[发明专利]一种带应变片的谐波减速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种谐波减速器的改进，特指一种成本低、结构紧凑，测量扭矩简单方便且测量结果精确的带应变片的谐波减速器。

背景技术

谐波减速器具有承载能力高，传动比大，体积小、重量轻，传动平稳且传动精度高等这些独特优点，使得广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业。

谐波减速器作为机器人的核心传动部件不能自带扭矩反馈。机器人误操作易发生撞击，造成整个谐波减速器损伤甚至报废。传统的谐波减速器的测量扭矩方法：将谐波减速器3与扭矩传感器1通过连接法兰2连接后对谐波减速器3的扭矩进行测量，如附图1所示。这种结构体积增大，增加了重量；增加柔性环节，刚性下降明显；存在多维力耦合，扭矩测量不准确且结构复杂，成本较高。

为此，我们研发了一种成本低、结构紧凑，测量扭矩简单方便且测量结果精确的带应变片的谐波减速器。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种成本低、结构紧凑，测量扭矩简单方便且测量结果精确的带应变片的谐波减速器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种带应变片的谐波减速器，包含弹性体、柔轮、波发生器和刚轮；所述柔轮的截面成倒置的U形，其下端部的内侧壁上设置有可产生弹性变形的薄壁齿轮；所述波发生器的外侧壁上设置有滚动轴承，且所述滚动轴承与柔轮的内壁相互紧压；所述输出轴设置在柔轮的上端部，且所述柔轮与输出轴通过螺栓连接；所述输出轴外套有交叉滚动轴承；所述交叉滚动轴承通过螺栓固定在弹性体的上端；所述柔轮的下端部套设在刚轮内；当波发生器发生转动时，其柔轮上的薄壁齿轮与刚轮之间的啮合状态依次在啮入、啮合、啮出和脱开这四种状态中进行循环变化，从而达到减速效果；所述刚轮通过螺栓固定在弹性体的下端；所述弹性体外表面均布有应变片。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明所述的带应变片的谐波减速器中交叉滚动轴承通过螺栓固定在弹性体的上端；所述刚轮通过螺栓固定在弹性体的下端；所述弹性体外表面均布有应变片，结构紧凑，体积大大减少，重量也得到了控制；同时通过应变片测量扭矩简单且方便，而且扭矩测量不存在耦合问题，测量结果精确；再者成本比，便于与电机等其他部件集成；再有所述弹性体固定不旋转，信号采集简便易行。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为现有技术的谐波减速器的扭矩测量示意图；

附图2为本发明所述的带应变片的谐波减速器的结构图；

其中：1、扭矩传感器；2、连接法兰；3、谐波减速器；4、应变片；5、柔轮；6、滚动轴承；7、波发生器；8、输出轴；9、交叉滚子轴承；10、弹性体；11、刚轮。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

附图2为本发明所述的带应变片的谐波减速器，包含弹性体10、柔轮5、波发生器7和刚轮11；所述柔轮5的截面成倒置的U形，其下端部的内侧壁上设置有可产生弹性变形的薄壁齿轮；所述波发生器7上套装有滚动轴承6，且所述滚动轴承6与柔轮5的内壁相互紧压；所述输出轴8设置在柔轮5的上端部，且所述柔轮5与输出轴8通过螺栓连接；所述输出轴8外套有交叉滚动轴承9；所述交叉滚动轴承9通过螺栓固定在弹性体10的上端；所述柔轮5的下端部套设在刚轮11内；当波发生器7发生转动时，其柔轮5上的薄壁齿轮与刚轮之间的啮合状态依次在啮入、啮合、啮出和脱开这四种状态中进行循环变化，从而达到减速效果；所述刚轮11通过螺栓固定在弹性体10的下端；所述弹性体10外表面均布有应变片4；工作时，外围的弹性体10发生弹性变形，其上的应变片4也会发生变化，此时通过测量应变片4即可测出谐波减速器的工作扭矩。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明所述的带应变片的谐波减速器中交叉滚动轴承通过螺栓固定在弹性体的上端；所述刚轮通过螺栓固定在弹性体的下端；所述弹性体外表面均布有应变片，结构紧凑，体积大大减少，重量也得到了控制；同时通过应变片测量扭矩简单且方便，而且扭矩测量不存在耦合问题，测量结果精确；再者成本比，便于与电机等其他部件集成；再有所述弹性体固定不旋转，信号采集简便易行。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。