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专利号: 2022108689375
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于形状记忆合金丝的小型钢球活齿驱动器,其特征在于:所述驱动器包括底座、壳体、中心轮、活齿架、传动钢球、第一支撑钢球、第二支撑钢球、激波器、压簧、绕线槽、压簧固定螺栓、固定块、固定端轴承、输出端轴承和形状记忆合金丝;

所述壳体对应同轴固连在底座的上方;所述中心轮对应同轴固连在壳体的上方;所述活齿架同轴设置在底座和中心轮之间;所述活齿架的输出端向上伸出中心轮,固定端通过固定端轴承与底座连接;所述活齿架上部通过输出端轴承与中心轮的中心孔连接;

所述底座内部上表面设置有中心孔,中心孔的圆周外侧设置有与中心孔同轴的环形轨道;所述固定端轴承固定在底座的中心孔内;底座的环形轨道内均布有第一支撑钢球;所述激波器由法兰端和同轴固连在法兰端下端面的圆柱端构成,其圆柱端底部与固定块通过螺纹连接;所述固定块下方通过第一支撑钢球与底座接触连接;所述绕线槽同轴设置在激波器圆柱端的外侧,且其上端面与激波器的法兰端连接,下侧与固定块连接;

所述绕线槽由中心孔和圆周均布在中心孔圆周外侧的四个凸台构成;所述压簧的一端径向垂直作用在绕线槽的凸台上,另一端通过压簧固定螺栓与底座连接;每个凸台的左右两侧布置有若干通孔,通孔垂直于活齿架的中心轴线;所述底座侧壁的上沿分别设置有与凸台上的通孔对应的安装孔;所述形状记忆合金丝起始端对应于底座侧壁上沿安装孔,依次垂直穿过绕线槽三个相邻凸台的通孔后,末端与下一对应的底座侧壁上沿安装孔连接;

所述形状记忆合金丝设置有两根,两根形状记忆合金丝采用相同的绕线方式呈90°布置;

所述激波器法兰端上端面中心孔外侧同轴设置有与传动钢球下部对应的环形轨道;所述活齿架中部与激波器法兰端环形轨道上方对应的部分的圆周外侧圆周均布有U型卡槽;

所述传动钢球分别位于U型卡槽内并与卡槽的圆弧接触;所述中心轮下端面同轴设置有与传动钢球上部对应的齿廓轨道;所述传动钢球可在激波器环形轨道与中心轮齿廓轨道组成的间隙内转动;所述传动钢球可在U型卡槽内滑动;所述激波器法兰端的上端面的外圆周表面圆周均布有支撑钢球座;所述第二支撑钢球分别设置在支撑钢球座内,且上部与中心轮下端面接触。

2.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金丝的小型钢球活齿驱动器,其特征在于:所述固定块设置有中心螺纹孔,用于实现与激波器圆柱端底部的螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金丝的小型钢球活齿驱动器,其特征在于:所述活齿架包括依次固连的第一轴段、第二轴段、轴肩、第三轴段和第四轴段;所述第一轴段与安装在底座中心孔内的固定端轴承连接;所述第三轴段与安装在中心轮中心孔内的输出端轴承连接;所述第一轴段和第三轴段的安装保证了活齿架与底座、中心轮之间的垂直关系;所述U型卡槽圆周均布在第二轴段的顶部外侧,每个U型卡槽内布置有传动钢球,在驱动器转动时,传动钢球可沿U型卡槽滑动;所述轴肩用于对输出端轴承进行轴向限位;所述第四轴段用于和外加联轴器连接,实现驱动器的传动输出。

4.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金丝的小型钢球活齿驱动器,其特征在于:所述底座的底部非安装区域设有圆周均布的散热孔,用于提高驱动器内部空气流动,加快散热。

5.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金丝的小型钢球活齿驱动器,其特征在于:所述底座侧壁上沿的安装孔用于形状记忆合金丝的穿入与穿出,且所述安装孔内设有尼龙垫片,用于对形状记忆合金丝的起始段与末端进行固定。

6.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金丝的小型钢球活齿驱动器,其特征在于:所述形状记忆合金丝可通过在绕线槽凸台左右两侧的通孔中多次缠绕的方式来增加形状记忆合金丝工作时的有效长度,从而达到调整活齿架偏心距的目的。

7.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金丝的小型钢球活齿驱动器,其特征在于:所述固定块与底座之间通过第一支撑钢球连接,第一支撑钢球可在底座的环形轨道内滑动;所述激波器与中心轮之间设置有第二支撑钢球,第二支撑钢球可沿着中心轮的下端面滑动;所述第一支撑钢球和第二支撑钢球能够减少在驱动器转动时的内部摩擦损耗。

8.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆合金丝的小型钢球活齿驱动器,其特征在于:所述中心轮下端面齿廓轨道的曲线方程为