减速器及电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械设备技术领域,特别是一减速器及一种电机。
【背景技术】
[0002]减速器在机械设备技术领域有着广泛的应用,减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备,电动机、内燃机或其它高速运转的输入轴与小齿轮连接,输出轴与大齿轮连接,通过小齿轮和大齿轮的啮合传动实现减速的目的,其中,大齿轮和小齿轮设置于齿轮箱内。然而,此种具有齿轮箱的减速器难以维护,体积大,笨重,价格昂贵,且无法任意调整减速比。
[0003]另一种现有的减速器为Harmonic谐波减速器,其与传统的具有齿轮箱的减速器相比,结构更加紧凑,体积较小,但难以制造,成本高,且也无法任意调整减速比。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此,本实用新型的目的是提出一种减速器及一种电机,结构紧凑,方便制造,生产成本低,且可任意调整减速比。
[0005]本实用新型提供了一种减速器,其包括:一内环,所述内环的外侧壁上设有复数第一声表面波单元,所述第一声表面波单元可产生第一弹性波;一外环,套设于所述内环的外侦牝所述外环的内侧壁上设有复数第二声表面波单元,所述第二声表面波单元可产生第二弹性波,所述第一弹性波与所述第二弹性波相互作用,以实现所述内环与所述外环间的动力传递。
[0006]在减速器的一种示意性实施例中,所述内环包括一内环本体,所述第一声表面波单元包括一第一发生器和一第一吸收器,所述第一发生器和所述第一吸收器相对设置,且设于所述内环本体的表面。
[0007]在减速器的一种示意性实施例中,所述第一发生器为发射叉指换能器,所述第一吸收器为接收叉指换能器。
[0008]在减速器的一种示意性实施例中,所述外环包括一外环本体,所述第二声表面波单元包括一第二发生器和一第二吸收器,所述第二发生器和所述第二吸收器相对设置,且设于所述外环本体的表面。
[0009]在减速器的一种示意性实施例中,所述第二发生器为发射叉指换能器,所述第二吸收器为接收叉指换能器。
[0010]本实用新型还提供一种电机,所述电机包括一输入轴和一上述任意一种减速器,且所述减速器的内环与所述输入轴连接。
[0011]在电机的一种示意性实施例中,所述外环与一待驱动的机械部件固定连接。
[0012]在电机的一种示意性实施例中,所述电机还包括一编码器,所述编码器与所述输入轴的一端连接。
[0013]在电机的一种不意性实施例中,所述电机还包括一定子、一转子和一机壳,所述定子固定安装在所述机壳上,所述转子与所述输入轴不可转动连接。
[0014]在电机的一种示意性实施例中,所述电机为伺服电机。
[0015]从上述方案中可以看出,在本实用新型的减速器和电机中,由于内环上设有第一声表面波单元,外环上设有第二声表面波单元,第一声表面波单元产生的第一弹性波与第二声表面波单元产生的第二弹性波可相互作用,可达到类似于齿轮与齿轮啮合传动的效果,实现内环与外环间动力的传递,且可以通过控制电信号任意调节第一弹性波和第二弹性波的波长,进而可任意调节减速器的减速比。此外,本实用新型的减速器和电机结构紧凑,方便制造,生产成本低。
【附图说明】
[0016]下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例,使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点,附图中:
[0017]图1为本实用新型的一个实施例的减速器的一个方向的立体示意图。
[0018]图2为图1所示的减速器的另一个方向的立体示意图。
[0019]图3为图1所示的减速器的内环的立体示意图。
[0020]图4为图3所示的内环的声表面波单元的立体示意图。
[0021]图5为图1所示的减速器的外环的立体示意图。
[0022]图6为图1所示的减速器的弹性波相互作用示意图。
[0023]图7为本实用新型的一个实施例的电机的示意图。
[0024]在上述附图中,所采用的附图标记如下:
[0025]10减速器
[0026]12 内环
[0027]122第一声表面波单元
[0028]123内环本体
[0029]125第一吸收器
[0030]126安装槽
[0031]13 外环
[0032]132第二声表面波单元
[0033]133外环本体
[0034]134第二发生器
[0035]135第二吸收器
[0036]136安装孔
[0037]100 电机
[0038]101输入轴
[0039]102 定子
[0040]103 转子
[0041]104编码器
[0042]105 机壳
[0043]Wl第一弹性波
[0044]W2第二弹性波
【具体实施方式】
[0045]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。
