CN212726728U - 减速电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了减速电机，旨在解决现有技术中存在的减速电机体积大、输出角度的控制精度较差的技术问题。本实用新型包括机壳及位于机壳内的定子、转子、电路板；所述定子与转子相配合，所述电路板与定子连接；还包括行星轮系、输出轴以及转角检测器；转子上沿其轴线设有第一通孔；行星轮系位于机壳内，行星轮系的内齿圈与机壳固定连接，行星轮系的中心轮与所述转子共轴且固连，中心轮上沿其轴线设有第二通孔；输出轴一端穿出机壳，另一端与行星架固连，并依次穿过第二通孔、第一通孔后与转角检测器的旋转端连接，转角检测器的固定端与电路板连接。本实用新型结构紧凑，控制精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及减速电机。
背景技术
现有的减速电机均为电机与减速机的结合，通常以输出扭矩为主要目的，其电机输入转速较高、减速比较大，而现有的减速机体积又比较大，因此，二者结合在一起的结构存在非常多的冗余空间，而且整体重量很大；对于一些输出转速要求较高的设备而言，为了提高减速比，通常采用增加直齿轮传动的方式，由此需进一步增大减速电机的体积和重量，使得减速电机整体功率密度比低，这对于一些体积空间要求苛刻的设备来说极不友好；而且现有减速电机最终输出转速、角度的控制精度较差，经常导致设备整体精度很差。
实用新型内容
本实用新型旨在解决现有技术中存在的减速电机体积大、输出转速或角度的控制精度较差的技术问题，而提供减速电机。
为达到上述目的，本实用新型提供了三种技术方案：
第一种：
一种减速电机，包括机壳及位于机壳内的定子、转子、电路板；所述定子与转子相配合，所述电路板与定子电连接；其特殊之处在于：
还包括行星轮系、输出轴以及转角检测器；
所述转子上沿其轴线设有第一通孔；
所述行星轮系位于机壳内，行星轮系的内齿圈与机壳固定连接，行星轮系的中心轮与所述转子共轴且固连，中心轮上沿其轴线设有第二通孔；
所述输出轴一端穿出机壳，另一端与行星轮系的行星架固连，并依次穿过第二通孔、第一通孔后与转角检测器的旋转端连接，所述输出轴与机壳、第二通孔、第一通孔均间隙配合；
所述转角检测器的固定端与电路板电连接。
进一步地，所述转角检测器采用绝对值磁编码器或角速度传感器。
第二种：
一种减速电机，包括机壳及位于机壳内的定子、转子、电路板；所述定子与转子相配合，所述电路板与定子电连接；其特殊之处在于：
还包括输出轴、转角检测器以及至少两级行星轮系；
所述转子上沿其轴线设有第一通孔；
所述至少两级行星轮系串联设置在机壳内；前一级行星轮系的行星架与后一级行星轮系的中心轮固连；
每级行星轮系的内齿圈均与机壳固定连接，每级行星轮系的中心轮均与所述转子共轴，每个所述中心轮上沿其轴线均设有第二通孔；
第一级行星轮系的中心轮与转子固定连接；
所述输出轴一端穿出机壳，另一端与最后一级行星轮系的行星架固连，并依次穿过所有第二通孔、第一通孔后与转角检测器的旋转端连接，所述输出轴与机壳、第二通孔、第一通孔均间隙配合；
所述转角检测器的固定端与电路板电连接。
进一步地，所述至少两级行星轮系的内齿圈为一体式结构。
进一步地，所述转角检测器采用绝对值磁编码器或角速度传感器。
第三种：
一种减速电机，其特殊之处在于：包括机壳和位于机壳内的驱动电机、电路板、主动轮、过渡轮组、从动轮、行星轮系、转角检测器，以及输出轴；
所述主动轮与驱动电机的输出端连接，并通过过渡轮组与从动轮传动连接，主动轮的轴线与从动轮的轴线相互平行；
所述从动轮中心沿其轴线设有第三通孔；
所述行星轮系的内齿圈与机壳固定连接，中心轮与从动轮固定连接且二者位于同一轴线上；所述中心轮上沿其轴线设有第二通孔；
所述输出轴一端穿出机壳，另一端与行星轮系的行星架固连，并依次穿过第二通孔、第三通孔后与转角检测器的旋转端连接，所述输出轴与机壳、第二通孔、第三通孔均间隙配合；
所述转角检测器的固定端与驱动电机的电路板电连接。
进一步地，所述过渡轮组包括第一过渡轮和第二过渡轮；
所述第一过渡轮与主动轮啮合；
