CN108194613A - 新型双谐波传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新型双谐波传动装置，特点是包括第一及第二波发生器、第一及第二柔性外齿轮、第一及第二刚性内齿轮、第一及第二壳体、第一及第二轴套、第一及第二金属盘、中心轴、第一至第三电磁盘及总输出轴；第一及第二柔性外齿轮分别套设在第一及第二波发生器上；第一及第二刚性内齿轮分别设在第一及第二壳体中，第一及第二柔性外齿轮分别位于第一及第二刚性内齿轮中，第一及第二轴套分别与第一及第二刚性内齿轮连接；第一及第二金属盘、第一及第二轴套、第三电磁盘及第二波发生器设在中心轴上；第一电磁盘位于第一金属盘的右侧；第二电磁盘设第二轴套上，第二及第三电磁盘分别位于第二金属盘的左右两侧，总输出轴与第二金属盘连接。其优点为：一级谐波传动和二级谐波传动间进行转换。

Description

新型双谐波传动装置
技术领域
本发明涉及一种新型双谐波传动装置。
背景技术
目前，高精机器人、高精度3D打印机、高精机电装备、超精密机床、超精密仪器以及高精度检测装置等设备对传动系统的进给分辨率、重复定位精度及运动平稳度要求极高，因此很多时候需要大传动比和高传动精度的谐波齿轮传动装置；谐波齿轮传动装置的发明已有半个多世纪，该装置是包括谐波发生器、柔性轴承、刚性齿轮以及柔性齿轮，该装置主要是依靠柔性齿轮产生的弹性变形来实现传动的，谐波齿轮传动由于其自身的优势得到广泛应用，但普通谐波传动器和现有的一些二级谐波减速器，由于受限于其自身结构不足，不能满足一些高精度装备的使用要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种新型双谐波传动装置，其不仅具有极高的进给分辨率、重复定位精度和运动平稳度，还具有超高的微调精度，能把有级调速与无级调速结合起来，随时在一级谐波传动和二级谐波传动间进行转换，结构简单、性能可靠的新型双谐波传动装置。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种新型双谐波传动装置，包括：
第一波发生器、第一柔性轴承及第一柔性外齿轮；所述第一柔性外齿轮通过第一柔性轴承套设在第一波发生器上，第一波发生器转动带动第一柔性齿轮转动；
第一轴承组、第一刚性内齿轮、第一壳体、第一键及第一轴套；所述第一刚性内齿轮通过第一轴承组设在第一壳体中并能相对转动，所述第一柔性外齿轮位于第一刚性内齿轮中并相互啮合，第一柔性外齿轮能带动第一刚性内齿轮转动，所述第一轴套的左端通过第一键与第一刚性内齿轮固定连接；
第一金属盘、中心轴及第一滑键；所述第一金属盘固定设在中心轴的左部，所述中心轴的左端部通过第一滑键安装在第一轴套内孔中并能左右轴向移动，所述第一轴套转动带动中心轴转动；
第二柔性外齿轮、第二柔性轴承及第二波发生器；所述第二柔性外齿轮通过第二柔性轴承套设在第二波发生器上，第二波发生器转动带动第二柔性外齿轮转动；
第一电磁盘及第二轴承；所述第二波发生器通过第二轴承套设在中心轴的中部并能相对转动及左右轴向移动，所述第一电磁盘与第二波发生器的左端部固定连接，第一电磁盘位于第一金属盘的右侧，第一电磁盘通电后可吸合第一金属盘；
第二轴承组、第二键、第二轴套、第二刚性内齿轮及第二壳体；所述第二刚性内齿轮通过第二轴承组设在第二壳体中并能相对转动，所述第二柔性外齿轮位于第二刚性内齿轮中并相互啮合，第二柔性外齿轮能带动第二刚性内齿轮转动，所述第二轴套的左端通过第二键与第二刚性内齿轮固定连接；
第二金属盘、第三轴承及第四轴承；所述第二轴套的内孔通过第四轴承套设在中心轴的右部并可相对转动和左右轴向移动，第二金属盘的内孔通过第三轴承套设在中心轴的右端部并可相对转动和左右轴向移动，第二金属盘位于第二轴套的右侧；以及
