[发明专利]摇摆板驱动器及其操作方法

说明书

一种摇摆板驱动器及其操作方法，该自对准摇摆板驱动器(10、110、210)包括定子齿轮(16、116)、摇摆板(14、114、214)以及输出板(118)。定子齿轮具有中央定子轴线(54、154)和多个定子齿(32、132)。摇摆板具有摇摆轴线(22、122、222)、多个端面齿(28、128)以及多个摇摆齿(30、130)，并且摇摆板设置为使得摇摆轴线相对于定子轴线成非零摇摆角。输出板包括多个输出齿(134)并与定子轴线基本上对准。这些齿中的至少两者构造为以自对准的方式彼此啮合，使得当摇摆板围绕定子齿轮章动时，摇摆角保持恒定。

技术领域

本公开涉及摇摆板驱动器。更具体地，所公开的实施例涉及用于通过椭圆接合齿轮系统改变扭矩的系统和方法。

背景技术

可使用两个或更多个齿轮通过齿轮比而产生机械优点。具有许多布置齿轮的方式以使得第一齿轮的单次旋转在相同量的时间内导致第二齿轮的多于一次或少于一次的旋转。在某些应用中，希望使电机具有非常高的齿轮比，其中齿轮减速发生在最小可能的体积中。

在历史上，摇摆板驱动机构似乎具有朝着在小体积内具有高齿轮比的驱动器的有前景的途径。在摇摆板驱动器中，一个齿轮(例如转子齿轮)在另一齿轮(例如定子齿轮)周围章动。如本文使用的，术语“章动(nutate)”或“章动运动(nutation)”表示摇摆、摆动或者圆形摇摆运动。转子齿轮通常由保持齿轮齿对准的轴或支轴支撑。如果转子齿轮和定子齿轮上的齿轮齿的数量相差一个，那么这个系统将具有等于定子齿轮上的齿的数量的齿轮比。

在实践中，已经证明有效率的且有效果的摇摆板驱动系统是难以实现的，这是因为除了别的以外，所涉及的力通常导致机构的脱离、由支轴引起的过度约束、粘合、或者由于摩擦引起的低效。

发明内容

一种自对准摇摆板驱动器，包括定子齿轮、摇摆板以及输出板。定子齿轮具有中央定子轴线和多个设置在内柱面上的定子齿。摇摆板具有摇摆轴线、与摇摆轴线垂直的接合面、多个设置在接合面上的端面齿以及多个设置在摇摆板的周缘周围并构造为与定子齿啮合的摇摆齿。输出板包括多个构造为与端面齿啮合的输出齿。

摇摆板设置为使得摇摆轴线相对于定子轴线成非零摇摆角，并且输出板与定子轴线基本上对准。这些齿中的至少两者构造为以自对准的方式彼此啮合，使得当摇摆板在定子齿轮周围章动时，摇摆角保持恒定。

一种用于操作自对准摇摆板驱动器的方法，包括提供定子齿轮、摇摆板以及输出板。该方法进一步包括，使定子齿轮的多个定子齿以自对准的方式与摇摆板的多个摇摆齿啮合。然后该方法包括，使摇摆板的多个端面齿以自对准的方式与输出板的多个输出齿啮合。最后，该方法包括，引起摇摆板在定子齿轮周围的章动。

本公开提供多种设备及其使用方法。在一些实施例中，摇摆板驱动器可包括输入板、摇摆板以及定子。在一些实施例中，驱动器可包括电机、摇摆板、定子以及输出板。在一些实施例中，摇摆板、定子齿轮以及输入板或者输出板中的每个可包括一组构造为以自对准的方式彼此啮合的齿。

特征、功能和优点可在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可在其他实施例中组合，参考以下描述和附图可看到这些实施例的进一步细节。

附图说明

图1是根据本公开的各方面的代表性摇摆板驱动器的分解等距视图。

图2是图1的摇摆板驱动器的输入板的一部分的放大底部平面图。

图3是图1的摇摆板驱动器的定子齿轮的一部分的放大顶部平面图。

图4是根据本公开的各方面的另一代表性摇摆板驱动器的分解等距前视图。

图5是图4的摇摆板驱动器的分解等距后视图。

图6是图4的摇摆板驱动器的摇摆板的等距视图。

图7是沿着与驱动器的旋转轴线平行的平面截取的图4的摇摆板驱动器的剖视图。