МОТОР-РЕДУКТОР

Заявляемая полезная модель относится к области электротехники, в частности, к синхронным электродвигателям с постоянными магнитами, и может быть использована в робототехнике в качестве приводного устройства для антропоморфных роботов.
Известны торцевые моментные и волновые электродвигатели (1. Патент RU 2256276 от 10.07.2005 г.; 2. Патент RU 2418351 от 10.05.2011 г.), содержащие статор в виде жесткого зубчатого колеса с размещенной в нем электромагнитной катушкой и ротор в виде гибкого зубчатого колеса с размещенными на нем постоянными магнитами, зубчатый венец которого входит в зацепление с зубчатым венцом жесткого колеса, закрепленного на подшипниках в корпусе и жестко связанного с выходным валом. Недостатком данных технических решений является постоянное зацепление зубчатых венцов гибкого и жесткого колес, в то время как для антропоморфного робота требуется их периодическое полное размыкание (расцепление).
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемой полезной модели является торцевой волновой электродвигатель (патент RU 2418351 от 10.05.2011 г.), содержащий корпус, в котором размещены статор и ротор, выполненные в форме дисков, имеющих форму зубчатых колес (шестерен), выходной вал с жестким колесом, при этом зубья на качающейся (ротор) и на статической (статор) шестернях выполнены торцевыми, в теле качающейся шестерни установлены постоянные магниты, а в теле статической шестерни размещена электромагнитная катушка.
Недостатком прототипа является усиленная вибрация, обусловленная движением качающегося ротора при больших оборотах двигателя, высокий уровень шума и недостаточная величина крутящего момента.
Задача полезной модели - уменьшение уровня вибрации и шума и увеличение крутящего момента при неизменности массогабаритных показателей.
Технический результат достигается за счет того, что в торцевой электродвигатель, содержащий корпус, в котором размещены статор и ротор, выполненные в форме дисков, имеющих форму, соответственно, статической и качающейся шестерен, при этом зубья на качающейся и на статической шестернях выполнены торцевыми, в теле качающейся шестерни установлены постоянные магниты, введен волновой редуктор, включающий в себя генератор механических волн, волновой зубчатый венец, сепаратор и промежуточные тела качения, при этом генератор механических волн приводит в движение промежуточные тела качения, а сепаратор обеспечивает удержание тел качения и передачу крутящего момента на выходной вал мотор-редуктора.
Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами:
- фиг. 1 - мотор-редуктор, продольный разрез;
- фиг. 2 - мотор-редуктор, 3D-модель продольного разреза;
- фиг. 3 - мотор-редуктор, поперечный разрез;
- фиг. 4 - мотор-редуктор, 3D-модель поперечного разреза;
- фиг. 5 - 3D-модель мотор-редуктора.
Заявляемое техническое решение включает в себя следующие конструктивные элементы: 1 - задняя крышка корпуса мотор-редуктора; 2 - волновой зубчатый венец; 3 - крышка для крепления электромагнитной катушки; 4 - полость для размещения проводов подвода электрического тока к электромагнитной катушке; 5 - генератор механических волн волнового зубчатого венца; 6 - ось крепления электромагнитной катушки 12; 7 - гайка фиксации оси электромагнитной катушки; 8 - шариковый подшипник; 9 - промежуточное тело качения; 10 - передняя крышка корпуса мотор-редуктора; 11 - сепаратор; 12 - электромагнитная катушка; 13 - постоянный магнит; 14 - крышка волнового зубчатого венца, - при этом в передней крышке 10 корпуса размещена шарикоподшипниковая опора сепаратора 11, в задней крышке 1 корпуса размещена опора генератора волн 5; опоры генератора волн 5 волнового зубчатого венца 2 и опоры сепаратора 11 с выходным валом, закрепленным в передней крышке 14, размещены в корпусе мотор-редуктора; передняя 14 и задняя крышки корпуса скрепляются друг с другом с помощью болтов и гаек, а генератор волн 5 выполнен с эксцентриситетом относительно оси симметрии волнового зубчатого венца 2; промежуточное тело качения 9 представляет собой ролик.
Заявляемый мотор-редуктор работает следующим образом. При подаче электрического напряжения на электромагнитную катушку 12 в нее создается вращающееся магнитное поле, которое приводит во вращение генератор механических волн 5 волнового редуктора 2. За счет наличия эксцентриситета промежуточные тела качения 9 перекатываются по профилю волнового венца 2 и обеспечивают увеличение крутящего момента, создаваемого электромагнитной катушкой 12. Сепаратор 11 с выходным валом (на фигурах не показан) обеспечивает удержание промежуточных тел качения 9 на заданной траектории перемещения.
Технический результат заключается в решении задачи полезной модели, а именно, в уменьшении вибрации и шумов и в увеличении крутящего момента при неизменных массогабаритных показателях мотор-редуктора.