本发明涉及电机与减速器，尤其涉及一种基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置。
背景技术：
1、电机作为驱动机构部分，减速器作为传动机构部分，驱动机构部分和传动机构部分连接以实现机械传动。凸轮是一种用于控制运动的定轴零件，其形状通常为椭圆形或任意复杂形状。凸轮通过相对运动来控制其他零部件的运动轨迹，并将机械能转换成其他形式的能量。相比之下，转子是一种绕定轴旋转的部件。转子通常具有简单的几何形状，如圆盘、圆柱或球等，用于转换能量或传递动力。凸轮与转子一般为分体式结构，即转子通过机械连接件与凸轮的中心轴连接。这样产生的问题包括：（1）部件高度零散化，供应链繁杂，导致装配复杂、调试繁琐；（2）驱动系统与传动系统的轴向连接方式复杂，导致传动链冗长、传动损失大。
2、例如，公开号为cn102684386a的专利申请公开了一种汽车空调用电动压缩机的发电机，包括机体和曲轴、凸轮轴，凸轮轴在发动机内由曲轴通过传动链带动，进气凸轮轴或/和排气凸轮轴向发动机壳外伸出有延长轴，在凸轮轴上设置有密封用的油封，空调发电机的转子设置在凸轮轴延长轴上，定子固定在定子托架上或发动机外壳上。该专利中的发电机虽然节省了空间，但是其零件较多，依然无法使得发电机的整体体积明显缩小，同时由于缺少柔性振动传感器，也无法在具有监测振动的功能的情况下实现较小体积的设置。
3、因此，基于以上缺陷，本发明对中心轴的结构进行了改进，使得转子能够被固定在凸轮中心轴上以实现一体式设置，以减少电机中的冗余结构。
4、此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
1、现有技术中的驱传一体化装置的问题包括：（1）部件高度零散化，供应链繁杂，导致装配复杂、调试繁琐；（2）驱动系统与传动系统轴向连接方式复杂，导致传动链冗长、传动损失大。
2、现有技术已经出现通过将电机与驱动控制器设置为一体结构来实现驱动电机系统的集成化的技术方案。例如，公开号为cn113765306a的专利文献公开了一种驱控一体化电机，其绕线骨架的主体嵌入在定子中，并从定子中部向定子端部延伸出来形成凹槽，穿刺片插入到绕线骨架的凹槽，在凹槽内部与定子绕组引出线头通过穿刺形成电气连接，穿刺片的另一端与汇流电路板焊接，汇流电路板与控制电路板之间通过矩形插座、矩形插头和电缆线实现电气连接，控制电路板与驱动电路板通过螺杆连接和限位装置隔离后，其外圆柱面由卷筒包裹，再套入桶形结构散热底座的内圆柱孔，散热底座与壳体之间通过端盖连接。该技术方案能够在同时确保可靠的电气连接、有效的散热和优化的结构支撑前提下，实现驱控一体化电机的小型化、集成化和低成本。然而，该技术方案中所采用的驱动机构仅涉及单一的连续传动过程，即整体结构为规则的转动体结构，一方面，由于该技术方案中的电机转子仅能够在电机内部进行规律转动，使得其中的传动部件无法以谐波方式进行转动，并且该技术方案整体的动力传递过程相对稳定，不会出现较大幅度的振动情形；另一方面，该技术方案也并未涉及通过对驱传一体化装置的振动数据进行检测以实现对驱传一体化装置的振动状态进行分析和反馈调节的过程，即便上述现有技术能够通过设置额外的传感器结构来实现对振动数据的检测，在其中的传动结构仅能够实现连续的动力传递的情况下，也无法通过传动部件来补偿谐波传动方式所引发的振动。
