CN105697663B - 一种实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置，包括电机，箱体，切换机构，卡位机构，谐波减速机构，轴承，联轴器。本发明可应用于需要做双向传动的机械系统。当谐波减速器输出轴作为输入端做逆向传动时，卡位机构将谐波减速器的波发生器、柔轮、刚轮三者锁住，谐波减速器不与箱体连接，此时谐波减速器不起变速作用，相当于一个传动比为1∶1的联轴器。系统动力经过谐波减速机构，不受其减速比影响，使得拖动阻力较小；当机械系统以电机的输出轴作为输入端做正向传动时，切换机构可将谐波减速器的波发生器、柔轮、刚轮三者的锁住状态解除，同时又将谐波减速器安装于箱体上，系统动力经谐波减速机构减速比作用，可获得较大的输出扭矩。

Description

一种实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置
技术领域
本发明涉及一种实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置。
背景技术
谐波减速器是一种新型的机械传动变速机构，与普通齿轮传动相比,其具有体积小，重量轻，传动比范围大，传动效率高，传动精度高，承载能力强等特点，可广泛用于多个领域。然而，谐波减速器应用于需要做双向传动的机械系统存在困难，如手把手示教自学型机器人的传动系统。当机械系统做逆向传动时，较大的减速器传动比会使得人工引导机器人动作时遇到阻力过大而致使拖动困难。因此，现有的技术方案只有采用低传动比的减速器，其代价是要使用成本较高的低转速高扭矩电机。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种能够实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置，通过运用本装置，使得当关节轴与电机之间设有高传动比的减速器时，在不需使用成本较高的低转速高扭矩电机的前提下，可以避免设备做逆向传动时因遇到较大阻力而出现难以拖动的现象。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置，包括箱体、电机、谐波减速机构、卡位机构以及切换机构；
谐波减速机构包括谐波减速器、谐波减速器输入轴以及谐波减速器输出轴；谐波减速器包括波发生器、柔轮以及刚轮，波发生器与柔轮、刚轮径向配合安装；谐波减速器输入轴的一端与电机的输出轴相连接，另一端安装于波发生器中；谐波减速器输出轴安装于柔轮中；
卡位机构，包括第一定位卡盘、第四定位卡盘以及波发生器定位环；第一定位卡盘，其固定安装于箱体上；第四定位卡盘，其固定安装于柔轮上；波发生器定位环，其固定安装于谐波减速器输入轴上并开有销孔；
切换机构，包括驱动件、空心轴、第二定位卡盘、第三定位卡盘、移动轮、拨叉以及定位销；空心轴套接于谐波减速器输入轴上并与刚轮相连接，移动轮通过平键安装于空心轴上，在移动轮上安装有第二定位卡盘以及第三定位卡盘，第二定位卡盘和第一定位卡盘相对，第三定位卡盘和第四定位卡盘相对，拨叉安装于第二定位卡盘和第三定位卡盘之间并与驱动件相固定连接；定位销安装于第三定位卡盘中并与波发生器定位环的销孔相对应。
所述切换机构还包括交叉滚子轴承、分隔轮以及挡板；在移动轮上依次套接有交叉滚子轴承、分隔轮，在滚子轴承以及分隔轮的两侧安装有挡板，拨叉安装于两挡板之间。
所述第一定位卡盘、第四定位卡盘中均开有一凹槽，所述第二定位卡盘、第三定位卡盘中均设有一与凹槽相对应的凸起。
在所述箱体内设置有一肋板，谐波减速器输入轴贯穿安装于肋板中，第一定位卡盘固定安装于肋板远离电机的那一侧面上。
所述电机的输出轴通过联轴器与谐波减速器输入轴相连接。
所述谐波减速器输入轴与肋板之间以及谐波减速器输出轴于箱体之间安装有轴承。
所述驱动件为气缸。
本发明的有益效果在于：
本发明实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置不但结构紧凑，而且可实现谐波减速器应用于具有正/逆向双传动机械系统，避免机械系统做逆向传动时，由于减速器传动比大而产生较大阻力。
