CN105813812B - 带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，更详细地，涉及可容易构成自动化设备的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器。为此，本发明的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器的特征在于，包括：减速器本体，包括输入部及输出部；输出反馈单元，以可装拆的方式设置于上述减速器本体，用于检测上述输出部的位置；输入媒介单元，以可装拆的方式设置于上述减速器本体，上述输入媒介单元通过与动力源的轴相连接来向上述输入部传递动力；以及输入反馈单元，以层叠的方式与上述减速器本体和上述输入媒介单元之间相结合，用于检测上述输入部的位置，在上述减速器本体向上述输入部的内部方向设置有放置槽，以便可装拆上述输出反馈单元，在上述输入部设置有输出反馈单元结合孔和输入反馈单元结合孔，上述输出反馈单元结合孔形成于上述放置槽，上述输入反馈单元结合孔形成于上述放置槽的周边部，以装拆式结合结构设置于减速器的输入输出反馈单元可对输入部及输出部的位置进行反馈，从而可获得可使上述减速器更加精巧且精密地进行控制的效果。

Description

带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器

技术领域

本发明涉及带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，更详细地，涉及可容易构成自动化设备的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器。

背景技术

通常，从工业用机器人至人形机器人，在多种领域中所使用的机器人为了关节的柔韧性运动而使用具有减速功能的执行机构。

尤其，在目前迅速发展的机器人工学技术中，正进行着对例如，家用清洁机器人、编程教育用机器人、玩具机器人、娱乐机器人等将以往仅用于工业的机器人工学原理转嫁至其他工业领域的技术的研究。

在上述机器人技术中，与驱动相关的执行机构为非常重要的核心部件，构成执行机构的主要单元为减速器。

减速器具有多种，作为代表例，可举出齿轮式减速器、电动球式减速器、摆线针轮减速器等。

此时，齿轮式减速器为最为广泛使用的普通减速器，齿轮式减速器为使用渐开线齿形(Involute tooth form)的减速器。

电动球式减速器为通过使球在呈外摆线曲线(Epicycloid curve)与内摆线曲线(Hypocycloid curve)相向的形状的引导发槽内部进行振动来执行减速旋转的减速器。

摆线针轮减速器为通过固定普通销并使作为星形齿轮的摆线齿轮(Trochoidgear)进行离心旋转，从而通过以相同的角度配置于摆线齿轮的销孔及销，仅使摆线齿轮进行自转，由此实现减速旋转的减速器。

其中，尤其，摆线针轮减速器可体现多种减速比，并对高精密及高减速方面有利，因此，广泛应用于需要精密控制的领域。

另一方面，图1为简要示出适用以往减速器的自动化设备的图，图2为简要示出以往减速器的输出位置反馈装置的图，参照图1图2进行说明。

首先，如图1所示，在适用以往的减速器20的自动化设备中，在减速器20的外部追加设置有额外的输出位置反馈装置40，输出位置反馈装置40以动力传递部30为媒介与减速器输出部20b相连接。

进而，输出位置反馈装置40与减速器20一同以各个固定单元50a、50b为媒介固定于机器人等的主体部50。

而且，主要使用马达10作为用于向减速器输入部20a传递动力的动力源，上述马达10以马达轴10a为媒介与上述减速器输入部20a相连接，尤其，能够以齿轮、皮带轮、联轴器等多种机械构件为媒介与减速器输入部20a相连接。

并且，如图2所示，以往的减速器20在没有用于检测输入输出位置的装置的情况下，在减速器20的外部设置有输出位置反馈装置40，从而仅提供制造商方面预先提供的固定形态的输入输出方式。

由此，在制造减速器20之后，很难变更输入方式，且无法控制通过减速器20传递的动力，从而无法通过检测输出的绝对位置、输入输出位移来将上述信息适用于自动化设备的控制。

而且，一体化的以往的减速器20无法与多种驱动方式的驱动单元相对应，因此，在选定输入驱动单元方面发生制约，且存在需要具有用于连接减速器20和输入驱动单元的额外的装置的麻烦。

因此，由于如上所述的减速器20的结构变得复杂，因此，加工费及制造费等维护费昂贵，且使减速器20的整体体积增大，从而存在不利于小型化的缺点。

发明内容

技术问题

本发明用于解决上述现有技术的问题，本发明的目的在于，提供可容易构成自动化设备的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器。

