一种运动支臂力矩平衡装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109654173A(43)申请公布日2019.04.19(21)申请号201811624669.2(22)申请日2018.12.28(71)申请人中国电子科技集团公司第二十七研究所地址450047河南省郑州市二七区航海中路71号(72)发明人杨国文姚红萍夏旭光李红卫(74)专利代理机构郑州联科专利事务所(普通合伙)41104代理人时立新(51)Int.Cl.F16H1/32(2006.01)F16H57/00(2012.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种运动支臂力矩平衡装置(57)摘要本发明公开了一种运动支臂力矩平衡装置，包括外壳和设置在外壳上的输出法兰、输入法兰；所述的外壳由侧面盖板和具有凹腔的壳底盖合而成；所述的凹腔内还设置有传动机构，传动机构包括行星支架、弹簧、弹簧导槽和轴承。本发明通过简洁法兰设计，可以方便安装电机和角度编码器等设备，然后利用弹簧机构设计的圆形力矩平衡装置，通过弹簧设计可以做到任意角度与负载力矩平衡；进一步的采用太阳轮行星齿轮机构，减小弹簧伸缩量，从而允许负载大角度运动；而且弹簧采用导槽设计，防止弹簧其它方向形变，且易于更换。本发明可以做到精确平衡运动支臂力矩，有较高的环境适应性。CN109654173ACN109654173A权利要求书1/1页1.一种运动支臂力矩平衡装置，其特征在于：包括外壳和设置在外壳上的输出法兰、输入法兰；所述的外壳由侧面盖板和具有凹腔的壳底盖合而成；所述的凹腔内还设置有传动机构，传动机构包括行星支架、弹簧、弹簧导槽和轴承，所述的输入法兰固定在轴承内圈一端，输入法兰的外端用来连接电机或其它动力装置，输出法兰固定在轴承内圈的另一端，用来安装编码器等测角测速传感器，行星支架固定在轴承外圈；所述的行星支架具有多个延伸部，弹簧导槽的个数与延伸部的个数相对应，所述延伸部与行星支架本体平行设置，且与壳底的凹腔壁间隙设置，所述的弹簧导槽固定设置在壳底的凹腔壁上，且弹簧一端固定安装在弹簧导槽底部，另一端安装在与其相对应行星支架延伸部上。2.根据权利要求1所述的运动支臂力矩平衡装置，其特征在于：所述的传动机构还包括有转动角度增益机构，所述的转动角度增益机构包括有行星齿轮、太阳轮和外齿轮，所述的太阳轮固定在输入法兰的内端，外齿轮为环形结构，外齿轮固定设置在凹腔内壁上，多个行星齿轮固定设置在行星支架上，且外轮轮通过行星齿轮与太阳轮齿合传动。3.根据权利要求1所述的运动支臂力矩平衡装置，其特征在于：所述的行星齿轮采用单排三个行星齿轮。4.根据权利要求2所述的运动支臂力矩平衡装置，其特征在于：所述的行星支架为正三角形结构，三个顶角上具有三个延伸部。5.根据权利要求3所述的运动支臂力矩平衡装置，其特征在于：所述的行星支架上延伸部的厚度不大于弹簧导槽的开口厚度。2CN109654173A说明书1/3页一种运动支臂力矩平衡装置技术领域[0001]本发明涉及力矩控制技术领域，尤其涉及一种运动支臂力矩平衡装置。背景技术[0002]目前，在运动支臂的控制系统中，如图1所示的运动支臂系统中，如果想将负载从位置A上升至位置B，然后再上升至位置C，在使用常见的机吊过程中，负载力矩是时刻变化的，且是一种非线性变化，此负载力矩的非线性变化会大大加剧动力输出部件的负担，需要电机有较大的输出力矩，且需要较快的力矩变化速度，增加了整个控制系统的不稳定性，也会导致负载的不稳定。[0003]为了克服这种非线性的变力矩，一种解决方法是在负载的反方向安装相应的配重块，这种方式虽然可以解决一定的变化力矩，但其不仅增加了整个系统的重量，且增大了运动支臂的运动半径；另一种解决方式就使用大力矩的电机，依靠电机的强大输出力矩来克服这种非线性变力矩，需要电机不但力矩大而且力矩调整时间要短，对于电机要求较高，而采用这种方式解决了问题的同时，大大增加了硬件成本；最后一种方式就是安装力矩平衡机，但是现有的力矩平衡机大都是直线型的，不仅体积大，而且与负载力矩变化切合度低，容易增加控制系统负担，并不能很好的解决上述问题。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种运动支臂力矩平衡装置，体积小、力矩平衡性高，且能够大大减低系统的硬件成本，具有较高的适应性。[0005]本发明采用的技术方案为：一种运动支臂力矩平衡装置，包括外壳和设置在外壳上的输出法兰、输入法兰；所述的外壳由侧面盖板和具有凹腔的壳底盖合而成；所述的凹腔内还设置有传动机构，传动机构包括行星支架、弹簧、弹簧导槽和轴承，所述的输入法兰固定在轴承内圈一端，输入法兰的外端用来连接电机或其它动力装置，输出法兰固定在轴承内圈的另一端，用来安装编码器等测角测速传感器，行星支架固定在轴承外圈；所述的行星支架具有多个延伸