专利名称：能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系及方法
技术领域：
本发明涉及一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系及其使用方法，属于高频往复运动技术领域。
背景技术：
目前，公知的高频往复运动广泛地应用于工程实际中的许多场合，例如在纺织、食品和包装等机械中。传统的实现方式通常采用一个定速电机作为动力源，通过各种传动装置或者执行机构(如曲柄摇杆机构、凸轮机构、组合机构等)来实现往复转动。虽然这类机构具有较高的承载能力、运行速度和生产效率，能很好地满足大批量生产的要求，但是这种方式也存在着一些问题，一方面，用普通的交流电机实现往复运动，中间要经过一些复杂的机构对运动方式进行改变，而且由于惯性力的存在，传动效率比较低，造成能源的浪费 ’另一方面，这样的传动方式缺乏柔性，要改变系统的输出运动就要改变机构的类型或者尺寸，难以适应产品品种多样性的要求。采用伺服电机直接驱动执行件来得到往复运动是另一种研究方向，然而，由于目前电机技术的瓶颈，现有的伺服电机还不能实现大惯量、往复动载，且在面对大变化扭矩时不能快速响应。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够简洁高效地实现往复运动、柔性化程度高且性能可靠的单向驱动非圆齿轮差动轮系及其使用方法。为了解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是提供一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系，其特征在于:包括互相啮合的第一非圆齿轮和第二非圆齿轮，第一圆齿轮通过第 一轴与第二非圆齿轮连接，第二圆齿轮设于第三轴上且与第一圆齿轮啮合；第一非圆齿轮设于第二轴上，行星架一端连接第二轴，行星架另一端连接第一轴；第一非圆齿轮连接第一伺服电机，行星架连接第二伺服电机。为了解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是提供一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系的使用方法，其特征在于:该方法由以下2个步骤组成:步骤1:调节第一伺服电机，给第一非圆齿轮添加角速度O1的运动；步骤2:调节第二伺服电机，给行星架添加角速度ωΗ的运动。优选地,所述步骤I中CJ1 = Ji (Ι/s),所述步骤2中CO11 = 2 π (1/s);此时第二圆齿轮以周期2s、摆幅I弧度即57.3°做往复转动。优选地,所述步骤I中O1= ^ (1+cos ( n t)) (1/s),所述步骤2中ωΗ = 2 π (I/s);此时第二圆齿轮以周期2s、摆幅91.75°做往复转动。优选地，步骤I 中
权利要求
1.一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系，其特征在于:包括互相啮合的第一非圆齿轮(I)和第二非圆齿轮(2)，第一圆齿轮(3)通过第一轴(6)与第二非圆齿轮(2)连接，第二圆齿轮(4)设于第三轴(8)上且与第一圆齿轮(3)啮合；第一非圆齿轮(I)设于第二轴(7)上，行星架(5) —端连接第二轴(7)，行星架(5)另一端连接第一轴(6);第一非圆齿轮(I)连接第一伺服电机，行星架(5)连接第二伺服电机。
2.一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系的使用方法，其特征在于:该方法由以下2个步骤组成: 步骤1:调节第一伺服电机，给第一非圆齿轮(I)添加角速度O1的运动； 步骤2:调节第二伺服电机，给行星架(5)添加角速度ωΗ的运动。
3.如权利要求2所述的一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系的使用方法，其特征在于:所述步骤I中O1= ^ (Ι/s),所述步骤2中ωΗ = 2 π (Ι/s);此时第二圆齿轮(4)以周期2s、摆幅I弧度即57.3°做往复转动。
4.如权利要求2所述的一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系的使用方法，其特征在于:所述步骤I中O1= Ji (1+cosO t)) (1/s),所述步骤2中ωΗ =2 π (1/s);此时第二圆齿轮(4)以周期2s、摆幅91.75°做往复转动。
5.如权利要求2所述的一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系的使用方法，其特征在于:所述步骤I中
6.如权利要求2所述的一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系的使 用方法，其特征在于:所述步骤I中
全文摘要
本发明提供了一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系，包括互相啮合的第一非圆齿轮和第二非圆齿轮，第一圆齿轮通过轴与第二非圆齿轮连接，第二圆齿轮与第一圆齿轮啮合；第一非圆齿轮设于行星架的水平部分，行星架的竖直部分端部连接轴；第一非圆齿轮连接第一伺服电机，行星架连接第二伺服电机。本发明还提供了一种能实现可调摆幅输出的单向驱动非圆齿轮差动轮系的使用方法，通过给第一非圆齿轮和行星架添加不同角速度的运动，可获得不同摆动幅值的输出。本发明提供的装置能简洁有效地输出多种规律的往复转动，且输出特性可调，减小了对伺服电机大变化扭矩驱动的要求，同时大大降低了对伺服电机特性选择的要求，柔性化程度大大提高。
文档编号F16H37/08GK103195898SQ20131010262
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者王生泽, 孙以涛, 史勇, 胡成, 张颖艳 申请人:东华大学