其中，在所述摆动板(14)的单次章动期间，所述多个摆动齿(30)中的至少一个摆动齿被构造成从位于所述多个定子齿(22)下方的第一位置移动，经过由所述多个定子齿限定的平面，到达位于所述多个定子齿上方的第二位置，返回经过由所述多个定子齿限定的所述平面，并且到达位于所述多个定子齿下方的第三位置，其中下方和上方相对于由所述多个定子齿限定的所述平面来定义。
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