一种抗轴向载荷的无回差扭矩输出球铰驱动机构

摘要

本发明公开了一种抗轴向载荷的无回差扭矩输出球铰驱动机构，其包括了驱动单元、传动单元和调心单元；伺服直流电机安装于电机安装座上，并与电机轴联接块连接构成驱动单元；输出轴、交叉滑块和电机轴联接块三者通过纵向卡槽、横向卡槽相互联接构成传动单元；使用压边圈将球铰关节外环紧固在电机安装座的安装孔内，球铰关节内环与球铰关节外环相互配合实现调心功能，使用轴承外挡圈将两个角接触球轴承压紧于球铰关节内环的轴承安装孔中，并通过紧固螺母将输出轴与角接触球轴承锁紧，共同构成调心单元。本发明中采用球铰关节实现抗轴向载荷特性，同时使用浮动的交叉滑块传递扭矩，克服了伺服直流电机在正、反转切换时的回差，并补偿由于输出轴偏摆造成的径向和轴向误差。

主权项

1、一种抗轴向载荷的无回差扭矩输出球铰驱动机构，其特征在于：该球铰驱动机构包括伺服直流电机(1)、电机轴联接块(2)、十字交叉滑块(3)、球铰关节外环(4)、输出轴(5)、电机紧固螺钉(6)、电机安装座(7)、压边圈紧固螺钉(8)、压边圈(9)、球铰关节内环(10)、第一角接触球轴承(11)、第二角接触球轴承(12)、轴承外挡圈(13)、输出轴紧固螺母(14)；电机轴联接块(2)上设有A通孔(2a)和径向卡槽(2b)；该A通孔(2a)用于实现电机轴联接块(2)连接在伺服直流电机(1)的电机轴(1a)上；径向卡槽(2b)用于放置十字交叉滑块(3)上的径向筋(3a)；该电机轴联接块(2)置于电机安装座(7)的空腔(7b)内；十字交叉滑块(3)的一端设有径向筋(3a)，十字交叉滑块(3)的另一端设有轴向卡槽(3b)；径向筋(3a)置于电机轴联接块(2)的径向卡槽(2b)内，轴向卡槽(3b)内活动安装有输出轴(5)一端的轴向筋(5a)；该十字交叉滑块(3)置于电机安装座(7)的空腔(7b)内；十字交叉滑块(3)浮动安装在电机轴联接块(2)与输出轴(5)之间；球铰关节外环(4)的外部为关节外环定位面(4a)，球铰关节外环(4)的内部为关节外环球面(4b)；球铰关节外环(4)置于电机安装座(7)的关节外环安装孔(7e)内，且关节外环定位面(4a)与电机安装座(7)的关节外环安装孔(7e)相配合，通过压边圈(9)将球铰关节外环(4)与电机安装座(7)压紧；关节外环球面(4b)与球铰关节内环(10)的关节内环球面(10a)相配合，通过紧固螺母(14)将球铰关节内环(10)与球铰关节外环(4)进行压紧；输出轴(5)为阶梯轴，输出轴(5)从一端至另一端顺次设有轴向筋(5a)、轴承挡环(5c)、外螺纹(5d)和键槽(5b)，轴向筋(5a)设在输出轴(5)的一端端部，轴向筋(5a)活动安装在十字交叉滑块(3)的轴向卡槽(3b)内，键槽(5b)设在输出轴(5)的另一端端部；轴承挡环(5c)与外螺纹(5d)之间套接有第一角接触球轴承(11)、第二角接触球轴承(12)和轴承外挡圈(13)，并用紧固螺母(14)连接在外螺纹(5d)上；电机安装座(7)的前端(7j)设有四个凸台(7f)和四个沉槽(7g)，每个凸台(7f)上设有B螺纹孔(7d)，每个沉槽(7g)上设有A螺纹孔(7c)，该A螺纹孔(7c)与B通孔(9b)配合，应用压边圈紧固螺钉(8)实现将压边圈(9)安装在电机安装座(7)的前端(7j)；电机安装座(7)的后端(7k)设有定位孔(7a)，该定位孔(7a)用于伺服直流电机(1)的电机轴(1a)通过，伺服直流电机(1)的机壳通过螺钉安装在电机安装面(7h)上；电机安装座(7)内开有关节外环安装孔(7e)和空腔(7b)，关节外环安装孔(7e)内放置有球铰关节外环(4)，空腔(7b)内放置电机轴联接块(2)、十字交叉滑块(3)和输出轴(5)的径向筋(5a)；压边圈(9)上设有四个卡榫(9a)，每个卡榫(9a)上设有B通孔(9b)，压边圈(9)上的四个卡榫(9a)分别卡合在电机安装座(7)的四个沉槽(7g)内，并通过压边圈紧固螺钉(8)穿过卡榫(9a)上的B通孔(9b)后螺纹连接在沉槽(7g)内的A螺纹孔(7c)上；球铰关节内环(10)的外部为关节内环球面(10a)，球铰关节内环(10)的内部为轴承安装孔(10b)，该轴承安装孔(10b)的壁上设有内螺纹(10c)，该内螺纹(10c)与轴承外挡圈(13)上的外螺纹配合，实现轴承外挡圈(13)安装在球铰关节内环(10)上；轴承安装孔(10b)内放置有第一角接触球轴承(11)、第二角接触球轴承(12)和轴承外挡圈(13)；当伺服直流电机(1)启动后，电机轴(1a)带动电机轴联接块(2)绕电机轴旋转轴线旋转，依次带动十字交叉滑块(3)、输出轴(5)转动；当输出轴(5)承受轴向载荷时，轴向载荷通过第一角接触球轴承(11)、第二角接触球轴承(12)、球铰关节内环(10)、球铰关节外环(4)传递至电机安装座(7)；十字交叉滑块(3)始终承受纯扭矩，且在轴向和径向具有一定的游动空间，容许十字交叉滑块(3)在输出轴(5)和电机轴联接块(2)之间游动；当输出轴(5)绕球铰关节内环(10)的关节内环球面(10a)偏摆时，十字交叉滑块(3)的径向筋(3a)可在电机轴联接块(2)的径向卡槽(2b)中摆动，轴向筋(5a)可在十字交叉滑块(3)的轴向卡槽(3b)中摆动，以补偿输出轴(5)偏摆时产生的轴向和径向误差，而不产生附加载荷。