所述第二过渡轮与第一过渡轮共轴且固连；
所述第二过渡轮与从动轮啮合。
进一步地，所述电路板与所述主动轮、从动轮均平行。
进一步地，所述转角检测器采用绝对值磁编码器或角速度传感器。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型的第一种减速电机和第二种减速电机均采用行星轮系与转子同轴连接的方式进行减速，最后一级行星轮系的行星架旋转角度即为最终的输出角度，因此，将转子及行星轮系的中心轮均设置为空心结构，并将输出轴与最后一级行星轮系的行星架固定连接，同时还穿过中心轮和转子后连接角度检测器，即可将最终的输出角度通过角度检测器同步检测出，最后反馈至电路板，再由电路板控制转子的转速，从而控制最终的输出转速或角度，由此形成闭环控制，以最终的输出转速或角度作为直接反馈，有效提高了整个减速电机的控制精度。
2.本实用新型的在原有的电机上直接作以改进，并将行星轮系的内齿圈设置为一体式结构，使得整体结构更为紧凑，减小了冗余空间，从而减小整个减速电机的体积。
3.本实用新型采用普通绝对值磁编码器即可，而无需采用昂贵复杂的空心编码器，降低了成本，并简化了结构。
4.本实用新型的第二种减速电机以前一级行星轮系行星架的输出角度作为后一级行星轮系中心轮的输入角度，因此，行星轮系级数越多，最终减速比会更大，使用中可根据需要适量选择行星轮系的级数，适用性更广。
5.本实用新型的第三种减速电机通过过渡轮组使得主动轮的轴线与从动轮的轴线平行，从而与输出轴平行，由此使得整个减速电机的轴向尺寸减小。
6.本实用新型的减速电机相对于普通的直齿轮传动减速电机，提高了承受力矩的能力。
附图说明
图1是本实用新型第一种减速电机的结构原理图；
图2是本实用新型第二种减速电机的结构原理图；
图3是本实用新型第三种减速电机的结构原理图；
图4是本实用新型第三种减速电机的结构示意图。
附图说明：
1-机壳，2-定子，3-转子，31-第一通孔，4-电路板，5-行星轮系，51-内齿圈，52-中心轮，521-第二通孔，53-行星架，6-输出轴，7-转角检测器，71-旋转端，72-固定端,8-驱动电机，9-主动轮，10-过渡轮组，101-第一过渡轮，102-第二过渡轮，11-从动轮，111-第三通孔。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种减速电机作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。
实施例1：
本实用新型一种减速电机，如图1所示，包括机壳1及位于机壳1内的定子2、转子3、电路板4；定子2与转子3相配合，电路板4与定子2电连接，通过控制定子2的电流大小而控制转子3的转速，该减速电机还包括行星轮系5、输出轴6以及转角检测器7；转子3上沿其轴线设有第一通孔31；
行星轮系5位于机壳1内，行星轮系5的内齿圈51与机壳1固定连接，行星轮系5的中心轮52与转子3位于同一轴线上且二者固定连接，中心轮52上沿其轴线设有第二通孔521；
输出轴6一端穿出机壳1，另一端与行星轮系5的行星架53固连，并依次穿过第二通孔521、第一通孔31后与转角检测器7的旋转端71连接，输出轴6与机壳1、第二通孔521、第一通孔31均间隙配合；转角检测器7的固定端72与电路板4电连接。转角检测器7采用普通绝对值磁编码器或角速度传感器。
本实用新型以无刷电机为基础(避免有刷电机的电刷磨损，使得电机具有相当长的使用寿命)，并配合行星轮系5，电机转子3的输出力作为行星轮系5的中心轮52的输入力，通过行星轮系5进行减速，最终以行星轮系5中行星架53的旋转角度为输出角度，因此将输出轴6与行星架53固定连接，并在输出轴6的另一端连接转角检测器7的旋转端71，通过转角检测器7检测输出转速或角度并反馈至电路板4，再通过电路板4控制定子2的电流，从而控制最终的输出转速或角度。通过这个结构方式，省去了电机+减速机组合方案中大量的冗余结构，使得减速电机整体更紧凑，尺寸更小，整体功率密度比更高。
实施例2：
