[发明专利]一种短筒谐波精密传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人关节传动使用的短筒谐波精密传动装置，属于机器人关节精密减速传动技术领域。

背景技术

精密减速器传动装置是机器人关节传动使用的核心部件。然而，在机器人的实际应用中，正常比例的谐波减速器通常不满足机器人减速环节的安装空间要求。实际经验表明，需要在保持谐波减速器的性能不变的情况下，使用短筒柔轮谐波减速器。短筒柔轮谐波减速器相比正常的谐波减速器结构更紧凑，体积更小，质量更轻。同时短筒柔轮谐波减速器不单单在机器人上，在其他领域，如航空航天领域，也有日益增长的需求。

目前，国内的短筒谐波减速器在设计加工中仍存在很多没有解决的问题，主要表现在传动效率低、承载能力低、寿命短、精度差。因此，国内现有的谐波齿轮传动装置还无法同时满足航空航天机器人关节处对谐波齿轮传动装置在安装空间、质量、传动扭矩等各方面极苛刻的要求。

现有的谐波减速传动装置存在的问题，成为近年来谐波传动领域内的热点问题，是本领域技术人员致力于解决的重要问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种满足航空航天机器人关节处对谐波齿轮传动装置要求的，轴向尺寸小、传动精度高、且承载能力强的谐波减速传动装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种短筒谐波精密传动装置，其特征在于：包括双联柔轮，双联柔轮沿齿长方向由减速部齿段和输出部齿段两部分组成；

柔性轴承的内圈设于激波器上，双联柔轮的减速部齿段设于柔性轴承的外圈上，双联柔轮的输出部齿段通过内啮合零齿差传动和输出盘上的内齿圈形成啮合传动；输出盘和十字交叉轴承的内圈联接，十字交叉轴承的外圈固定在刚轮上，刚轮的内齿圈和双联柔轮的减速部齿段形成啮合传动。

优选地，所述柔性轴承的两侧分别通过内挡片和外挡片固定于激波器上。

优选地，所述减速部齿段与输出部齿段之间由一梯形截面的沟槽分开；所述沟槽深度为一个全齿高尺寸。

更优选地，所述梯形截面的两腰夹角为55°～65°。

优选地，所述减速部齿段为抛物线齿廓、“S型”齿廓、圆弧形齿廓或者渐开线齿廓；所述输出部齿段为渐开线齿廓，且和减速部齿段的齿数相同。

优选地，所述减速部齿段的齿向尺寸为柔性轴承外圈宽度的1.1～1.2倍，所述减速部齿段的齿向尺寸为输出部齿段的齿向尺寸的1/3～1/2。

优选地，所述输出盘包括盘面，盘面外沿设有内齿圈，盘面中心设有圆柱形的联接法兰，联接法兰中心设有中心孔，联接法兰上沿周向均布有联接孔。

更优选地，所述内齿圈的齿数等同于双联柔轮的齿数。

更优选地，所述输出盘的内齿圈和双联柔轮的输出部齿段形成零齿差内啮合关系；输出盘通过中心孔伸出缘和十字交叉轴承的轴承孔形成过渡配合；输出盘通过联接孔和螺钉固定联接在十字交叉轴承的内圈上，并与十字交叉轴承的外圈保持0.5～1mm的安装间隙。

优选地，工作时，激波器在外界输入作用下，通过安装在其上的柔性轴承的传动，将运动传递给双联柔轮；双联柔轮的减速部齿段在激波作用下产生变形，双联柔轮的输出部齿段和减速部齿段产生同步变形，输出部齿段的同步变形和与其相啮合的输出盘的内齿圈形成零齿差传动行为，该零齿差传动行为过滤了双联柔轮的公转行为，将双联柔轮的自转行为通过输出盘输出，并通过与输出盘相连的十字交叉轴承将运动输送给执行件，实现谐波传动的输出行为。

更优选地，所述内齿圈齿顶距离联接法兰圆柱面径向距离为双联柔轮径向变形量的2～3倍述。

本发明提供的短筒谐波精密传动装置与传统的谐波齿轮传动装置相比，由于采用零齿差谐波传动，其结构更加紧凑，轴向尺寸也大大减小；同时，由于零齿差谐波传动具有谐波齿轮传动的特点，使得本装置的传动精度比较高、承载能力也比较强，满足航空航天机器人关节处对谐波齿轮传动装置的要求。

附图说明

图1为本实施例提供的短筒谐波精密传动装置示意图；

(图1上标了B-B剖线，并未用到，用删去B-B剖线)

图2为图1中的A-A剖视图，即零齿差输出机构示意图；

图3为双联柔轮的三维轴测视图；

图4为输出盘的三维轴测视图；

附图标记说明：

1-联接螺钉；2-垫片；3-十字交叉轴承；4-刚轮；5-双联柔轮；6-内挡片；7-挡片螺钉；8-柔性轴承；9-激波器；10-外挡片；11-输出盘；12-轴承螺钉。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。