解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的一实施例提供如下的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，即，上述带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器的特征在于，包括：减速器本体，包括输入部及输出部；输出反馈单元，以可装拆的方式设置于上述减速器本体，用于检测上述输出部的位置；输入媒介单元，以可装拆的方式设置于上述减速器本体，上述输入媒介单元通过与动力源的轴相连接来向上述输入部传递动力；以及输入反馈单元，以层叠的方式与上述减速器本体和上述输入媒介单元之间相结合，用于检测上述输入部的位置，在上述减速器本体向上述输入部的内部方向设置有放置槽，中，以可装拆上述输出反馈单元，在上述输入部设置有输出反馈单元结合孔和输入反馈单元结合孔，上述输出反馈单元结合孔形成于上述放置槽，上述输入反馈单元结合孔形成于上述放置槽的周边部。

在本发明一实施例中，上述输出反馈单元以与上述减速器本体形成为一体的方式可内置于上述输入部。

在本发明一实施例中，上述输出反馈单元可包括：主体部；输出位置指示部，用于向上述输出部传递旋转角；以及输出位置检测部，用于检测上述输出位置指示部的位置及位移。

在本发明一实施例中，上述输出反馈单元可通过磁性(Magnetic)、电位计(Potentiometer)及光学式增量编码器(Encoder)中的一种方式进行检测。

在本发明一实施例中，上述输入反馈单元可通过磁性、电位计及光学式增量编码器中的一种方式进行检测。

在本发明一实施例中，上述输入媒介单元可设置为轴型、结合孔型及齿轮型中的一种类型。

在本发明一实施例中，上述输入反馈单元可包括：框架，形成有贯通孔；输入位置指示部，插入于上述贯通孔，用于向上述输入部传递旋转角；以及输入位置检测部，用于检测上述输入位置指示部的位置及位移，在上述输入位置指示部设置有用于与上述输入媒介单元相结合的中空孔，在上述中空孔的内侧形成有一个以上的用于固定上述输入媒介单元的结合件。

在本发明一实施例中，上述框架还可包括进入口，上述进入口与上述中空孔相连通，使得固定部件进入。

在本发明一实施例中，可在上述输入部与上述输出部之间设置有摆线针轮式减速部。

发明的效果

根据本发明的一实施例，可对设置于减速器的输入输出反馈单元及输入媒介单元进行装拆，因此用于构成自动化设备的输入方式容易，且体现层叠式的结合结构，从而可选择性地采用多个机械构件。

并且，通过以装拆式结合结构设置于减速器的输入输出反馈单元来反馈输入部及输出部的位置，从而可获得可使减速器更加精巧且精密地进行控制的效果。

本发明的效果并不局限于上述效果，应当理解，本发明的效果包括可从本发明的详细说明或发明要求保护范围所记载的发明的结构导出的所有效果。

附图说明

图1为简要示出适用以往的减速器的自动化设备的图。

图2为简要示出以往的减速器的输出位置反馈装置的图。

图3示出本发明的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器的第一实施例。

图4为图3的分解图。

图5为本发明的减速器本体及输出反馈单元的分解图。

图6为与输出反馈单元相结合的减速器本体的侧视图。

图7为表示本发明的与多输入方式减速器相结合的输入媒介单元的图。

图8为图7的剖视图。

图9为简要示出本发明的输入反馈单元的内部的图。

图10为图9的剖视图。

图11为示出本发明的多输入方式减速器的第二实施例的图。

图12为示出本发明的多输入方式减速器的第三实施例的图

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明。但是，本发明可体现为多种不同的形态，因此，本发明并不局限于以下说明的实施例。而且，为了明确说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，在整个说明书中，对类似的部分标出了类似的附图标记。

在整个说明书中，当表示某一部分与另一部分“相连接”时，这不仅包括“直接连接”的情况，而且还包括在中间隔着其他部件“间接连接”的情况。并且，当某一部分“包括”另一部分时，只要没有特别相反的记载，则这表示还可包括其他结构要素，而不是排除其他结构要素。

以下，参照附图，详细说明本发明的实施例。

图3示出本发明的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器的一实施例，图4为图3的分解图，基于图3及图4说明本发明。