如图2所示，本实施例的结构基本与实施例1结构相同，其不同之处在于本实施例的减速电机包括两级行星轮系5；该两级行星轮系5串联设置在机壳1内；前一级行星轮系5的行星架53与后一级行星轮系5的中心轮52固连；从而使得前一级行星轮系5的输出作为后一级行星轮系5的输入；每级行星轮系5的内齿圈51均与机壳1固定连接，每级行星轮系5的中心轮52均与转子3位于同一轴线上，每个中心轮52上沿其轴线均设有第二通孔521；第一级行星轮系5的中心轮52与转子3固定连接；
输出轴6一端穿出机壳1，另一端与最后一级行星轮系5的行星架53固连，并依次穿过所有第二通孔521、第一通孔31后与转角检测器7的旋转端71连接，输出轴6与机壳1、第二通孔521、第一通孔31均间隙配合，由此将最终的输出角度直接反馈至转角检测器7，转角检测器7的固定端72与电路板4电连接，由此电路板4根据反馈的输出转速或角度控制转子的转速。
该减速电机还可以根据需要配置成2级以上的行星轮系，增加行星轮系的方法是以前一级行星轮系的行星架与后一级行星轮系的中心轮固定连接，驱动后一级行星轮系的中心轮。为了节省空间，多级的行星轮共用同一个内齿圈，行星轮系的级数越多，最终减速比会更大，轴向尺寸也会更长。
该减速电机在保证高效率的同时，出线少，结构紧凑，大大减少了噪音。
实施例3：
一种减速电机，如图3、图4所示，包括机壳1和位于机壳1内的驱动电机8、主动轮9、过渡轮组10、从动轮11、行星轮系5、转角检测器7，以及输出轴6；主动轮9套设于驱动电机8的输出端，并通过过渡轮组10与从动轮11传动连接，使得主动轮9的轴线与从动轮11的轴线相互平行；
从动轮11中心沿其轴线设有第三通孔111；行星轮系5的内齿圈51与机壳1固定连接，中心轮52与从动轮11固定连接且二者位于同一轴线上；中心轮52上沿其轴线设有第二通孔521；输出轴6一端穿出机壳1，另一端与行星轮系5的行星架53固连，并依次穿过第二通孔521、第三通孔111后与转角检测器7的旋转端71连接，输出轴6与机壳1、第二通孔521、第三通孔均间隙配合；转角检测器7的固定端72与电路板4电连接。
为了使得该减速电机的结构更为紧凑，过渡轮组10包括第一过渡轮101和第二过渡轮102；第一过渡轮101与主动轮9啮合；第二过渡轮102与第一过渡轮101共轴且固连；第二过渡轮102与从动轮11啮合。由此将从动轮引至与主动轮并排设置；并将电路板4与主动轮9、从动轮11均平行设置，从而减小整个减速电机的轴向尺寸，同时避免留有冗余空间，整体结构简单可靠且紧凑。该结构的减速电机同样可根据需要增加多级行星轮系，增加方式同第二种减速电机方式相同。
Claims (9)
1.一种减速电机，包括机壳(1)及位于机壳(1)内的定子(2)、转子(3)、电路板(4)；所述定子(2)与转子(3)相配合，所述电路板(4)与定子(2)电连接；其特征在于：
还包括行星轮系(5)、输出轴(6)以及转角检测器(7)；
所述转子(3)上沿其轴线设有第一通孔(31)；
所述行星轮系(5)位于机壳(1)内，行星轮系(5)的内齿圈(51)与机壳(1)固定连接，行星轮系(5)的中心轮(52)与所述转子(3)共轴且固连，中心轮(52)上沿其轴线设有第二通孔(521)；
所述输出轴(6)一端穿出机壳(1)，另一端与行星轮系(5)的行星架(53)固连，并依次穿过第二通孔(521)、第一通孔(31)后与转角检测器(7)的旋转端(71)连接，所述输出轴(6)与机壳(1)、第二通孔(521)、第一通孔(31)均间隙配合；
所述转角检测器(7)的固定端(72)与电路板(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的减速电机，其特征在于：
所述转角检测器(7)采用绝对值磁编码器或角速度传感器。
3.一种减速电机，包括机壳(1)及位于机壳(1)内的定子(2)、转子(3)、电路板(4)；所述定子(2)与转子(3)相配合，所述电路板(4)与定子(2)电连接；其特征在于：
还包括输出轴(6)、转角检测器(7)以及至少两级行星轮系(5)；
所述转子(3)上沿其轴线设有第一通孔(31)；
