[發(fā)明專利]用于測量諧波傳動器的扭矩輸出的技術

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410299587.0
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104675942B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 樸俊奐
• 申請（專利權）人: 現(xiàn)代自動車株式會社
• 主分類號: F16H13/02
• 分類號: F16H13/02;G01L3/00
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本發(fā)明提供一種諧波傳動器，包括：輸入軸，上述輸入軸連接到第一元件，上述第一元件是波發(fā)生器、柔輪和剛輪中的一者；傳動器殼，上述傳動器殼經(jīng)由軸承連接到上述輸入軸；負載傳感器，上述負載傳感器安裝在上述傳動器殼、上述輸入軸和上述波發(fā)生器中的任一者中，并測量軸向負載，上述軸向負載從上述波發(fā)生器產(chǎn)生并轉移到上述輸入軸或經(jīng)由上述輸入軸轉移到上述傳動器殼；以及處理器，上述處理器配置為從由上述負載傳感器測量得到的上述軸向負載倒算出從第二元件輸出的輸出扭矩，上述第二元件是除上述第一元件外的兩個元件中的一者。

技術領域

本發(fā)明涉及能夠測量從諧波傳動器(harmonic drive)的波發(fā)生器生成的軸向力，由此無需扭矩單元就能測量輸出扭矩的諧波傳動器。

背景技術

諧波傳動器與傳統(tǒng)齒輪系(例如斜齒輪或行星齒輪)相比較能夠改善運動平移(motion translation)的某些特性。一般而言，諧波傳動器(也稱為“應變波傳動裝置(strain wave gearing)”)一般由三個基本組件組成：波發(fā)生器、柔輪(flex spline)和剛輪(circular spline)。在諧波傳動器中，波發(fā)生器通常具有橢圓形并安裝在柔輪內(nèi)，安裝有波發(fā)生器的柔輪安裝在剛輪的內(nèi)周面上。剛輪的內(nèi)周面與柔輪的外周面一般被嚙合以便防止滑動。

在這些類型的系統(tǒng)中，重要的是測量輸出扭矩。當前，這通過扭矩單元完成。然而，隨著輸出扭矩增加，扭矩單元的剛度也增加。這樣，結果是扭矩單元的體積/重量也應增加。另外，需要用于將扭矩單元限制在一個自由度的附加構件，這也使體積/重量增加。因此，由于輸出級的慣性增加，因此由當前測量技術引起系統(tǒng)的響應性變差。

前述內(nèi)容僅意在幫助理解本發(fā)明的背景技術，不意在使本發(fā)明落入本領域技術人員已知的相關技術的范圍內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容

于是，本發(fā)明是鑒于相關技術中出現(xiàn)的上面問題而做出的，本發(fā)明旨在提供一種諧波傳動器，該諧波傳動器能夠測量從其波發(fā)生器生成的軸向力，由此無需扭矩單元就能夠測量輸出扭矩。

為實現(xiàn)上面目標，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于測量諧波傳動器的扭矩輸出的技術，該諧波傳動器包括：輸入軸，上述輸入軸連接到第一元件，上述第一元件是波發(fā)生器、柔輪和剛輪中的一者；傳動器殼，上述傳動器殼經(jīng)由軸承連接到上述輸入軸；負載傳感器(load cell)，上述負載傳感器安裝在上述傳動器殼、上述輸入軸和上述波發(fā)生器中的任一者中，并測量軸向負載，上述軸向負載從上述波發(fā)生器產(chǎn)生并轉移到上述輸入軸或經(jīng)由上述輸入軸轉移到上述傳動器殼；以及處理器，上述處理器配置為從由上述負載傳感器測量得到的上述軸向負載倒算出從第二元件輸出的輸出扭矩，上述第二元件是除上述第一元件外的兩個元件中的一者。

這樣，在本發(fā)明的某些示例性實施例中，上述輸入軸可以固定于驅(qū)動電動機的轉子。此外，上述傳動器殼可以圍繞上述輸入軸的側面，并且配置為其后端經(jīng)由軸承連接到上述輸入軸的后端，其前端固定于上述剛輪。

另外，關于上述處理，上述處理器可以配置為利用下面公式倒算出上述輸出扭矩：

F＝2×T/D×0.07×tan(a)

其中F是軸向負載，T是輸出扭矩，D是校正系數(shù)，a是取決于減速比的常數(shù)。

另外，在本發(fā)明的某些示例性實施例中，上述第一元件可以是波發(fā)生器，上述第二元件可以是柔輪。

作為優(yōu)點，根據(jù)具有如上所述的結構的諧波傳動器，無需扭矩單元就能夠測量驅(qū)動模塊的輸出扭矩。由于移除了扭矩單元，因此驅(qū)動模塊的體積/重量能夠減小。而且，設計的自由度得以提高。另外，與驅(qū)動模塊關聯(lián)的部件的數(shù)目能夠減少，而且通過減小輸出級的慣性，系統(tǒng)響應性得以改善。另外，由于軸向負載的大小根據(jù)減速/加速狀態(tài)而變化，因此能夠測量輸出級負載的變化。

附圖說明