如图3及图4所示，本实施例的多输入方式减速器1000包括减速器本体1100、输出反馈单元1200、输入媒介单元1300及输入反馈单元1500。

减速器本体1100包括输入部1130及输出部1150，在上述减速器本体1100向输入部1130的内部方向设置有放置槽1110，以便可装拆上述输出反馈单元1200。

输出反馈单元1200以可装拆的方式设置于减速器本体1100，输出反馈单元1200用于检测输出部1150的位置。

输入媒介单元1300以可装拆的方式设置于减速器本体1100，输入媒介单元1300通过与动力源的轴相连接来向输入部1130传递动力。

输入反馈单元1500以层叠的方式与减速器本体1100和输入媒介单元1300之间相结合，输入反馈单元1500用于检测输入部1130的位置。

另一方面，在本实施例的多输入方式减速器1000的所有结构要素均正确地相结合的情况下，以紧固部件为媒介，可从减速器本体1100的输入部1130依次以输出反馈单元1200、输入媒介单元1300及输入反馈单元1500的顺序相结合。

此时，输出反馈单元1200的输出端子部1270及输入反馈单元1500的输入端子部1570向输入部1130的方向露出，从而可以容易地连接用于通电的配线部件，并可易于用肉眼观察，由此可迅速掌握因硬件导致的错误原因。

而且，本实施例的多输入方式的多个结构要素能够以紧固部件，例如，以螺栓及内六角扳手等为媒介与减速器本体1100的输入部1130相结合。

尤其，为了预防丢失及便于管理紧固部件，输出反馈单元1200、输入媒介单元1300及输入反馈单元1500的各一侧呈凸形状，输出反馈单元1200、输入媒介单元1300及输入反馈单元1500的的另一侧以与上述凸形状相对应的方式呈凹形状，从而可便于进行装拆。

但是，在多输入方式减速器1000将从马达等动力源接收的高速低扭矩的输入变换成低速高扭矩的输出的过程中，与减速器本体1100相结合的多个结构要素因受到微细晃动的影响，而可引起隔开及脱离等负面现象，因此，优选地，使用螺栓及六角扳手等紧固部件。

图5为本发明的减速器本体及输出反馈单元的分解图，图6为与输出反馈单元相结合的减速器本体的侧视图，基于图5及图6说明本发明。

如图5所示，减速器本体1100包括输入部1130及输出部1150，可在输入部1130与输出部1150之间设置有摆线针轮式减速部，但并不局限于此，与摆线针轮式减速部相关的具体技术说明可充分由现有技术所代替，因此，在本实施例中不提及摆线针轮式减速部。

在减速器本体1100的输入部1130可设置有输出反馈单元结合孔1120和输入反馈单元结合孔1140，上述输出反馈单元结合孔1120形成于放置槽1110，上述输入反馈单元结合孔1140形成于放置槽1110的周边部。

由此，输出反馈单元1200可通过放置槽1110收容于输入部1130，从而能够以紧固部件为媒介从输入部1130装拆输出反馈单元1200。

并且，输出反馈单元1200以与减速器本体1100形成为一体的方式内置于输入部1130，并可使输出端子部1270向输入部1130的外部露出。

另一方面，输出反馈单元1200包括主体部1210、输出位置指示部1230及输出位置检测部1250。

即，如图6所示，在输出反馈单元1200中，主体部1210内置于减速器本体1100的放置槽1110，输出位置指示部1230设置于减速器本体1100的中心部，以向输出部1150传递旋转角。

输出位置检测部1250以检测输出位置指示部1230的位置及位移的方式设置于主体部1210的内部或者以与主体部1210的外部面相结合的方式可内置于放置槽1110。

其中，输出反馈单元1200的主体部1210可包括：位置检测传感器，用于检测输出部1150的位置；输出电路部，用于测定位置检测传感器所检测的电变化；以及输出端子部1270，用于输出输出部1150的位置。

而且，本实施例的输出反馈单元1200的监测方式为利用磁性的磁通量检测方式，但并不局限于此，也可通过电位计及光学式增量编码器中的一种方式进行检测。

磁通量检测方式为如下的方式，即，在输出位置指示部1230安装有磁铁，由此对输出位置检测部1250的磁通量或磁通量的变化进行测定。

相反，电位计方式为如下的方式，即，以可连接输出位置检测部1250的旋转部的方式在输出位置指示部1230的末端形成有连接部，输出位置检测部1250包括固定端及旋转端，上述固定端固定于电路部，上述旋转端与输出位置指示部1230的连接部相结合，上述输出位置检测部1250对可根据固定端和旋转端角度发生变化的电阻进行测定。