附图说明
图1为本发明实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置的半剖示意图；
图2为本发明装置做逆向传动时的半剖示意图；
图3为本发明装置做正向传动时的半剖示意图；
图4为切换机构的结构示意图；
图中：1、电机；2、箱体；3、谐波减速器；4、谐波减速器输入轴；5、谐波减速器输出轴；6、第一定位卡盘；7、第二定位卡盘；8、第三定位卡盘；9、第四定位卡盘；10、定位销；11、驱动件；12、交叉滚子轴承；13、联轴器；14、轴承；15、空心轴；16、波发生器定位环；17、移动轮；18、拨叉；19、分隔轮；20、挡板；21、肋板；22、平键；31、波发生器；32、柔轮；33、刚轮。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：、
如图1-4所示，本发明实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置包括电机1、谐波减速机构、卡位机构以及切换机构。
其中，谐波减速机构包括谐波减速器3、谐波减速器输入轴4以及谐波减速器输出轴5；谐波减速器包括波发生器31、柔轮32以及刚轮33，波发生器31与柔轮32、刚轮33径向配合安装；谐波减速器输入轴4的一端与电机1的输出轴相连接，另一端安装于波发生器31中；谐波减速器输出轴4安装于柔轮32中；
卡位机构，包括第一定位卡盘6、第四定位卡盘9以及波发生器定位环16；第一定位卡盘6，其固定安装于箱体2上；第四定位卡盘9，其固定安装于柔轮32上；波发生器定位环16，其固定安装于谐波减速器输入轴4上并开有销孔；也就是说第一定位卡盘6、第四定位卡盘9以及波发生器定位环16均是不可移动的；
切换机构，包括驱动件11、空心轴15、第二定位卡盘7、第三定位卡盘8、移动轮17、拨叉18以及定位销10；空心轴15套接于谐波减速器输入轴4上并与刚轮33相连接，也就是说谐波减速器输入轴4是可相对于空心轴15转动的；移动轮17通过平键安装于空心轴15上，在移动轮17上安装有第二定位卡盘7以及第三定位卡盘8，由于移动轮17是通过平键22安装于空心轴15上的，也就是说移动轮17相对于空心轴15是不可转动的，但可在空心轴15的轴线方向往复移动；
其中，第二定位卡盘7和第一定位卡盘6相对，第三定位卡盘8和第四定位卡盘9相对，拨叉18安装于第三定位卡盘8和第四定位卡盘9之间并与驱动件11相固定连接；也就是说，拨叉18在驱动件11的推动下，即可推动第二定位卡盘7移向第一定位卡盘6或推动第三定位卡盘8移向第四定位卡盘9移动，定位销10是安装于第三定位卡盘8中的并与波发生器定位环16的销孔相对应，如此，当第三定位卡盘8移动与第四定位卡盘9相衔接时，定位销10会穿过波发生器定位环16并对波发生器31施加一个顶力，从而实现将谐波减速器3的波发生器31、柔轮32以及刚轮33三者皆连为一体。
当本装置的机械系统做逆向传动时，即本装置的机械系统以谐波减速器输出轴5为输入端，先将本装置的机械系统进行回零(设置一个零点位置，每次切换各定位卡盘前，将各定位卡盘回到零点位置)，然后驱动件11动作，推动第三定位卡盘8往第四定位卡盘9方向移动，具体如图2所示，使得第三定位卡盘8与第四定位卡盘9相接触衔接，同时，安装于第三定位卡盘8上的定位销10将穿过波发生器定位环16并对谐波减速器3的波发生器31施加一个顶力，从而实现将谐波减速器3的波发生器31、柔轮32以及刚轮33三者皆连为一体，也就是说相当于一个传动比为1：1的联轴器。如此，当系统动力以谐波减速器输出轴5作输入时，系统动力经过谐波减速机构，不受其减速比影响，使得拖动阻力较小。
当本装置的机械系统做正向传动时，即本装置的机械系统以电机1的输出轴为输入端，同理也需将本装置的机械系统进行回零，然后驱动件11动作，推动第二定位卡盘7往第一定位卡盘6方向移动，具体如图3所示，使得第二定位卡盘7与第一定位卡盘6相接触衔接，此时，谐波减速器3的刚轮33与箱体2固定为一体，也就是说谐波减速器3可以发挥其减速的作用，如此，当系统动力以电机1的输出轴输入时，经谐波减速机构减速作用后，能够获得较大的输出扭矩。