[0046]图1为本实用新型的一个实施例的减速器的一个方向的立体示意图。图2为图1所示的减速器的另一个方向的立体示意图。请参见图1和图2,本实施例的减速器10包括内环12和外环13,外环13套设于内环12的外侧。内环12与外环13大致均为中空的圆柱体状,其中,外环13的外径大于内环12的外径,内环12的外径大致等于外环13的内径。
[0047]图3为图1所示的减速器的内环的立体示意图。请参见图3,内环12的外侧壁上设有复数第一声表面波单元122,声表面波单元122可产生第一弹性波Wl (请参见图6)。图4为图3所示的内环的声表面波单元的立体示意图。请一并参见图4,内环12包括内环本体123,第一声表面波单兀123包括第一发生器124和第一吸收器125,第一发生器124和第一吸收器125相对设置,且设于内环本体123的表面。具体地,第一声表面波单元123可生成声表面波(Surface Acoustic Wave,ASW),声表面波是沿内环本体123表面传输的一种弹性波。
[0048]内环本体123采用压电材料制成,压电材料可实现电控,且机械强度较佳。第一发生器124为发射叉指换能器,其为制作于内环本体123的表面上的金属薄膜,并与内环本体123的表面平齐,即第一发生器124嵌入内环本体123,未凸出于内环本体123的表面。第一发生器124包括两个E字型相对交叉设置的电极,当在第一发生器124上加入高频电信号时,内环本体123的表面会产生机械振动并同时激发与外加电信号频率相同的第一弹性波W1。第一吸收器125与第一发生器124相对设置,且第一吸收器125和第一发生器124均位于第一声表面波单元122的边缘。第一吸收器125为接收叉指换能器,第一弹性波Wl自第一发生器124发出后沿内环本体123表面传播,接近第一声表面波单元122的边缘时,由第一吸收器125吸收,防止发生边缘反射。
[0049]需要说明的是,内环12上还开设有安装槽126,可通过安装槽126将内环12与电机的输入轴不可转动连接,即电机的输入轴转动时,可带动内环12 —起转动。
[0050]图5为图1所示的减速器的外环的立体示意图。请参见图5,外环13套设于内环12的外侧,外环13的内侧壁上设有复数第二声表面波单元132,第二声表面波单元132可产生第二弹性波W2,第一弹性波Wl与第二弹性波W2相互作用,以实现内环12与外环13间的动力传递。外环13包括外环本体133,第二声表面波单元132包括第二发生器134和第二吸收器135,第二发生器134和第二吸收器135相
对设置,且设于外环本体133的表面。第二发生器134为发射叉指换能器,第二吸收器135为接收叉指换能器。第二发生器134的结构及特性与第一发生器124相同,第二吸收器135的结构及特性与第一吸收器125相同,在此不再赘述。
[0051]图6为图1所示的减速器的弹性波相互作用示意图。请参见图6,工作时,在内环12的第一发生器124施加交流电,以形成交流电压作用于内环本体123上,由于内环本体123采用压电材料制成,内环本体123在交流电压的作用下其表面可产生机械振动并同时激发出与外加电信号频率相同的第一弹性波W1,第一弹性波Wl会沿内环本体123表面传播,接近第一声表面波单元122的边缘时,第一吸收器125吸收第一弹性波Wl,防止发生边缘反射。同样地,在外环13的第二发生器134施加交流电,以形成交流电压作用于外环本体133上,由于外环本体133采用压电材料制成,外环本体133在交流电压的作用下其表面可产生机械振动并同时激发出与外加电信号频率相同的第二弹性波W2,第二弹性波W2会沿外环本体133表面传播,接近第二声表面波单元132的边缘时,第二吸收器125吸收第二弹性波Wl,防止发生边缘反射。
[0052]内环12上发出的第一弹性波Wl与外环13上发出的第二弹性波W2相互作用,类似于齿轮与齿轮间的啮合,从而可将内环12上的动力传递给外环13,也就是说,输入轴带动内环12转动,由于内环12的第一弹性波Wl与外环13的第二弹性波W2相互作用,内环12可将外环13带动转动,且外环13的转速小于内环12和输入轴的转速,以达到减速的效果。此外,第一弹性波Wl的波长和第二弹性波W2的波长可通过电数字信号控制,内环12和外环13间的减速比可通过电数字信号任意调节。
[0053]图7为本实用新型的一个实施例的电机的示意图。请参见图7,本实施例的电机100包括上述的减速器10、输入轴101、定子102、转子103、编码器104及机壳105。输入轴101的一端与减速器10的内环12固定连接,另一端与编码器104连接。定子102固定安装在机壳105上,转子103与输入轴101不可转动连接,定子102和转子103上可设置线圈,工作时,电流在线圈的作用下会在定子102、转子103的硅钢片上产生磁场,磁场可驱动转子103转动。编码器104用于测量磁极位置和伺服电机转角及转速。