滑套、第二滑键、第二电磁盘、第三电磁盘及总输出轴；所述第二电磁盘与滑套固定连接，所述滑套及第二电磁盘通过第二滑键安装在第二轴套上并可在第二轴套上左右轴向移动，所述第二轴套转动带动第二电磁盘转动，第二电磁盘位于第二金属盘的左侧，第二电磁盘通电后吸合在第二金属盘上，所述第三电磁盘设在中心轴的右端，第三电磁盘位于第二金属盘的右侧内孔中，第三电磁盘通电后吸合在第二金属盘上，所述总输出轴与第二金属盘固定连接。
所述的新型双谐波传动装置，所述第一金属盘的右端面设有径向浅槽，所述第一电磁盘的左端面也设有径向浅槽，第一电磁盘通电后产生吸力向右移动，第一电磁盘的左端面可与第一金属盘的右端面吸合在一起。
所述的新型双谐波传动装置，所述第二金属盘的左端面设有径向浅槽，所述第二电磁盘的右端面也设有径向浅槽，第二电磁盘通电后，第二电磁盘的右端面可与第二金属盘的左端面吸合在一起。
所述的新型双谐波传动装置，所述第二金属盘的右端面设有径向浅槽，所述第三电磁盘的左端面也设有径向浅槽，第三电磁盘通电后，第三电磁盘的左端面可与第二金属盘的右端面吸合在一起。
所述的新型双谐波传动装置，所述第一滑键及第二滑键可以根据需要设为滑动花键或者滚珠花键。
本发明与现有技术相比的优点为：传动比大，具有极高的进给分辨率、重复定位精度和运动平稳度，还具有超高的微调精度，能把有级调速与无级调速结合起来，随时在一级谐波传动和二级谐波传动间进行转换，结构简单、性能可靠。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中第一轴套的结构示意图；
图3是的右视图；
图4是本发明中第二轴套的结构示意图；
图5是本发明中所有金属盘、所有电磁盘相互吸合的端面视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
在本发明描述中,术语“左”及“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“第一”至“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1至图5所示，其是新型双谐波传动装置，包括：
第一波发生器1、第一柔性轴承3及第一柔性外齿轮4；所述第一柔性外齿轮4通过第一柔性轴承3套设在第一波发生器1上，第一波发生器1转动带动第一柔性齿轮4转动；
第一轴承组2、第一刚性内齿轮5、第一壳体6、第一键7及第一轴套9；所述第一刚性内齿轮5通过第一轴承组2设在第一壳体6中并能相对转动，所述第一柔性外齿轮4位于第一刚性内齿轮5中并相互啮合，第一柔性外齿轮4能带动第一刚性内齿轮5转动，所述第一轴套9的左端通过第一键7与第一刚性内齿轮5固定连接；
第一金属盘10、中心轴30及第一滑键33；所述第一金属盘10固定设在中心轴30的左部，所述中心轴30的左端部通过第一滑键33安装在第一轴套9内孔中并能左右轴向移动，所述第一轴套9转动带动中心轴30转动；
第二柔性外齿轮26、第二柔性轴承27及第二波发生器29；所述第二柔性外齿轮26通过第二柔性轴承27套设在第二波发生器29上，第二波发生器29转动带动第二柔性外齿轮26转动；
第一电磁盘11及第二轴承31；所述第二波发生器29通过第二轴承31套设在中心轴30的中部并能相对转动及左右轴向移动，所述第一电磁盘11与第二波发生器29的左端部固定连接，第一电磁盘11位于第一金属盘10的右侧，第一电磁盘11通电后可吸合第一金属盘10；
第二轴承组12、第二键13、第二轴套14、第二刚性内齿轮25及第二壳体28；所述第二刚性内齿轮25通过第二轴承组12设在第二壳体28中并能相对转动，所述第二柔性外齿轮26位于第二刚性内齿轮25中并相互啮合，第二柔性外齿轮26能带动第二刚性内齿轮25转动，所述第二轴套14的左端通过第二键13与第二刚性内齿轮25固定连接；
