[发明专利]智能驱动装置

说明书

技术领域

本发明属于机械传动技术领域，具体的为一种采用少齿差啮合原理并可对齿轮实施智能测控的智能驱动装置。

背景技术

随着机器人、先进制造、车辆、船舶、航空、航天和武器装备等工程领域事业的迅速发展，其对传动件及传动系统系统的传动精度、可靠性、小体积、轻量化和免维护等性能提出了新的要求。

传统机械设备中，驱动电机和减速器都是分开设计的，这样不可避免的需要考虑他们之间的联接设计，使用键、联轴器等联接装置，从而使结构变得复杂，零件数量种类增多，系统可靠性降低，体积重量增大，并造成轴系对中误差，导致传动机构出现磨损，机构运转容易存在卡涩。

长期以来，在机械装备动力传递与运动变换时，在输入端高转速、小转矩转换为输出端低转速、大转矩的过程中，不可避免地会产生波动。该波动会降低机械装备传动精度和可靠性，并引起机械振动，影响零件的强度和寿命，降低运动精度和工作性能等。对周期性波动，一般通过增加转动惯量很大的飞轮来进行调节；对非周期性波动，一般采用调速器调节。尽管如此，实践表明，该类调节措施实际上很难解决在高铁机车、工业机器人、空间机械臂、船舶和卫星等高端装备动力传递与运动变换过程中的波动问题。除此之外，机械系统传动装置中各零件的制造及装配误差，轮齿啮合时的啮入、啮出冲击，轮齿啮合齿对数交替变化时的刚度激励，负载工况对传动装置的激励，以及运行过程中零部件的摩擦磨损、温度变化和环境影响等因素，都将加大传动机构运行过程中的波动，从而严重影响机械系统的精度、可靠性、寿命等。

现有传动技术中，高精度与高可靠的矛盾关系并没有得到解决，虽然谐波减速器、RV减速器等精密传动件及系统在机器人、自动化、航空航天等工程领域重要装备机电传动系统中应用较广，但由于谐波传动的单级传动比范围有限(通常<360)，通过柔轮传递转矩，弹性元件扭转刚度低、传递转矩有限，而RV减速器传动系统存在结构复杂、质量体积大、动态性能低劣和机械效率低、附加动载荷大等缺点。特别是特殊环境与极端工况下（振动、高低温交变）齿轮的体积热膨胀及外界恶劣的力学环境，该类减速器容易与执行机构产生非线性耦合振动而出现“卡涩”或“卡死”等现象，使系统不能正常工作甚至完全失效，从而严重影响传动的可靠性。

同时，在一些特殊工程领域，如航空、航天和国防武器装备等领域，在满足其功能要求的前提下还对其可靠性提出了严格要求，要求其零部件实现信息化、智能化，能实时在线监测各零部件的运行状态，并对装置的失效作出预估和预判以保证装备的可靠性及人民财产安全。目前国内外在进行减速器中齿轮运转过程中各项参数的信号测量时，由于传动装置内部空间狭小，环境复杂，传感器布置安装困难，信号传输易受干扰，所以一直缺乏有效的测试方法，给传动装置动态数据的采集、状态监测带来极大困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能驱动装置，该智能驱动装置不仅能够智能监控齿轮的运行工况，而且可有效防止极端工况与特殊环境下的影响而产生的非线性耦合振动，避免发生“卡涩”甚至“卡死”等问题，有效降低轮齿赫兹接触应力和弯曲应力，保证驱动装置在所设计的传动精度和承载能力范围内，控制电机因高速小转矩换为低速大转矩所产生的波动，并达到降低振动和噪声、提高驱动装置寿命的目的。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能驱动装置，包括驱动电机和与驱动电机相连的减速器，所述减速器包括动力输入偏心轴、双联齿轮、以及均旋转配合套装在所述动力输入偏心轴上的固定内齿轮和动力输出内齿轮；

所述动力输入偏心轴上设有相对于其轴线呈偏心设置的偏心段，所述双联齿轮包括外齿轮I和外齿轮II，且双联齿轮旋转配合套装在所述偏心段上，所述固定内齿轮与所述外齿轮I组成少齿差啮合副I，所述动力输出内齿轮与所述外齿轮II组成少齿差啮合副II；

所述少齿差啮合副I和少齿差啮合副II中均至少有一个齿轮上设有开槽弹性滤波结构；

所述开槽弹性滤波结构包括设置在所在齿轮轮齿上的轮齿槽，所述轮齿槽包括两条分别与所述轮齿的齿廓线呈等距曲线的曲线轮齿槽和设置在所述轮齿齿顶与两条曲线轮齿槽交汇点之间并位于齿轮径向方向的直线轮齿槽，所述轮齿槽内填充设有弹性体；和/或，

所述开槽弹性滤波结构包括设置在所在齿轮齿槽内的齿轮槽，所述齿轮槽包括对称设置在所述齿槽内并位于齿轮径向方向的直线齿轮槽，所述齿轮槽内填充设有弹性体；

所述动力输入偏心轴与所述驱动电机的输出轴同步转动；