[发明专利]摩擦摆线驱动器

说明书

本公开的实施例涉及摩擦摆线驱动器(10)。该摩擦摆线驱动器(10)包括：固定外环(1)，具有第一直径(D1)，并且在轴向方向上与输入轴(4)同轴地被布置；至少一个圆形内盘组件(2)，具有小于第一直径(D1)的第二直径(D2)，并且被偏心地布置在外环(1)内部，在输入轴(4)旋转时，该内盘组件(2)经由摩擦接触表面(51)而与外环(1)处于摩擦接合，并且能够相对于外环(1)沿摆线轨迹移动。

技术领域

本公开的实施例总体涉及运动传递，更具体地涉及一种摩擦摆线驱动器、一种包括摩擦摆线驱动器的齿轮箱以及一种包括齿轮箱的机器人。

背景技术

齿轮箱是用于具有运动传递的机器的关键部件。由于在机加工中的关键齿形轮廓、特殊的材料处理和复杂的组装过程，紧凑、高传动比和高精度的齿轮箱非常昂贵。因此，对于诸如机器人的多自由度(多DOF)系统，齿轮箱可能占据大部分成本。

此外，对于那些传统的基于齿啮合的驱动器，设计灵活性通常限制于内盘的齿和外环的齿。此外，由齿啮合导致的纹波将影响运动传递的性能。

作为备选的驱动器解决方案，摩擦驱动器依靠两个轮之间的静摩擦来传递运动。摩擦驱动器消除了复杂的齿轮齿形轮廓，从而降低了制造难度和成本。

已经提出了一些用于运动传递的摩擦驱动器。作为示例，已经提出了一种具有磁预载的摩擦谐波驱动器。然而，这种具有滚轴的低成本的波形生成解决方案使得齿轮太重。作为另一示例，已经提出了一种具有管结构的摩擦行星驱动器，其应用管的可塑性以实现适当的预载。然而，安装如此多的具有变形的行星管并不容易。

因此，需要实现一种具有高紧凑性、传动比合适、组装方便以及转矩能力充足的低成本驱动器解决方案。

发明内容

本公开的实施例提供了一种摩擦摆线驱动器、一种包括摩擦摆线驱动器的齿轮箱以及一种包括齿轮箱的机器人。

在第一方面，提供了一种摩擦摆线驱动器。该摩擦摆线驱动器包括：固定外环，具有第一直径，并且在轴向方向上与输入轴同轴地被布置；至少一个圆形内盘组件，具有小于第一直径的第二直径，并且被偏心地布置在外环内部，在输入轴旋转时，该内盘组件经由摩擦接触表面而与外环处于摩擦接合、并且能够相对于外环沿摆线轨迹移动。

在一些实施例中，该摩擦摆线驱动器包括：轴承，与内盘组件同轴地被布置，并且被偏心地耦合到输入轴，该轴承适于可旋转地支撑内盘组件，并且使得内盘组件在沿外环移动时相对于输入轴反向地围绕轴承旋转。

在一些实施例中，该内盘组件包括：弹性环，被周向地布置并且限定摩擦接触表面，内盘组件与外环的摩擦接合由该弹性环在径向方向上的变形提供。

在一些实施例中，弹性环由橡胶、热塑性弹性体(TPE)和热塑性聚氨酯(TPU)或其任意组合制成。

在一些实施例中，该内盘组件进一步包括：内盘；以及压板，与内盘相对地被布置，并且适于在轴向方向上朝向内盘施加压力，以将弹性环固定在压板与内盘之间。

在一些实施例中，该弹性环具有基本为V形的横截面，内盘和压板共同限定用于与弹性环装配的凹部，并且该弹性环适于：在轴向方向上施加的压力下，在径向方向上从内盘的周缘突出。

在一些实施例中，该压板适于经由压板与弹性环之间的距离的改变来调节弹性环的突出程度，该距离的改变由与压板和内盘相关联地被布置的紧固件引起。

在一些实施例中，该弹性环的摩擦接触表面适于朝向内盘沿轴向方向呈锥状。

在一些实施例中，该摩擦摆线驱动器进一步包括：可旋转的第二外环，与固定外环同轴地被布置；以及第二圆形内盘组件，具有与第二直径不同的第三直径，该第二圆形内盘组件被同轴地固定到圆形内盘组件并且与第二外环处于摩擦接合，以使得第二外环旋转。