第二金属盘17、第三轴承21及第四轴承22；所述第二轴套14的内孔通过第四轴承22套设在中心轴30的右部并可相对转动和左右轴向移动，第二金属盘17的内孔通过第三轴承21套设在中心轴30的右端部并可相对转动和左右轴向移动，第二金属盘17位于第二轴套14的右侧；以及
滑套23、第二滑键15、第二电磁盘16、第三电磁盘18及总输出轴20；所述第二电磁盘16与滑套23固定连接，所述滑套23及第二电磁盘16通过第二滑键15安装在第二轴套14上并可在第二轴套14上左右轴向移动，所述第二轴套14转动带动第二电磁盘16转动，第二电磁盘16位于第二金属盘17的左侧，第二电磁盘16通电后吸合在第二金属盘17上，所述第三电磁盘18设在中心轴30的右端，第三电磁盘18位于第二金属盘17的右侧内孔中，第三电磁盘18通电后吸合在第二金属盘17上，所述总输出轴20与第二金属盘17固定连接。
工作时，当谐波传动装置是一级谐波器时，外界输入轴带动第一波发生器1转动，第一波发生器1通过第一柔性轴承3带动第一柔性齿轮4转动，第一柔性齿轮4转动带动第一刚性齿轮5转动，第一刚性齿轮5转动带动第一轴套9转动，第一轴套9转动带动中心轴30转动，此时，第一电磁盘11不通电，第一金属盘10与第一电磁盘11没有吸合，第三电磁盘18通电后产生磁力，第二金属盘17吸引第三电磁盘18向左移动，第三电磁盘18与第二金属盘17紧紧吸合在一起从而带动第二金属盘17转动，第二金属盘17转动带动总输出轴20转动；
当谐波传动装置是二级谐波器时，外界输入轴带动第一波发生器1转动，第一波发生器1通过第一柔性轴承3带动第一柔性齿轮4转动，第一柔性齿轮4转动带动第一刚性齿轮5转动，第一刚性齿轮5转动带动第一轴套9转动，第一轴套9转动带动中心轴30转动，此时，第三电磁盘18不通电，第三电磁盘18与第二金属盘17没有吸合，第一电磁盘11与第二电磁盘16同时通电，第一电磁盘11通电产生磁力使第一金属盘10向右移动，第一金属盘10向右移动带动中心轴30向右移动，第一金属盘10与第一电磁盘11紧紧吸合在一起从而带动第一电磁盘11转动，第一电磁盘11转动带动第二波发生器29转动，第二波发生器29转动并通过第二柔性轴承27带动第二柔性齿轮26转动，第二柔性齿轮26转动带动第二刚性齿轮25转动，第二刚性齿轮25转动带动第二轴套14转动，第二轴套14转动带动第二电磁盘16转动，此时，第二电磁盘16通电后也产生电磁吸力向右移动，第二电磁盘16的右端面与第二金属盘17的左端面紧紧吸合在一起，第二电磁盘16转动带动第二金属盘17转动从而带动总输出轴20转动。
在本实施例中，所述第一金属盘10的右端面设有径向浅槽，所述第一电磁盘11的左端面也设有径向浅槽，第一电磁盘11通电后，第一电磁盘11的左端面可与第一金属盘10的右端面吸合在一起。
在本实施例中，所述第二金属盘17的左端面设有径向浅槽，所述第二电磁盘16的右端面也设有径向浅槽，第二电磁盘16通电后，第二电磁盘16的右端面可与第二金属盘17的左端面吸合在一起。
在本实施例中，所述第二金属盘17的右端面设有径向浅槽，所述第三电磁盘18的左端面设也有径向浅槽，第三电磁盘18通电后，第三电磁盘18的左端面可与第二金属盘17的右端面吸合在一起。
在本实施例中，所述第一滑键33及第二滑键15可以根据需要设为滑动花键或者滚珠花键。
本实施例中，中心轴30与孔间安装定位所用第二轴承31、第三轴承22及第四轴承21可用直线旋转轴承，直线旋转轴承具有在高精度轴向运动或径向运动时保持运动均匀的特性。
由于电控制技术、接线技术以及电旋转接头等技术已非常成熟，且非本发明之重点，故在结构原理图中未有表示出，特此说明。
以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种新型双谐波传动装置，其特征在于包括：
