一种输出端快换式密封结构的全密封电动舵机

技术领域

本发明属于机械工程传动装置技术领域，具体涉及一种输出端快换式密封结构的全密封电动舵机。

背景技术

目前，随着空间科学以及航天技术的飞速发展，电动舵机的应用范围越来越广泛。随着使用环境越来越复杂，为了保证产品的环境适应性，需要产品本身具有一定的密封结构，从而减少外部环境应力对产品内部零件的影响造成产品失效。

因此，带有密封结构的电动舵机越来越多的被使用在航空航天产品上。现有的密封结构通常设置在产品各连接位置；同时，对于特殊领域出于双重安全考虑，还会要求产品具备可维修性，即可以快速的更换损坏的密封圈。

现有技术中，轴端密封结构设计时，通常采用气动O形圈径向或轴向密封沟槽(GB/T 3452.3—2005)的密封结构，参见图1、图2。但是，这种传统的密封结构在安装后，如果需要维修更换密封圈时，极为不方便：一般需要整体拆卸产品壳体，并将输出轴从端盖部位拆下后才能更换密封圈，一方面不便于现场更换；另一方面，部分电动舵机在拆卸后会造成产品精度失效，因此不允许拆解并单独更换密封圈。对此，现提出如下技术方案。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种输出端快换式密封结构的全密封电动舵机，解决电动舵机输出端密封圈不便现场快速更换，影响产品精度的问题。

本发明采用的技术方案：一种输出端快换式密封结构的全密封电动舵机，具有电机组件、电位计组件、减速器波发生器组件以及减速器输出轴组件，电机组件紧固式安装在减速器壳体与减速器端盖连接位置的下端面，并具有电机组件安装端面密封结构；电位计组件紧固式安装在减速器壳体后端面，并具有电位计组件安装端面密封结构；减速器波发生器组件以及减速器输出轴组件通过轴承转动支承安装在减速器壳体与减速器端盖壳体内；减速器壳体与减速器端盖结合面具有减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构；减速器输出轴组件的输出轴伸出减速器端盖内孔并在减速器端盖内孔设有减速器输出轴组件轴端密封结构；减速器输出轴组件轴端密封结构通过拆卸在减速器端盖内孔紧固安装的减速器输出端密封压盖实现减速器输出轴组件轴端密封结构中输出端密封圈的更换。

上述技术方案中，进一步地：电机组件安装端面密封结构具有电机密封件；电机密封件设于减速器端盖下端面制有的电机密封件安装槽内。

上述技术方案中，进一步地：减速器壳体下端面中部一体成型制有与电机组件适配的电机组件安装槽；电机组件安装槽外侧设有减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构中的壳体与端盖连接面密封件。

上述技术方案中，进一步地：减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构由壳体与端盖连接面密封件以及壳体与端盖连接面密封槽组成；壳体与端盖连接面密封件设于壳体与端盖连接面密封槽内；壳体与端盖连接面密封槽制于减速器壳体前端外圆柱面。

上述技术方案中，进一步地：电位计组件安装端面密封结构具有电位计组件密封圈；减速器壳体后端面制有电位计组件安装槽；电位计组件安装槽定位安装电位计组件；电位计组件安装槽槽体底部制有电位计组件密封圈安装槽；电位计组件密封圈安装槽内设有前述电位计组件密封圈；电位计组件密封圈安装槽与电位计组件密封圈组成电位计组件安装端面密封结构。

上述技术方案中，进一步地：减速器壳体前端外圆柱面制有定位凸台；减速器端盖后端面制有定位凸台内孔；定位凸台与定位凸台内孔定位贴合适配，且在贴合面之间设有壳体与端盖连接面密封件，贴合面与壳体与端盖连接面密封件组成减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构。

上述技术方案中，进一步地：减速器输出轴组件轴端密封结构具有输出轴密封圈；减速器端盖制有减速器端盖输出轴内孔；减速器端盖输出轴内孔制有输出轴密封圈安装槽；输出轴密封圈安装槽内设有输出轴密封圈；减速器端盖前端面制有密封压盖安装槽；密封压盖安装槽紧固适配安装减速器输出端密封压盖；减速器输出端密封压盖制有密封压盖输出轴内孔，减速器输出轴组件的输出轴从密封压盖输出轴内孔伸出；拆除减速器输出端密封压盖实现前述输出轴密封圈的更换；且减速器输出端密封压盖、输出轴密封圈、输出轴密封圈安装槽以及紧固组件组成减速器输出轴组件轴端密封结构。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本发明只需拆除减速器输出端密封压盖就能露出输出轴输出端密封圈并对密封圈进行更换，可实现不拆解产品输出轴就能实现密封圈的更换，使得输出端密封圈更换更加快速便捷，且不影响舵机精度。