所述至少两级行星轮系(5)串联设置在机壳(1)内；前一级行星轮系(5)的行星架(53)与后一级行星轮系(5)的中心轮(52)固连；
每级行星轮系(5)的内齿圈(51)均与机壳(1)固定连接，每级行星轮系(5)的中心轮(52)均与所述转子(3)共轴，每个所述中心轮(52)上沿其轴线均设有第二通孔(521)；
第一级行星轮系(5)的中心轮(52)与转子(3)固定连接；
所述输出轴(6)一端穿出机壳(1)，另一端与最后一级行星轮系(5)的行星架(53)固连，并依次穿过所有第二通孔(521)、第一通孔(31)后与转角检测器(7)的旋转端(71)连接，所述输出轴(6)与机壳(1)、第二通孔(521)、第一通孔(31)均间隙配合；
所述转角检测器(7)的固定端(72)与电路板(4)电连接。
4.根据权利要求3所述的减速电机，其特征在于：
所述至少两级行星轮系(5)的内齿圈(51)为一体式结构。
5.根据权利要求3或4所述的减速电机，其特征在于：
所述转角检测器(7)采用绝对值磁编码器或角速度传感器。
6.一种减速电机，其特征在于：包括机壳(1)和位于机壳(1)内的驱动电机(8)、电路板(4)、主动轮(9)、过渡轮组(10)、从动轮(11)、行星轮系(5)、转角检测器(7)，以及输出轴(6)；
所述主动轮(9)与驱动电机(8)的输出端连接，并通过过渡轮组(10)与从动轮(11)传动连接，主动轮(9)的轴线与从动轮(11)的轴线相互平行；
所述从动轮(11)中心沿其轴线设有第三通孔(111)；
所述行星轮系(5)的内齿圈(51)与机壳(1)固定连接，中心轮(52)与从动轮(11)固定连接且二者位于同一轴线上；所述中心轮(52)上沿其轴线设有第二通孔(521)；
所述输出轴(6)一端穿出机壳(1)，另一端与行星轮系(5)的行星架(53)固连，并依次穿过第二通孔(521)、第三通孔(111)后与转角检测器(7)的旋转端(71)连接，所述输出轴(6)与机壳(1)、第二通孔(521)、第三通孔(111)均间隙配合；
所述转角检测器(7)的固定端(72)与驱动电机(8)的电路板(4)电连接。
7.根据权利要求6所述的减速电机，其特征在于：
所述过渡轮组(10)包括第一过渡轮(101)和第二过渡轮(102)；
所述第一过渡轮(101)与主动轮(9)啮合；
所述第二过渡轮(102)与第一过渡轮(101)共轴且固连；
所述第二过渡轮(102)与从动轮(11)啮合。
8.根据权利要求6或7所述的减速电机，其特征在于：
所述电路板(4)与所述主动轮(9)、从动轮(11)均平行。
9.根据权利要求8所述的减速电机，其特征在于：
所述转角检测器(7)采用绝对值磁编码器或角速度传感器。
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| CN202021430357.0U CN212726728U (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 减速电机 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114851231A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种多自由度的机器人手指 |
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2020
- 2020-07-20 CN CN202021430357.0U patent/CN212726728U/zh active Active
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| CN114851231A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种多自由度的机器人手指 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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