[發明專利]一種短筒諧波精密傳動裝置

在審

• 申請號: 201710778922.9
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107339374A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 呂宏展;尹光輝
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,吳小麗

技術領域

本發明涉及一種機器人關節傳動使用的短筒諧波精密傳動裝置，屬于機器人關節精密減速傳動技術領域。

背景技術

精密減速器傳動裝置是機器人關節傳動使用的核心部件。然而，在機器人的實際應用中，正常比例的諧波減速器通常不滿足機器人減速環節的安裝空間要求。實際經驗表明，需要在保持諧波減速器的性能不變的情況下，使用短筒柔輪諧波減速器。短筒柔輪諧波減速器相比正常的諧波減速器結構更緊湊，體積更小，質量更輕。同時短筒柔輪諧波減速器不單單在機器人上，在其他領域，如航空航天領域，也有日益增長的需求。

目前，國內的短筒諧波減速器在設計加工中仍存在很多沒有解決的問題，主要表現在傳動效率低、承載能力低、壽命短、精度差。因此，國內現有的諧波齒輪傳動裝置還無法同時滿足航空航天機器人關節處對諧波齒輪傳動裝置在安裝空間、質量、傳動扭矩等各方面極苛刻的要求。

現有的諧波減速傳動裝置存在的問題，成為近年來諧波傳動領域內的熱點問題，是本領域技術人員致力于解決的重要問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種滿足航空航天機器人關節處對諧波齒輪傳動裝置要求的，軸向尺寸小、傳動精度高、且承載能力強的諧波減速傳動裝置。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種短筒諧波精密傳動裝置，其特征在于：包括雙聯柔輪，雙聯柔輪沿齒長方向由減速部齒段和輸出部齒段兩部分組成；

柔性軸承的內圈設于激波器上，雙聯柔輪的減速部齒段設于柔性軸承的外圈上，雙聯柔輪的輸出部齒段通過內嚙合零齒差傳動和輸出盤上的內齒圈形成嚙合傳動；輸出盤和十字交叉軸承的內圈聯接，十字交叉軸承的外圈固定在剛輪上，剛輪的內齒圈和雙聯柔輪的減速部齒段形成嚙合傳動。

優選地，所述柔性軸承的兩側分別通過內擋片和外擋片固定于激波器上。

優選地，所述減速部齒段與輸出部齒段之間由一梯形截面的溝槽分開；所述溝槽深度為一個全齒高尺寸。

更優選地，所述梯形截面的兩腰夾角為55°～65°。

優選地，所述減速部齒段為拋物線齒廓、“S型”齒廓、圓弧形齒廓或者漸開線齒廓；所述輸出部齒段為漸開線齒廓，且和減速部齒段的齒數相同。

優選地，所述減速部齒段的齒向尺寸為柔性軸承外圈寬度的1.1～1.2倍，所述減速部齒段的齒向尺寸為輸出部齒段的齒向尺寸的1/3～1/2。

優選地，所述輸出盤包括盤面，盤面外沿設有內齒圈，盤面中心設有圓柱形的聯接法蘭，聯接法蘭中心設有中心孔，聯接法蘭上沿周向均布有聯接孔。

更優選地，所述內齒圈的齒數等同于雙聯柔輪的齒數。

更優選地，所述輸出盤的內齒圈和雙聯柔輪的輸出部齒段形成零齒差內嚙合關系；輸出盤通過中心孔伸出緣和十字交叉軸承的軸承孔形成過渡配合；輸出盤通過聯接孔和螺釘固定聯接在十字交叉軸承的內圈上，并與十字交叉軸承的外圈保持0.5～1mm的安裝間隙。

優選地，工作時，激波器在外界輸入作用下，通過安裝在其上的柔性軸承的傳動，將運動傳遞給雙聯柔輪；雙聯柔輪的減速部齒段在激波作用下產生變形，雙聯柔輪的輸出部齒段和減速部齒段產生同步變形，輸出部齒段的同步變形和與其相嚙合的輸出盤的內齒圈形成零齒差傳動行為，該零齒差傳動行為過濾了雙聯柔輪的公轉行為，將雙聯柔輪的自轉行為通過輸出盤輸出，并通過與輸出盤相連的十字交叉軸承將運動輸送給執行件，實現諧波傳動的輸出行為。

更優選地，所述內齒圈齒頂距離聯接法蘭圓柱面徑向距離為雙聯柔輪徑向變形量的2～3倍述。

本發明提供的短筒諧波精密傳動裝置與傳統的諧波齒輪傳動裝置相比，由于采用零齒差諧波傳動，其結構更加緊湊，軸向尺寸也大大減小；同時，由于零齒差諧波傳動具有諧波齒輪傳動的特點，使得本裝置的傳動精度比較高、承載能力也比較強，滿足航空航天機器人關節處對諧波齒輪傳動裝置的要求。

附圖說明

圖1為本實施例提供的短筒諧波精密傳動裝置示意圖；

(圖1上標了B-B剖線，并未用到，用刪去B-B剖線)

圖2為圖1中的A-A剖視圖，即零齒差輸出機構示意圖；

圖3為雙聯柔輪的三維軸測視圖；

圖4為輸出盤的三維軸測視圖；

附圖標記說明：

1-聯接螺釘；2-墊片；3-十字交叉軸承；4-剛輪；5-雙聯柔輪；6-內擋片；7-擋片螺釘；8-柔性軸承；9-激波器；10-外擋片；11-輸出盤；12-軸承螺釘。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。