2、本发明采用四个密封结构实现舵机的全密封，将产品的内部与外部结构通过密封结构进行隔离，确保产品内部与外部环境之间的密封性，可以实现适应多种复杂的使用环境，减少环境对产品内部零件的影响。

3、本发明结构组件精简，结构设计紧凑简洁，密封科学合理，通过减速器输出端密封压盖将输出端密封圈固定在减速器端盖上，并使输出端同轴输出，不会影响产品的精度性能；有效控制制造成本，操作简便快捷，维护保养方便；与原有的拆解壳体、端盖方式相比，不受产品结构等条件制约，可以实现现场更换维护，产品无需回厂拆解，从设计角度减轻了产品维护成本。

4、本发明适用于需要密封的传动类机构，也可用于其他机械类似产品的密封设计，使用方法和效果一样明显，对于维护保养要求高，而且需要及时更换密封圈，并且产品安装后不能拆解的产品尤为适用。

附图说明

图1为现有技术下电动舵机输出端轴向密封结构示意图；

图2为现有技术下电动舵机径向密封结构示意图；

图3为本发明电动舵机全密封结构示意图；

图4为本发明电动舵机输出端快换式密封结构分体示意图；

图5为本发明电动舵机中电机组件结构示意图；

图6为本发明电动舵机中电位计组件结构示意图；

图7为本发明电动舵机中减速器壳体结构示意图；

图8为本发明电动舵机中减速器端盖结构示意图；

图9为本发明电动舵机中减速器输出轴组件结构示意图；

图10为本发明电动舵机中减速器输出端密封压盖结构示意图；

图11为本发明电动舵机中减速器波发生器组件结构示意图；

图12为本发明电动舵机中输出端密封圈结构示意图；

图中：1-电机组件，2-电位计组件，3-减速器壳体，4-减速器端盖，5-减速器输出轴组件，6-减速器输出端密封压盖，7-减速器波发生器组件，8-输出端密封圈，9-电机密封件，10-电位计组件密封圈，11-壳体与端盖连接面密封件；301-电机组件安装槽，302-壳体与端盖连接面密封槽，303-电位计组件安装槽，304-电位计组件密封圈安装槽，305-定位凸台；401-电机密封件安装槽，402-定位凸台内孔，403-减速器端盖输出轴内孔，404-输出轴密封圈安装槽，405-密封压盖安装槽；601-密封压盖输出轴内孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图3-12，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

(如图3、图4所示)一种输出端快换式密封结构的全密封电动舵机，具有电机组件1、电位计组件2、减速器波发生器组件7以及减速器输出轴组件5。上述各组件是电动舵机主要传动结构，且上述各组件的连接传动方式参见图3，不再赘述。

本发明的改进在于：所述电机组件1紧固式安装在减速器壳体3与减速器端盖4连接位置的下端面，并具有电机组件安装端面密封结构。所述电机组件安装端面密封结构用于实现电机组件1与外界环境的密封隔离。

具体地：所述电机组件1采用四个M3螺钉将电机组件1对应安装在减速器壳体3与减速器端盖4连接位置的下端面。

在此基础上：所述电位计组件2紧固式安装在减速器壳体3后端面，并具有电位计组件安装端面密封结构。所述电位计组件安装端面密封结构实现电位计组件与外界环境的密封隔离。

具体地，所述电位计组件2通过三个M2螺钉将电位计组件2对应安装在减速器壳体3后端面。

在此基础上：所述减速器波发生器组件7以及减速器输出轴组件5通过轴承转动支承安装在减速器壳体3与减速器端盖4壳体内。所述减速器壳体3与减速器端盖4结合面具有减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构。所述减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构使得容易进灰的减速器壳体与减速器端盖连接缝隙之间形成密封结构，使得减速器壳体3与减速器端盖4壳体内置减速器波发生器组件7以及减速器输出轴组件5与外界环境隔离，避免损坏。