3、针对现有技术之不足，本发明从第一方面提供了一种基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，包括同轴连接的驱动部、传动部和从动部，驱动部中的转子以周向排布的方式设置在传动部中的凸轮的中心轴上以形成驱传一体机构，驱动部和传动部由驱传一体机构连接，传动部与从动部连接，在驱传一体机构基于磁场作用进行转动的情况下，传动部将驱动部的动力传递至从动部。驱动部中的控制单元与至少一个柔性振动传感器连接以采集振动数据。与上述现有技术相比，本发明的驱动部中的转子以周向排布的方式设置在传动部中的凸轮的中心轴上以形成驱传一体机构。基于上述区别技术特征，本发明要解决的问题可以包括：如何实现驱传一体的谐波传动机构。具体地，常规的谐波传动机构需要利用一个构建的可控制的弹性变形来实现机械运动的传递，此种结构下的谐波传动通常由三个基本构件组成，包括一个有内齿的刚轮，一个工作时可产生径向弹性变形并带有外齿的柔轮和一个装在柔轮内部、呈椭圆形、外圈带有柔性滚动轴承的波发生器，由于谐波传动机构所涉及的各种结构的构型差异，需要将其设置为独立的部件才能实现完整的谐波传动过程。相反地，本发明的驱动部和传动部能够以同轴的方式形成驱传一体式机构，从而显著减少传动过程中所涉及的机械连接结构。进一步地，本发明通过驱传一体机构来将驱动部与从动部连接，使得传动链的零件减少，装置的整体体积缩小，同时稳定性也更好。
4、根据一个优选实施方式，传动部还包括沿中心轴的轴向依次设置的内齿圈、滚子轴承和活动齿，凸轮与滚子轴承相邻设置，凸轮设置的内轮廓和外轮廓形成限定滚子轴承沿周向运动的滚动空间或轮廓线；滚子轴承的一端连接有活动齿，内齿圈以在周向内部加工齿面的方式设置，在凸轮的驱动作用下，活动齿的远离滚子轴承的一端与内齿圈的齿面进行周期性接触啮合或者脱离啮合。
5、本发明通过内齿圈的设置，使得活动齿能够限位活动，凸轮能避免活动齿的速度和加速度发生突变，从而减小活动齿与内齿圈啮合面的磨损，提高传动性能。
6、根据一个优选实施方式，从动部包括保持架；活动齿设置在保持架的径向内侧；活动齿包括在保持架的孔洞中按照径向移动的方式活动的至少两组活动齿分组，其中，至少两组活动齿分组在中心轴的轴向上存在间距，至少一组活动齿分组用于补偿保持架在承担负载的情况下所引发的振动。与上述现有技术相比，本发明的传动部设置有与滚子轴承的一端连接的活动齿结构，该活动齿还包括在保持架的孔洞中按照径向移动的方式活动设置的至少两组活动齿分组。基于上述区别技术特征，本发明要解决的问题可以包括：如何提高谐波传动稳定性能的同时，降低谐波传动过程所引起的振动。具体地，由于谐波传动过程中会产生周期性的机械结合与脱离过程，例如，在凸轮的驱动作用下，远离滚子轴承的活动齿的一端与内齿圈的齿面进行周期性接触啮合或者脱离啮合，从而造成谐波传动过程中的振动或加剧机械振动。为此，本发明能够同时通过将多个活动齿结构设置为活动齿分组的方式，以用于补偿谐波传动过程保持架因承担负载而引发的振动，如此设置，使得保持架的谐波传动抖动能够被补偿，从而减少力或者力矩在传输过程中出现的偏差。
7、根据一个优选实施方式，驱动部还包括控制单元和定子，控制单元与定子连接以控制定子产生旋转磁场，使得驱传一体机构由旋转磁场中的转子带动转动。本发明通过将控制单元设置在驱动部的方式将控制单元设置在电机的壳体内，在缩小电机体积的同时，还能够提高装置整体的稳定性。
8、根据一个优选实施方式，保持架的周向设置有若干限位孔，活动齿沿径向穿过保持架上的限位孔以实现活动齿的移动方向的限定。本发明通过限位孔的设置，使得活动齿沿径向稳定移动，并且能够减小活动齿移动的偏差。
9、根据一个优选实施方式，在凸轮的驱动作用下，活动齿与内齿圈啮合，并且保持架按照谐波方式转动；在保持架固定的情况下，内齿圈转动以输出力或力矩。本发明安装在保持架中且基于凸轮外轮廓沿径向运动的若干活动齿可替代传统谐波减速器的柔轮，提高负载能力。
