[發(fā)明專利]諧波齒輪裝置及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410559948.0
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104565281A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 矢島明
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: F16H49/00
• 分類號: F16H49/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 林振波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及諧波齒輪裝置的制造方法，利用該方法可定位剛性齒輪、柔性齒輪和波發(fā)生器；本發(fā)明還涉及諧波齒輪裝置。

背景技術(shù)

諧波齒輪裝置廣泛用于驅(qū)動機(jī)械手關(guān)節(jié)的馬達(dá)的減速器，盡管諧波齒輪裝置的尺寸相對較小，但是利用諧波齒輪裝置能夠獲得高減速比。諧波齒輪裝置包括三個主要構(gòu)件和定位三個主要構(gòu)件的五個定位構(gòu)件。

三個主要構(gòu)件是被稱為剛性齒輪的內(nèi)齒齒輪、被稱為柔性齒輪的外齒齒輪以及被稱為波發(fā)生器的橢圓形凸輪部件。剛性齒輪是內(nèi)側(cè)有齒的環(huán)形剛輪。柔性齒輪是外側(cè)有齒的薄環(huán)形柔輪。五個定位構(gòu)件中的兩個是殼體和輸出部件。剛性齒輪固定在殼體上。作為諧波齒輪裝置輸出部的柔性齒輪固定在輸出部件上。五個定位構(gòu)件的另外三個是布置在殼體和輸出部件之間的十字交叉滾柱軸承、保持波發(fā)生器旋轉(zhuǎn)的軸承和保持軸承并固定在殼體上的支撐部件。

這里，已知的是剛性齒輪、柔性齒輪以及波發(fā)生器的連接精度會顯著影響諧波齒輪裝置的旋轉(zhuǎn)精度。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中要求高精度地加工這些構(gòu)件例如殼體。因而，當(dāng)將剛性齒輪固定在殼體上時，要求高精度地實(shí)現(xiàn)連接表面的平面度和平行度。此外，當(dāng)固定柔性齒輪和波發(fā)生器時，要求高精度地實(shí)現(xiàn)固定在殼體上的剛性齒輪的軸線與柔性齒輪和波發(fā)生器的軸線的同軸度。

日本專利特開No.2009-257409提出了一種諧波齒輪裝置的裝配方法，其中，使用夾具，利用殼體的內(nèi)周面作為基準(zhǔn)面定位剛性齒輪、柔性齒輪和波發(fā)生器。

鉸接式多軸機(jī)械手包括多個關(guān)節(jié)，每個關(guān)節(jié)中布置有驅(qū)動馬達(dá)和諧波齒輪裝置。因而，當(dāng)每個關(guān)節(jié)中諧波齒輪裝置的剛性齒輪、柔性齒輪和波發(fā)生器的連接精度不好時，各構(gòu)件的軸線變得失準(zhǔn)和傾斜，使旋轉(zhuǎn)精度降級。這顯著地降低了機(jī)械手的性能(JIS?B8432：操作工業(yè)機(jī)器人-性能標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)試驗方法)。也就是說，對于諧波齒輪裝置，重要的是高精度地對準(zhǔn)剛性齒輪、柔性齒輪和波發(fā)生器的中心軸線，這三個部件是諧波齒輪裝置的主要構(gòu)件。

然而，根據(jù)日本專利特開No.2009-257409，以殼體為基準(zhǔn)來定位剛性齒輪、柔性齒輪和波發(fā)生器。因而，除了剛性齒輪、柔性齒輪和波發(fā)生器以外，要求高精度地加工和制造殼體的基準(zhǔn)面。因此，由于高精度地加工和制造殼體，因此增加了制造諧波齒輪裝置需要的成本和時間。

特別地，根據(jù)日本專利特開No.2009-257409，用于剛性齒輪的基準(zhǔn)面和用來定位柔性齒輪的夾具所用的基準(zhǔn)面需要形成在殼體的內(nèi)周面上。當(dāng)殼體中基準(zhǔn)面的面積增大時，加工和制造殼體需要的成本和時間傾向于增大。因而，根據(jù)日本專利特開No.2009-257409，由于要求殼體的基準(zhǔn)面大，因此成本增加。

當(dāng)通過降低殼體基準(zhǔn)面的精度來減少時間和成本時，剛性齒輪、柔性齒輪和波發(fā)生器的軸線的失準(zhǔn)增大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種諧波齒輪裝置的制造方法，利用該方法，剛性齒輪、柔性齒輪和波發(fā)生器的中心軸線能夠彼此精確地對準(zhǔn)，并且能夠減少制造需要的時間。本發(fā)明還涉及一種諧波齒輪裝置。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法是諧波齒輪裝置的制造方法，諧波齒輪裝置包括殼體、剛性齒輪、柔性齒輪、波發(fā)生器、輸出部件、軸承和支撐部件。殼體為筒狀。環(huán)形剛性齒輪連接到殼體內(nèi)側(cè)并具有內(nèi)齒。柔性齒輪具有帶外齒的筒狀筒部和從筒部一端沿徑向向內(nèi)延伸的連接部，該柔性齒輪布置在剛性齒輪內(nèi)側(cè)。波發(fā)生器布置在柔性齒輪內(nèi)側(cè)，沿徑向使柔性齒輪變形以使柔性齒輪一部分與剛性齒輪一部分嚙合，并沿圓周方向使剛性齒輪內(nèi)齒與柔性齒輪外齒嚙合的嚙合位置移動。輸出部件連接到連接部。軸承具有固定在殼體上的外圈和固定在輸出部件上的內(nèi)圈，并支撐輸出部件使得輸出部件可旋轉(zhuǎn)。支撐部件支撐波發(fā)生器使得波發(fā)生器可旋轉(zhuǎn)。支撐部件固定在殼體上。該方法包括步驟：將剛性齒輪固定在殼體上；相對于剛性齒輪定位輸出部件；在執(zhí)行了剛性齒輪的固定之后，(a)將軸承外圈固定在殼體上，(b)將輸出部件固定在軸承內(nèi)圈上；相對于剛性齒輪定位柔性齒輪；在執(zhí)行了柔性齒輪的定位之后將柔性齒輪的連接部固定在輸出部件上；相對于剛性齒輪定位波發(fā)生器；以及在執(zhí)行了波發(fā)生器的定位之后將支撐波發(fā)生器的支撐部件固定在殼體上。