[发明专利]一种谐波减速器及驱动器

说明书

本发明提供一种谐波减速器，包括波发生器组件，定轮，柔轮和输出组件，所述柔轮呈圆筒状并能在外力作用下产生弹性变形，所述柔轮包括摩擦环部，所述柔轮被所述波发生器组件挤压变形为椭圆状柔轮，所述椭圆状柔轮的长轴两个端点处，所述椭圆状柔轮与所述定轮不接触；所述椭圆状柔轮的短轴两个端点处，所述椭圆状柔轮与所述定轮接触。本发明提供的谐波减速器，由于通过摩擦驱动原理进行无齿谐波减速，可实现很高的减速比，大幅度提高了谐波减速器的传动效率。本发明还提供一种驱动器，可采用各种电机与无齿谐波减速器直接连接，体积小，重量轻，更适宜应用于服务机器人领域。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种谐波减速器及驱动器。

背景技术

目前，机器人关键的关节部位均是采用谐波减速器，谐波减速器相比其它减速器，在相同速比和相同负载下，其传动平稳、精度最高，结构体积小，机构重量轻，广泛应用于机器人、数控机床、半导体设备等精密行业。

现有技术中的谐波减速器一般包括刚轮、柔轮及包含柔性轴承的波发生器等零部件。扭矩输出都是通过薄壁可变形柔轮进行传递；柔轮通常为杯型或者礼帽型，柔轮薄壁且存在呈接近90度直角部分。该种结构的柔轮对钢材性能要求较高，需要保证弹性要求的同时又要保证其硬度，一般采用进口的合金钢材，对加工精度要求比较高。由于其材料特殊，生产工艺要求高，因此其成本和价格远高于其他类型的减速器。谐波减速器制造工艺复杂导致其成本居高不下，成为机器人普及应用的障碍之一。同时传统谐波减速器均是通过柔轮与定轮之间的齿啮合的方式进行有齿谐波传动，传动效率很低。

同时，市场上也不存在小微型低成本的谐波减速器，传统谐波减速器尺寸较大和成本较高，对于一些较小的桌面型机器人并不适用。

发明内容

为了至少解决上述技术问题之一，本发明的目的在于提供一种传动平稳可靠、效率和精度高及成本低的谐波减速器及驱动器。同时该谐波减速器及驱动器制造简单、成本较低、便于大规模生产应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种谐波减速器，包括波发生器组件，定轮，柔轮和输出组件，所述柔轮设置在所述波发生器组件和定轮之间，所述波发生器组件与动力输入源连接，所述输出组件与所述柔轮连接；所述柔轮呈圆筒状并能在外力作用下产生弹性变形，所述柔轮包括摩擦环部，所述柔轮被所述波发生器组件挤压变形为椭圆状柔轮，所述椭圆状柔轮的长轴两个端点处，所述椭圆状柔轮与所述定轮不接触；所述椭圆状柔轮的短轴两个端点处，所述椭圆状柔轮与所述定轮接触。

进一步地，所述摩擦环部设置在所述柔轮的一端外侧，所述摩擦环部设置有第一摩擦斜面，所述定轮上设置有第二摩擦斜面，所述接触为第一摩擦斜面和第二摩擦斜面接触。

进一步地，所述第一摩擦斜面设置有两个，并对称设置在所述摩擦环部的两端，两个所述第一摩擦斜面之间形成第一摩擦啮合角。

进一步地，所述定轮呈环状，所述第二摩擦斜面设置在所述定轮的一侧；所述定轮设置有两个，两个所述定轮对称间隔设置，所述摩擦环部设置在两个所述定轮之间；两个所述定轮之间的第二摩擦斜面形成第二摩擦啮合角。

进一步地，所述第一摩擦啮合角的角度为1°~89°；所述第二摩擦啮合角的角度与所述第一摩擦啮合角的角度相同。

进一步地，在所述摩擦环部上设置有凹槽，所述凹槽位于两个所述第一摩擦斜面之间，所述凹槽中设置有环箍。

进一步地，还包括壳体组件和定位环，所述壳体组件包括壳体与底壳；所述壳体为杯状结构，所述壳体与底壳分别通过螺钉安装在所述定位环的两端；所述定位环的内壁设置有两个定位台；两个所述定轮通过所述定位台分别与所述底壳和壳体连接。

进一步地，在所述定轮上与所述第二摩擦斜面相对的一侧设置有定位部，两个所述定轮通过所述定位部分别与所述底壳和壳体连接。