而且，光学式增量编码器方式为如下的方式，即，在输出位置指示部1230安装有包括等间距(等角度间距)缝隙的转盘，输出位置检测部1250包括发光部和收光部，收光部判断从发光部所放射的光是否通过上述缝隙。

此时，当输出位置指示部1230进行旋转时，以脉冲(Pulse)形态向输出位置检测部1250输出位置，输出位置检测部1250通过测定的脉冲数来判断相对(绝对)位置。

图7为表示本发明的与多输入方式减速器相结合的输入媒介单元的图，图8为图7的剖视图，基于图7及图8说明本发明。

参照上述图3及图4，说明图7及图8所示的输入媒介单元1300，本实施例的度输入方式减速器1000具有轴型输入媒介单元1300。

如图7及图8所示，本实施例的轴型输入媒介单元1300包括连接架1310、齿轮部件1330、轴部件1350及轴承部件1370。

连接架1310呈圆状，以便以相对应的方式与减速器本体1100的输入部1130相结合，轴部件1350以贯通的方式设置于连接架1310的中心部，以便稳定地向输入部1130传递从动力源传递的旋转力，在以贯通连接架的中心部的方式突出而成的轴部件1350的末端具有齿轮部件1330。

并且，在连接架1310与齿轮部件1330之间设置有轴承部件1370，以便可承受基于驱动旋转力的扭转、垂直载荷、水平载荷及冲击等外力。

图9为简要表示本发明的输入反馈单元的内部的图，图10为图9的剖视图，基于图9及图10说明本发明。

如图9及图10所示，本实施例的输入反馈单元1500包括外罩1510、输入位置指示部1530及输入位置检测部1550。

在外罩1510形成有贯通孔1515并呈圆状，输入位置指示部1530内置于外罩1510，以便通过插入于外罩1510的贯通孔1515来向输入部1130传递旋转角，输入位置检测部1550以靠近输入位置指示部1530的方式设置，用于检测输入位置指示部1530的位置及位移。

其中，外罩1510可包括：位置检测传感器，用于检测输入部1130的位置；输入电路部，用于测定位置检测传感器所检测出的电变化；以及输入端子部1570，用于输入输入部1130的位置。

而且，在输入位置指示部1530形成用于与输入媒介单元1300相结合的中空孔，在中空孔的内侧形成有一个以上的结合件1537，用于固定输入媒介单元1300。

由此，在外罩1510还可设置有与中空孔相连通的进入口1517，使得固定部件进入。

另一方面，输入反馈单元1500可通过上述图5及图6的输出反馈单元1200的检测方式中的一种方式进行检测，由此，将省略具体说明。

图11为示出本发明的多输入方式减速器的第二实施例的图，图12为示出本发明的多输入方式减速器的第三实施例的图，基于图11及图12说明本发明。

如图11所示，输入媒介单元1300a、1300b可通过多种方式设置，例如，可通过结合孔型及齿轮型中的一种类型设置。

如图11的(a)部分所示，结合孔型包括连接架体(未图示)、结合孔型轴(未图示)、传递齿轮(未图示)、一个或多个轴承(未图示)，从而能够以层叠的方式与减速器本体1100a的输入部1130a相结合。

其中，在结合孔型轴中，向同轴方向设置有可插入被结合物的被结合物插入孔，用于与被结合物相结合的紧固件(螺丝攻)，例如，一个或多个紧固件可向轴的铅垂方向设置于结合孔型轴。

而且，如图11的(b)部分所示，齿轮结合型可包括连接架体(未图示)及传递齿轮(未图示)。

其中，在连接架体以能够使工具进入的方式设置有进入孔，在传递齿轮中，向同轴方向设置有可插入被结合物的被结合物插入孔，用于与被结合物相结合的紧固件(螺丝攻)，例如，一个或多个紧固件可向轴的铅垂方向设置于结合孔型轴。

而且，在齿轮结合型中，除传递齿轮之外，可以与上述轴型或接合孔型等相连接，在将突出的轴进行旋转的马达作为减速器单元的动力源来使用的情况下，能够以直接连接马达和减速器单元为目的来体现。

