一种主动平衡减速器,属于机械动力平衡领域,用以解决机械高速运转中,惯性作用增强导致机械振动和噪声问题,具有较高的应用价值。本装置通过引入控制系统主动地平衡机械的惯性作用,在减速的同时实现对机械动力性能的改善和提高。利用传感器检测与被平衡机构振动相关的参数,将其反馈给控制卡,经计算得到伺服电机的所需运动规律,再由控制卡控制伺服电机的运动规律,使装置产生与被平衡机构相反的震动力、震动力矩和输入扭矩以抵消其原有惯性作用带来的不良影响。该装置的发明为改善机器的动力性能,提高机械效率,实现现代机械高速高精度的设计目标提供了一种潜在的解决方案。
1.一种主动平衡减速器,该主动平衡减速器的构成包括:伺服电机(1)、联轴器1(2)、系杆(3)、行星轮(4)、太阳轮(5)、内齿圈(6)、联轴器2(7)、常速电机(8)和齿轮(9);构成该主动平衡减速器的各部分之间的联接:太阳轮(5)为二自由度差动轮系的一个动力输入构件,通过联轴器1(2)与伺服电机(1)相联,内齿圈(6)为差动轮系的另外一个动力输入构件,通过联轴器2(7)与常速电机(8)相联,系杆(3)为差动轮系的输出,与齿轮(9)相啮合,齿轮(9)为装置的输出端;该主动平衡减速器的特征在于:通过引入控制系统主动地平衡机械的惯性作用,在减速的同时实现对机械动力性能的改善和提高。技术领域
本实用新型涉及一种集减速与平衡功能于一体的主动平衡减速器,属于机电产品,主要应用于高速机械系统上,在减速的同时实现对机器动力性能的改善。
背景技术
随着人们对高生产率的不断追求,机械运转速度不断提高,速度的提高使机械中的惯性作用明显增加,由此产生的振动和噪声降低了机器的工作性能和使用寿命。为了适应现代机械高速化和精密化的发展对动力性能越来越高的要求,以减小惯性力的不良影响为目的,对机械的动力平衡问题进行深入研究,探求减小惯性作用的不良影响,改善机械动力品质的新方法就显得非常必要。
发明内容
为了解决机械高速运转导致机械的惯性作用增强而引起的振动问题,本实用新型专利提供一种集减速和柔性平衡功能于一体的主动平衡减速器,通过引入控制系统主动地平衡机械的惯性作用,在减速的同时实现对机械动力性能的改善和提高。主动平衡减速器的构成包括(图1):伺服电机(1)、联轴器1(2)、系杆(3)、行星轮(4)、太阳轮(5)、内齿圈(6)、联轴器2(7)、常速电机(8)和齿轮(9)。本主动平衡减速器的核心为二自由度差动轮系,太阳轮(5)为差动轮系的一个动力输入构件,通过联轴器1(2)与伺服电机(1)相联,内齿圈(6)为差动轮系的另外一个动力输入构件,通过联轴器2(7)与常速电机(8)相联,系杆(3)为差动轮系的输出,与齿轮(9)相啮合,齿轮(9)为装置的输出端。通过对伺服电机(1)运动规律的设计,使其输出轴可以针对不同的平衡对象及平衡对象的不同平衡要求产生可调节的震动力、震动力矩或输入扭矩,达到减小或消除被平衡对象原有惯性作用引起的不良影响,实现主动的、柔性的平衡。为了更清楚阐述该主动平衡减速器的创新点,需要结合图2来说明。联轴器3(10)、扭矩传感器(11)、联轴器4(12)、加速度传感器(13)、被平衡机构(14)、控制卡(15)。各部分之间的联接关系为:齿轮(9)通过联轴器3(10)与扭矩传感器(11)相联,扭矩传感器(11)通过联轴器4(12)与被平衡机构(14)相连,被平衡机构上装有加速度传感器(13),加速度传感器(13)与扭矩传感器(11)与控制卡(15)相连,控制卡(15)与伺服电机(1)相连,实现信息的反馈和对电机的控制。主动平衡减速器的输出轴与被平衡机构(13)的输入轴相联,通过加速度传感器(13)和扭矩传感器(11)检测与被平衡机构震动力、震动力矩等相关的参数,将其反馈给控制卡(15)经计算得到伺服电机的所需运动规律,进而由控制卡控制伺服电机实现预期的运动规律,使主动平衡减速器的输出轴产生与被平衡机构相反的震动力、震动力矩和输入扭矩以抵消其原有的震动力、震动力矩或输入扭矩而达到平衡的目的。本主动平衡减速器与已有的技术相比所具有的有益效果:本主动平衡减速器利用传感器检测与被平衡机构振动相关的参数,将其反馈给控制卡,经计算得到伺服电机的所需运动规律,再由控制卡控制伺服电机的运动规律,使装置产生与被平衡机构相反的震动力、震动力矩和输入扭矩以抵消其原有惯性作用带来的不良影响,在减速的同时实现对机器动力性能的改善。
附图说明
图1为主动平衡减速器简图。图2为主动平衡减速器在实际应用中的工作原理图。
具体实施方式
一种主动平衡减速器,如图1,该主动平衡减速器的构成包括:伺服电机1、联轴器12、系杆3、行星轮4、太阳轮5、内齿圈6、联轴器27、常速电机8、齿轮9。构成该主动平衡减速器的各部分之间的联接关系为:伺服电机1通过联轴器12与太阳轮5相连,为两自由度差动轮系的动力输入之一,常速电机8通过联轴器27与内齿圈6相连,为两自由度差动轮系的另外一个动力输入端,系杆3为差动轮系的输出,与齿轮9相啮合,齿轮9为整个主动平衡减速器的输出端。图2为主动平衡减速器在实际应用中的工作原理图,各组成部分为:联轴器310、扭矩传感器11、联轴器412、加速度传感器13、被平衡机构14、控制卡15。齿轮9通过联轴器310与扭矩传感器11相联,扭矩传感器11通过联轴器412与被平衡机构14相连,被平衡机构上装有加速度传感器13,加速度传感器13与扭矩传感器11与控制卡15相连,控制卡15与伺服电机1相连,实现信息的反馈和电机的控制。主动平衡减速器的基础机构为二自由度差动轮系,其中一个输入构件与常速电机相联,为整个系统提供主要的动力,另一个输入构件与控制电机相连,通过对其运动规律的设计而实现对机构动力性能的调节与控制。主动平衡减速器的输出轴与被平衡对象(或机构)的输入轴相联,通过加速度及扭矩传感器检测与被平衡机构震动力、震动力矩等相关的参数,将其反馈给控制器经计算得到伺服电机的所需运动规律,由控制卡对伺服电机的运动规律实施控制,使主动平衡减速器产生与待平衡机构相反的震动力、震动力矩和输入扭矩以抵消其原有的震动力、震动力矩或输入扭矩而达到平衡的目的。本主动平衡减速器的发明为改善机器的动力性能,提高机械效率,实现现代机械高速高精度的设计目标提供了一种潜在的解决方案。