专利名称：有源同步减速机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种减速机领域。
背景技术：
传统电动机是以发电机的原理为基础，在电动状态下，转子磁场由直流电源激磁(直流电动机和同步电机)或者切割定子磁场产生二次磁场(异步电动机)，再与定子磁场共同产生径向中心对称的磁性拉力。在定子绕组磁场换向的过程中，机械阻力迫使径向磁性拉力产生扭曲。从而实现转子圆周上切线方向的力，输出扭距。(参考资料《电机工程手册》，第19、20、21、篇，机械工业出版社，主编哈尔滨大电机研究所、上海电器科学研究所、上海直流电机厂)。
发明内容
该减速机的电磁动力源，在减速机的内部产生，采用机械一齿差谐波减速，定子磁场力直接作用在浮动转子齿轮(3)上，使之与外壳内齿圈(1)相切运行，因为不具有软特性，故而得名“有源同步减速机”。
有源同步减速机，是机械和电气综合设计的结果。电磁动力是利用晶体管的引导作用，使三相工频电源在定子绕组上换向的过程中，产生沿圆周移动中心不对称的单边径向磁性拉力。使浮动转子齿轮(3)与外壳内齿圈(1)，产生谐波差速运动，浮动转子齿轮(3)的内侧，连接调心滚子万向联轴器组件(5)带动中心轴(4)。实现直接输出低转速大转距的目的。定子磁场的工作原理是，圆周分布的六个线圈，在三相工频电源驱动时，从三相电源波形图上看，当n＝60度时刻，只有相邻的两个线圈通电，当n加30度或减30度时刻只有相邻的三个线圈通电。
线圈内的定子磁场通过转子形成单边径向磁性拉力。在三相电源换相的过程中，单边径向磁性拉力沿圆周移动。在浮动转子齿轮(3)与外壳上的内齿圈(1)啮合作用下。产生输出转距。
在机械传动方面，采用一齿差减速方式，相互啮合的齿轮，齿形相同。采用齿顶部和齿根部的凸凹圆弧，分别与齿顶圆和齿根圆相切。齿顶部和齿根部的凸凹圆弧，又与齿型角公切线相切的非标准圆弧齿形。使啮合点落在节圆线的切点上。避免了常规渐开线齿型的齿型干涉。也克服了常规渐开线齿型变位齿轮，内外齿啮合时，啮合受力点不在齿轮的节圆切点上。造成齿面摩擦，运行不稳效率下降的缺点。(参考资料化学工业出版社《机械设计手册》第二版中册703页，“少齿差行星齿轮传动受力分析”)。
图1是本实用新型纵向剖视图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图1的B-B剖视图；图4是三相工频电源波形图；图5是晶体管在绕组上的接线示意图。
具体实施例方式
一种有源同步减速机，由外壳内齿圈(1)、定子(2)、浮动转子齿轮(3)中心轴(4)、调心滚子万向联轴器组件(5)及前后端盖(6)组成，浮动转子齿轮(3)与外壳内齿圈(1)相切旋转运行。
有源同步减速机的定子为六槽，绕组在圆周上均布共计六个，相邻的两个绕组不能重叠。即节距等于跨距。利用晶体管的引导作用，使三相工频电源在定子绕组上换向的过程中，产生沿圆周移动的不对称单边径向磁性拉力，使浮动转子齿轮(3)与外壳内齿圈(1)，产生谐波差速运动，浮动转子齿轮(3)的内侧，连接调心滚子万向联轴器组件(5)带动中心轴(4)，实现直接输出低转速大转距的目的。
接线方法是将六个绕组中的每一个同名端接在一起，为中心点。另一端接晶体二极管。二极管的接线方法是，每一相在径向对称的两个绕组上，一头接二极管的正端，二极管的负端接电源。另一头接二极管的负端，二极管的正端接同一相电源。另外两相接法一样。但是，同一个方向的三个二极管在空间相差一百二十度。
在机械传动方面，采用一齿差谐波减速方式，相互啮合的齿轮，齿形相同，采用齿顶部和齿根部的凸凹圆弧，分别与齿顶圆和齿根圆相切，齿顶部和齿根部的凸凹圆弧，又与齿型角公切线相切的非标准圆弧齿形，啮合点在节圆线的切点上。
有源同步减速机的设计和转距计算方法与传统电动机完全不同。该产品是以电磁铁的设计方案为理论基础，电磁吸引力F＝B2S/2u。