并且，齿轮结合型能够以如下的层叠式紧固结构来设置，即，首先使减速器本体1000b的输入部1130b与输入反馈单元1500b相结合之后，最终与输入媒介单元1300b的一侧相结合。

另一方面，如图12所示，多输入方式减速器2000、2000a、2000b能够以如下方式实现，即，在未设置本实施例的输入反馈单元1500的情况下，轴型、紧固孔型及齿轮结合型等的输入媒介单元2300、2300a、2300b以层叠的方式相结合，从而可通过接收多种强度的动力源来传递变换的输出。

最终，根据上述图3至图12，由于可对设置于多输入方式减速器1000、1000a、1000b、2000、2000a、2000b的输出反馈单元1200、输入反馈单元1500及输入媒介单元1300、1300a、1300b、2300、2300a、2300b进行装拆，因此，用于构成自动化设备的输入方式容易，并体现层叠式的结合结构，从而可选择性采用多个机械构件。

并且，通过以装拆式结合结构设置于多输入方式减速器1000、1000a、1000b、2000、2000a、2000b的输出反馈单元1200及输入反馈单元1500反馈输入部1130、1130a、1130b、2130、2130a、2130b的位置，从而可获得可使减速器更加精巧且精密地进行控制的效果。

上述本发明的说明仅用于例示本发明，本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解，在不变更本发明的技术思想或必备特征的情况下，可容易地将本发明变形为其他具体形态。因此应当理解，以上所述的实施例在所有方面仅为例示性的，而并不是局限性的。例如，被说明为单一型的各结构要素能够以分散的方式实施，同样，被说明为分散型的多个结构要素也能够以相结合的形态来实施。

本发明的范围通过后述的发明要求保护范围体现，从发明要求保护范围的含义、范围及其等同概念导出的所有变更或变形的形态应解释为包含在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，其特征在于，

包括：

减速器本体，包括输入部及输出部；

输出反馈单元，以能够装拆的方式设置于上述减速器本体，用于检测上述输出部的位置；

输入媒介单元，以能够装拆的方式设置于上述减速器本体，上述输入媒介单元通过与动力源的轴相连接来向上述输入部传递动力；以及

输入反馈单元，以层叠的方式与上述减速器本体和上述输入媒介单元之间相结合，用于检测上述输入部的位置，

在上述减速器本体向上述输入部的内部方向设置有放置槽，以能够装拆上述输出反馈单元，

在上述输入部设置有输出反馈单元结合孔和输入反馈单元结合孔，上述输出反馈单元结合孔形成于上述放置槽，上述输入反馈单元结合孔形成于上述放置槽的周边部。

2.根据权利要求1所述的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，其特征在于，上述输出反馈单元以与上述减速器本体形成为一体的方式内置于上述输入部。

3.根据权利要求1所述的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，其特征在于，上述输出反馈单元包括：

主体部；

输出位置指示部，用于向上述输出部传递旋转角；以及

输出位置检测部，用于检测上述输出位置指示部的位置及位移。

4.根据权利要求1所述的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，其特征在于，上述输出反馈单元通过磁性、电位计及光学式增量编码器中的一种方式进行检测。

5.根据权利要求4所述的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，其特征在于，上述输入反馈单元通过磁性、电位计及光学式增量编码器中的一种方式进行检测。

6.根据权利要求1所述的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，其特征在于，上述输入媒介单元设置为轴型、结合孔型及齿轮型中的一种类型。

7.根据权利要求1所述的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，其特征在于，

上述输入反馈单元包括：

框架，形成有贯通孔；

输入位置指示部，插入于上述贯通孔，用于向上述输入部传递旋转角；以及

输入位置检测部，用于检测上述输入位置指示部的位置及位移，

在上述输入位置指示部设置有用于与上述输入媒介单元相结合的中空孔，在上述中空孔的内侧形成有一个以上的用于固定上述输入媒介单元的结合件。

8.根据权利要求7所述的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，其特征在于，上述框架还包括进入口，上述进入口与上述中空孔相连通，使得固定部件进入。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的带有输入输出位置反馈的多输入方式减速器，其特征在于，在上述输入部与上述输出部之间设置有摆线针轮式减速部。