具体地，减速器壳体3与减速器端盖4通过四个M3螺钉紧固连为一体，在减速器壳体3与减速器端盖4结合面制有后文描述的壳体与端盖连接面密封槽302，后文描述的壳体与端盖连接面密封件11纳入密封槽实现壳体和端盖连接面之间的密封。

在此基础上：所述减速器输出轴组件5的输出轴伸出减速器端盖4内孔并在减速器端盖4内孔设有减速器输出轴组件轴端密封结构。所述减速器输出轴组件轴端密封结构用于实现减速器输出轴组件5输出轴以及与输出轴相关的轴承件与外界环境的密封隔离，避免壳体内相关部件损坏。

可见，本发明具有四个密封结构：电机组件安装端面密封结构实现电机组件1与外界环境的密封隔离。电位计组件2安装端面密封结构实现电位计组件2与外界环境的密封隔离。减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构使得壳体内置减速器波发生器组件7以及减速器输出轴组件5与外界环境隔离。减速器输出轴组件轴端密封结构实现减速器输出轴组件5输出轴轴承件与外界环境的密封隔离。采用四个密封结构实现舵机的全密封，将产品的内部与外部结构通过密封结构进行隔离，确保产品内部与外部环境之间的密封性，可以实现适应多种复杂的使用环境，减少环境对产品内部零件的影响。

在四个密封结构基础上，本发明的另一核心改进在于：(如图4所示)所述减速器输出轴组件轴端密封结构通过拆卸在减速器端盖4内孔紧固安装的减速器输出端密封压盖6实现减速器输出轴组件轴端密封结构中输出端密封圈8的更换。

具体地，所述减速器输出端密封压盖6制有螺钉安装沉孔；所述减速器输出端密封压盖6使用四个M2螺钉将减速器输出端密封压盖6安装在减速器端盖4端面。减速器输出轴组件5轴端伸出减速器输出端密封压盖6中心内孔进行旋转运动，减速器输出端密封压盖6与减速器端盖4端面形成轴端密封槽，将输出端密封圈8安装在此，实现轴向密封。减速器输出端密封压盖6通过四个M2螺钉在减速器端盖4端面紧固定位安装，可实现减速器输出端密封压盖6的快速拆装，拆卸减速器输出端密封压盖6后，舵机整体的其余安装结构以及内部结构均不会发生改变。此时，仅仅对输出端密封圈8进行更换，完成输出端密封圈8更换后，仅需将4个M2螺钉重进紧固，减速器输出端密封压盖6复位，就可恢复产品原有状态，实现输出端快换式密封结构。

可见，本发明只需拆除减速器输出端密封压盖6就能露出输出轴输出端密封圈8并对密封圈进行更换，可实现不拆解产品输出轴就能实现输出轴轴端密封密封圈的更换，使得输出端密封圈更换更加快速、便捷，且不影响舵机精度。

(结合图3、图8所示)上述实施例中，进一步地：所述电机组件安装端面密封结构具有电机密封件9；所述电机密封件9设于减速器端盖4下端面制有的电机密封件安装槽401内。优选的，所述电机密封件9为密封圈，实现端面密封。

(结合图3、图7)上述实施例中，进一步地：所述减速器壳体3下端面中部一体成型制有与电机组件1适配的电机组件安装槽301；所述电机组件安装槽301用于电机组件1的快速定位安装。结合端面密封结构，实现电机组件1的可靠密封以及定位安装。

所述电机组件安装槽301外侧设有减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构中的壳体与端盖连接面密封件11。优选的，所述壳体与端盖连接面密封件11为密封圈。所述壳体与端盖连接面密封件11属于减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构。

(如图3、图7所示)上述实施例中，进一步地：所述减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构由壳体与端盖连接面密封件11以及壳体与端盖连接面密封槽302组成；所述壳体与端盖连接面密封件11设于壳体与端盖连接面密封槽302内；所述壳体与端盖连接面密封槽302制于减速器壳体3前端外圆柱面。

(如图7、图3所示所示)上述实施例中，进一步地：所述电位计组件安装端面密封结构具有电位计组件密封圈10。所述减速器壳体3后端面制有电位计组件安装槽303；所述电位计组件安装槽303定位安装所述电位计组件2，采用电位计组件安装槽303实现电位计组件的定位安装，电位计组件2的定位装配简单、便捷。