10、本发明从第二方面还提供一种基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，包括无刷电机和减速器，无刷电机包括定子和控制单元；减速器包括内齿圈、滚子轴承和活动齿，无刷电机和减速器由驱传一体机构连接并进行力或力矩的传动，其中，驱传一体机构由转子与凸轮通过中心轴以一体式连接的方式形成；驱动部中的转子以周向排布的方式设置在传动部中的凸轮的中心轴上。本发明通过驱传一体机构来将驱动部与从动部连接，使得传动链的零件减少，装置的整体体积缩小，同时稳定性也更好。
11、根据一个优选实施方式，减速器还包括沿中心轴的轴向依次设置的内齿圈、滚子轴承和活动齿，凸轮与滚子轴承相邻设置，凸轮设置的内轮廓和外轮廓形成限定滚子轴承沿周向运动的滚动空间或轮廓线；滚子轴承的一端连接有活动齿，内齿圈以在周向内部加工齿面的方式设置，在凸轮的驱动作用下，活动齿的远离滚子轴承的一端与内齿圈的齿面进行周期性接触啮合或者脱离啮合。
12、本发明通过内齿圈的设置，使得活动齿能够限位活动，凸轮能避免活动齿的速度和加速度发生突变，从而减小活动齿与内齿圈啮合面的磨损，提高传动性能。
13、根据一个优选实施方式，活动齿设置在保持架的径向内侧；活动齿包括在保持架的孔洞中按照径向移动的方式活动的至少两组活动齿分组，其中，至少两组活动齿分组在中心轴的轴向上存在间距，至少一组活动齿分组用于补偿保持架在承担负载的情况下所引发的振动。如此设置，使得保持架的谐波传动抖动能够被补偿，从而减少力或者力矩在传输过程中出现的偏差。
14、根据一个优选实施方式，保持架的周向设置有若干限位孔，活动齿沿径向穿过保持架上的限位孔以实现活动齿的移动方向的限定。本发明通过限位孔的设置，使得活动齿沿径向稳定移动，并且能够减小活动齿移动的偏差。
1.一种基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，包括同轴连接的驱动部、传动部和从动部，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，其特征在于，所述传动部还包括沿中心轴的轴向依次设置的内齿圈（108）、滚子轴承（115）和活动齿（116），
3.根据权利要求2所述的基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，其特征在于，所述从动部包括保持架（109）；所述活动齿（116）设置在所述保持架（109）的径向内侧；
4.根据权利要求3所述的基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，其特征在于，所述驱动部还包括控制单元（102）和定子（122），
5.根据权利要求4所述的基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，其特征在于，所述保持架（109）的周向设置有若干限位孔，
6.根据权利要求1~5任一项所述的基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，其特征在于，在所述凸轮（124）的驱动作用下，活动齿（116）与内齿圈（108）啮合，并且保持架（109）按照谐波方式转动；
7.一种基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，包括无刷电机和减速器，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，其特征在于，所述减速器还包括沿所述中心轴的轴向依次设置的内齿圈（108）、滚子轴承（115）和活动齿（116），
9.根据权利要求8所述的基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，其特征在于，所述活动齿（116）设置在保持架（109）的径向内侧；
10.根据权利要求9所述的基于对数螺旋活齿传动的驱传一体化装置，其特征在于，所述保持架（109）的周向设置有若干限位孔，