[0054]外环13套设于内环12的外侧,外环13的外侧壁通过一轴承106与机壳105连接。外环13上设有安装孔136,外环13可通过安装孔136与待驱动的机械部件固定连接。在本实施例中,电机100为伺服电机,但不以此为限,在其它实施例中,减速器10可用于普通电机或其它高速运转的动力设备上。
[0055]电机100工作时,输入轴101带动内环12转动,内环12上发出的第一弹性波Wl与外环13上发出的第二弹性波W2相互作用,类似于齿轮与齿轮间的啮合,内环12可将外环13带动转动,且外环13的转速小于内环12和输入轴的转速,以达到减速的效果。由于外环13与待驱动的机械部件固定连接,外环13的动力可传输给待驱动的机械部件。内环12和外环13间的减速比可通过电数字信号任意调节。
[0056]本实用新型的减速器和电机至少具有以下的优点:
[0057]1.在本实用新型的减速器和电机中,由于内环上设有第一声表面波单元,外环上设有第二声表面波单元,第一声表面波单元产生的第一弹性波与第二声表面波单元产生的第二弹性波可相互作用,可达到类似于齿轮与齿轮啮合传动的效果,实现内环与外环间动力的传递,且可以通过控制电数字信号任意调节第一弹性波和第二弹性波的波长,进而可任意调节减速器的减速比。此外,本实用新型的减速器和电机结构紧凑,方便制造,生产成本低。
[0058]2.在本实用新型的减速器和电机的一个实施例中,第一声表面波单兀包括第一吸收器,第二声表面波单元包括第二吸收器,第一吸收器和第二吸收器可吸收弹性波,避免边缘反射,有利于提升减速器的传动精度。
[0059]3.在本实用新型的减速器一个实施例中,减速器可用于伺服电机、普通电机或其它高速运转的动力设备,应用范围较为广泛。
[0060]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种减速器(10),其特征在于,所述减速器(10)包括: 一内环(12),所述内环(12)的外侧壁上设有复数第一声表面波单元(122),所述第一声表面波单元(122)可产生第一弹性波(Wl); 一外环(13),套设于所述内环(12)的外侧,所述外环(13)的内侧壁上设有复数第二声表面波单元(132),所述第二声表面波单元(132)可产生第二弹性波(W2),所述第一弹性波(Wl)与所述第二弹性波(W2)相互作用,以实现所述内环(12)与所述外环(13)间的动力传递。2.如权利要求1所述的减速器(10),其特征在于,所述内环(12)包括一内环本体(123),所述第一声表面波单元(122)包括一第一发生器(124)和一第一吸收器(125),所述第一发生器(124)和所述第一吸收器(125)相对设置,且设于所述内环本体(123)的表面。3.如权利要求2所述的减速器(10),其特征在于,所述第一发生器(124)为发射叉指换能器,所述第一吸收器(125)为接收叉指换能器。4.如权利要求1所述的减速器(10),其特征在于,所述外环(13)包括一外环本体(133),所述第二声表面波单元(132)包括一第二发生器(134)和一第二吸收器(135),所述第二发生器(134)和所述第二吸收器(135)相对设置,且设于所述外环本体(133)的表面。5.如权利要求4所述的减速器(10),其特征在于,所述第二发生器(134)为发射叉指换能器,所述第二吸收器(135)为接收叉指换能器。6.一种电机(100),其包括: 一输入轴(101); 其特征在于:所述电机(100)还包括一如权利要求1-5任意一项所述的减速器(10),且所述减速器(10)的内环(12)与所述输入轴(14)连接。7.如权利要求6所述的电机(100),其特征在于,所述外环(12)与一待驱动的机械部件固定连接。8.如权利要求6所述的电机(100),其特征在于,所述电机(100)还包括一编码器(104),所述编码器(104)与所述输入轴(101)的一端连接。9.如权利要求6所述的电机(100),其特征在于,所述电机(100)还包括一定子(102)、一转子(103)和一机壳(105),所述定子(102)固定安装在所述机壳(105)上,所述转子(103)与所述输入轴(101)不可转动连接。10.如权利要求6所述的电机(100),其特征在于,所述电机(100)为伺服电机。
【专利摘要】本实用新型提供了一种减速器和一种电机,所述减速器包括:一内环,所述内环的外侧壁上设有复数第一声表面波单元,所述第一声表面波单元可产生第一弹性波;一外环,套设于所述内环的外侧,所述外环的内侧壁上设有复数第二声表面波单元,所述第二声表面波单元可产生第二弹性波,所述第一弹性波与所述第二弹性波相互作用,以实现所述内环与所述外环间的动力传递。本实用新型的减速器和电机结构紧凑,方便制造,生产成本低,且可任意调整减速比。
【IPC分类】F16H33/00, H02K7/10
【公开号】CN204647194
【申请号】CN201520362396
【发明人】介鸣, 范顺杰, 唐伟龙, 刘凤龙
【申请人】西门子(中国)有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月29日