不仅如此：所述电位计组件安装槽303槽体底部制有电位计组件密封圈安装槽304；所述电位计组件密封圈安装槽304内设有前述电位计组件密封圈10；所述电位计组件密封圈安装槽304与电位计组件密封圈10组成所述电位计组件安装端面密封结构，实现电位计组件安装端面的端面密封，采用端面密封的方式实现电位计组件2的密封定位安装。

(如图3、图7、图8所示)为实现减速器壳体3与减速器端盖4连接面的密封：上述实施例中，进一步地：所述减速器壳体3前端外圆柱面制有定位凸台305；所述减速器端盖4后端面制有定位凸台内孔402；所述定位凸台305与定位凸台内孔402定位贴合适配，且在贴合面之间设有壳体与端盖连接面密封件11，贴合连接面与所述壳体与端盖连接面密封件11组成所述减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构。即在连接面设置迷宫密封装配结构，提高减速器壳体3与减速器端盖4连接面形成的壳体内部件的密封隔离效果。

在此基础上，为实现本发明舵机输出端密封圈的快功能：(如图8、图10所示)上述实施例中，进一步地：所述减速器输出轴组件轴端密封结构具有输出轴密封圈8。所述减速器端盖4制有减速器端盖输出轴内孔403；减速器端盖输出轴内孔403用于输出轴的伸出。所述减速器端盖输出轴内孔403制有输出轴密封圈安装槽404；所述输出轴密封圈安装槽404内设有所述输出轴密封圈8；所述输出轴密封圈8用于输出轴的轴端密封。所述减速器端盖4前端面制有密封压盖安装槽405；所述密封压盖安装槽405快速定位减速器输出端密封压盖6的同时，所述密封压盖安装槽405使用紧固件紧固适配安装减速器输出端密封压盖6。不仅如此，所述减速器输出端密封压盖6制有密封压盖输出轴内孔601，所述密封压盖输出轴内孔601用于输出轴的伸出，即所述减速器输出轴组件5的输出轴从所述密封压盖输出轴内孔601伸出。拆除所述减速器输出端密封压盖6实现前述输出轴密封圈8的露出和快速、便捷更换。且所述减速器输出端密封压盖6、输出轴密封圈8、输出轴密封圈安装槽404以及紧固螺钉组成所述减速器输出轴组件轴端密封结构。

本发明的工作原理为：本发明通过四个密封结构：电机组件安装端面密封结构、电位计组件安装端面密封结构、减速器壳体与减速器端盖连接面密封结构、减速器输出轴组件轴端密封结构，实现电机组件1、电位计组件2、减速器波发生器组件7、减速器输出轴组件5与外界环境的密封隔离。即采用四个密封结构实现舵机的全密封保护，确保产品内部与外部环境之间的密封性，实现适应多种复杂的使用环境，减少环境对产品内部零件的影响。再者，本发明针对需要经常更换易疲劳的输出轴密封圈8，只需拆除减速器输出端密封压盖6就能露出输出轴密封圈8，因此可直接拆卸输出轴密封圈8对其更换，使得输出轴上最易损的密封圈的更换维保操作变得简单、便捷，实现不拆解整机，不影响产品性能的情况下，实现密封圈的更换，因此不影响舵机精度。

通过以上描述可以发现：本发明结构组件精简，结构设计紧凑简洁，密封科学合理，通过减速器输出端密封压盖将输出端密封圈固定在减速器端盖上，并使输出端同轴输出，更换输出轴密封圈8时，不会影响产品的精度性能；结构相对简单，制造成本相对降低，能够有效控制制造成本；维护装配操作简便、快捷，保养方便；与原有的拆解壳体、端盖方式相比，不受产品结构等条件制约，可以实现现场更换维护，产品无需回厂拆解；并确保产品在使用有效期内无需再次返厂检测，从设计角度降低了产品维护成本；全密封结构，可以实现适应多种复杂的使用环境，减少环境对产品内部零件的影响。

本发明适用于需要密封的传动类机构，也可用于其他机械类似产品的密封设计，使用方法和效果一样明显，对于维护保养要求高，而且需要及时更换密封圈，并且产品安装后不能拆解的产品尤为适用。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。