其中，上述的切换机构还包括交叉滚子轴承12、分隔轮19以及挡板20；在移动轮17上依次套接有交叉滚子轴承12、分隔轮19，在交叉滚子轴承12以及分隔轮19的两侧安装有挡板20，拨叉18安装于两挡板20之间。由于在移动轮17上依次套接有交叉滚子轴承12和分隔轮19，从而使得移动轮17和拨叉18独立转动。
此外，为了保证第一定位卡盘6和第二定位卡盘7之间以及第三定位卡盘8以及第四定位卡盘9之间能够锁紧，上述的第一定位卡盘6、第四定位卡盘9中均开有一凹槽，所述第二定位卡盘7、第三定位卡盘8中均设有一与凹槽相对应的凸起。
另外，在上述的箱体2内设置有一肋板21，谐波减速器输入轴4贯穿安装于肋板21中，如此，即可保证谐波减速器输入轴4在传动时的平稳性，而上述的第一定位卡盘6则固定安装于肋板21远离电机1的那一侧面上。
同时，为了实现电机1的输出轴和谐波减速器输入轴4之间的平稳传动，上述电机1的输出轴通过联轴器13与谐波减速器输入轴4相连接。
其中，上述谐波减速器输入轴4与肋板21之间以及谐波减速器输出轴5与箱体2之间安装有轴承14。
其中，上述的驱动件11为气缸，当然驱动件11也可以采用丝杆传动等方式，只要能够实现推动移动轮17移动即可。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置，其特征在于，包括箱体、电机、谐波减速机构、卡位机构以及切换机构；
谐波减速机构包括谐波减速器、谐波减速器输入轴以及谐波减速器输出轴；谐波减速器包括波发生器、柔轮以及刚轮，波发生器与柔轮、刚轮径向配合安装；谐波减速器输入轴的一端与电机的输出轴相连接，另一端安装于波发生器中；谐波减速器输出轴安装于柔轮中；
卡位机构，包括第一定位卡盘、第四定位卡盘以及波发生器定位环；第一定位卡盘，其固定安装于箱体上；第四定位卡盘，其固定安装于柔轮上；波发生器定位环，其固定安装于谐波减速器输入轴上并开有销孔；
切换机构，包括驱动件、空心轴、第二定位卡盘、第三定位卡盘、移动轮、拨叉以及定位销；空心轴套接于谐波减速器输入轴上并与刚轮相连接，移动轮通过平键安装于空心轴上，在移动轮上安装有第二定位卡盘以及第三定位卡盘，第二定位卡盘和第一定位卡盘相对，第三定位卡盘和第四定位卡盘相对，拨叉安装于第二定位卡盘和第三定位卡盘之间并与驱动件相固定连接；定位销安装于第三定位卡盘中并与波发生器定位环的销孔相对应。
2.如权利要求1所述的实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置，其特征在于，所述切换机构还包括交叉滚子轴承、分隔轮以及挡板；在移动轮上依次套接有交叉滚子轴承、分隔轮，在滚子轴承以及分隔轮的两侧安装有挡板，拨叉安装于两挡板之间。
3.如权利要求1所述的实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置，其特征在于，所述第一定位卡盘、第四定位卡盘中均开有一凹槽，所述第二定位卡盘、第三定位卡盘中均设有一与凹槽相对应的凸起。
4.如权利要求1所述的实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置，其特征在于，在所述箱体内设置有一肋板，谐波减速器输入轴贯穿安装于肋板中，第一定位卡盘固定安装于肋板远离电机的那一侧面上。
5.如权利要求1所述的实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置，其特征在于，所述电机的输出轴通过联轴器与谐波减速器输入轴相连接。
6.如权利要求4所述的实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置，其特征在于，所述谐波减速器输入轴与肋板之间以及谐波减速器输出轴于箱体之间安装有轴承。
7.如权利要求1所述的实现谐波减速器应用于双向传动的机械装置，所述驱动件为气缸。
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