N等号右边的分子第一项是磁通密度的平方，第二项是铁心截面积，分母是二倍的空气间隙。(参考资料，吉林人民出版社1980年9月第一版《实用电子公式手册》，[日]阿部节次著。张德春译)因为电流是正弦半波脉动，所以采用下式F＝1/2(IN2)u。A/d2N
IN 安匝U. 导磁系数A 每个线圈内的铁心截面积(平方厘米)d 空气间隙(参考资料北京理工大学出版社2001年11月第二版《电磁控制元件》。编著葛伟亮、贺力勤)。
该公式只是计算出电磁力F的值。因为相邻两个线圈垂直中心线之间的角度是六十度。所以，有源同步减速机的输出转距就是M＝FrNm其中r为转子的半径。
在机械传动方面，采用一齿差谐波减速方式，非标准圆弧齿形的内齿圈在机壳的端部与机壳做成一体。转子为厚壁管状，端部加工成非标准圆弧齿形的齿轮。齿数为内齿圈的齿数减1。
用途及效益该产品将减速机与电动机两者的功能合二为一，突破传统思维，是全新的设计理念，它不但能作一般的减速机用。还有反应速度快，没有惯性的特点。能在某一个角度范围内连续正反转运行。
启动时电流略有变化，堵转时电流保持不变。另外还有同步特性。在额定转距范围内，转速不受负载转距的影响。输出特性曲线为矩形。所以非常适合用在间歇运行频繁启动及频繁正反转的场合。
如自动线、机械手、及要求数台设备同步运行等。还可以用在交流伺服系统，简化机械结构，降低控制成本。在需要强制性安全保护的设备上采用该产品作驱动，如电锯、轧草机等。用红外线开关作传感器，人体接近时，立即停车，可达到安全保护的目的。如果冲床，剪扳机等设备用该产品作驱动，不但能实现安全保护。并且没有强大的启动电流，可实现冲剪间歇时段的断电控制，避免电机空转浪费能源，因此达到进一步节能的效果。
在数控伺服系统中。传统的步进电机无法实现大功率，因为转子转动惯量太大时，启动会丢脉冲。该产品转子是浮动状态，重量轻，反应速度快，作步进电机用，启动时不会丢脉冲。步距角可做到0.5度以下。采用变频器也可以实现调速。，还可以用在交流伺服系统中做伺服控制。
权利要求
1.一种有源同步减速机，其特征是，它是由外壳内齿圈(1)、定子(2)、浮动转子齿轮(3)中心轴(4)、调心滚子万向联轴器组件(5)及前后端盖(6)组成，浮动转子齿轮(3)与外壳内齿圈(1)相切旋转运行。
2.根据权利要求1所述的有源同步减速机，其特征在于，利用晶体管的引导作用，使三相工频电源在定子绕组上换向的过程中，产生沿圆周移动的不对称单边径向磁性拉力，使浮动转子齿轮(3)与外壳内齿圈(1)，产生谐波差速运动，浮动转子齿轮(3)的内侧，连接调心滚子万向联轴器组件(5)带动中心轴(4)，实现直接输出低转速大转距的目的。
3.根据权利要求1所述的有源同步减速机，其特征在于，在机械传动方面，采用一齿差谐波减速方式，相互啮合的齿轮，齿形相同，采用齿顶部和齿根部的凸凹圆弧，分别与齿顶圆和齿根圆相切，齿顶部和齿根部的凸凹圆弧，又与齿型角公切线相切的非标准圆弧齿形，啮合点在节圆线的切点上。
4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的有源同步减速机，其特征在于，电磁动力是在减速机内部产生，磁场力直接作用在浮动转子齿轮(3)上，使之与外壳内齿圈(1)相切旋转运行。
全文摘要
本发明涉及一种有源同步减速机，是机械和电气综合设计的结果。电磁动力是利用晶体管的引导作用，使三相工频电源在定子绕组上换向的过程中，产生沿圆周移动的不对称单边径向磁性拉力。使浮动转子齿轮与外壳内齿圈产生谐波差速运动，浮动转子齿轮的内侧，连接调心滚子万向联轴器组件带动中心轴。实现直接输出低转速大转距的目的。在机械传动方面，采用一齿差减速方式，相互啮合的齿轮，齿形相同。采用齿顶部和齿根部的凸凹圆弧，分别与齿顶圆和齿根圆相切。齿顶部和齿根部的凸凹圆弧，又与齿型角公切线相切的非标准圆弧齿形。避免了常规渐开线齿型的齿型干涉。使啮合点落在节圆线的切点上。提高了运行的平稳性。
文档编号H02K17/00GK1633012SQ20051000223
公开日2005年6月29日 申请日期2005年1月18日 优先权日2005年1月18日
发明者禹文华 申请人:禹文华