第一波发生器（1）、第一柔性轴承（3）及第一柔性外齿轮（4）；所述第一柔性外齿轮（4）通过第一柔性轴承（3）套设在第一波发生器（1）上，第一波发生器（1）转动带动第一柔性齿轮（4）转动；
第一轴承组（2）、第一刚性内齿轮（5）、第一壳体（6）、第一键（7）及第一轴套（9）；所述第一刚性内齿轮（5）通过第一轴承组（2）设在第一壳体（6）中并能相对转动，所述第一柔性外齿轮（4）位于第一刚性内齿轮（5）中并相互啮合，第一柔性外齿轮（4）能带动第一刚性内齿轮（5）转动，所述第一轴套（9）的左端通过第一键（7）与第一刚性内齿轮（5）固定连接；
第一金属盘（10）、中心轴（30）及第一滑键（33）；所述第一金属盘（10）固定设在中心轴（30）的左部，所述中心轴（30）的左端部通过第一滑键（33）安装在第一轴套（9）内孔中并能左右轴向移动，所述第一轴套（9）转动带动中心轴（30）转动；
第二柔性外齿轮（26）、第二柔性轴承（27）及第二波发生器（29）；所述第二柔性外齿轮（26）通过第二柔性轴承（27）套设在第二波发生器（29）上，第二波发生器（29）转动带动第二柔性外齿轮（26）转动；
第一电磁盘（11）及第二轴承（31）；所述第二波发生器（29）通过第二轴承（31）套设在中心轴（30）的中部并能相对转动及左右轴向移动，所述第一电磁盘（11）与第二波发生器（29）的左端部固定连接，第一电磁盘（11）位于第一金属盘（10）的右侧，第一电磁盘（11）通电后可吸合第一金属盘（10）；
第二轴承组（12）、第二键（13）、第二轴套（14）、第二刚性内齿轮（25）及第二壳体（28）；所述第二刚性内齿轮（25）通过第二轴承组（12）设在第二壳体（28）中并能相对转动，所述第二柔性外齿轮（26）位于第二刚性内齿轮（25）中并相互啮合，第二柔性外齿轮（26）能带动第二刚性内齿轮（25）转动，所述第二轴套（14）的左端通过第二键（13）与第二刚性内齿轮（25）固定连接；
第二金属盘（17）、第三轴承（21）及第四轴承（22）；所述第二轴套（14）的内孔通过第四轴承（22）套设在中心轴（30）的右部并可相对转动和左右轴向移动，第二金属盘（17）的内孔通过第三轴承（21）套设在中心轴（30）的右端部并可相对转动和左右轴向移动，第二金属盘（17）位于第二轴套（14）的右侧；以及
滑套（23）、第二滑键（15）、第二电磁盘（16）、第三电磁盘（18）及总输出轴（20）；所述第二电磁盘（16）与滑套（23）固定连接，所述滑套（23）及第二电磁盘（16）通过第二滑键（15）安装在第二轴套（14）上并可在第二轴套（14）上左右轴向移动，所述第二轴套（14）转动带动第二电磁盘（16）转动，第二电磁盘（16）位于第二金属盘（17）的左侧，第二电磁盘（16）通电后吸合在第二金属盘（17）上，所述第三电磁盘（18）设在中心轴（30）的右端，第三电磁盘（18）位于第二金属盘（17）的右侧内孔中，第三电磁盘（18）通电后吸合在第二金属盘（17）上，所述总输出轴（20）与第二金属盘（17）固定连接。
2.根据权利要求1所述的新型双谐波传动装置，其特征在于在所述第一金属盘（10）的右端面设有径向浅槽，所述第一电磁盘（11）的左端面也设有径向浅槽，第一电磁盘（11）通电后吸引第一金属盘（10）向右移动，第一电磁盘（11）的左端面可与第一金属盘（10）的右端面吸合在一起。
3.根据权利要求1所述的新型双谐波传动装置，其特征在于在所述第二金属盘（17）的左端面设有径向浅槽，所述第二电磁盘（16）的右端面也设有径向浅槽，第二电磁盘（16）通电后，第二电磁盘（16）的右端面可与第二金属盘（17）的左端面吸合在一起。
4.根据权利要求1所述的新型双谐波传动装置，其特征在于在所述第二金属盘（17）的右端面设有径向浅槽，所述第三电磁盘（18）的左端面也设有径向浅槽，第三电磁盘（18）通电后产生吸力向左移动，第三电磁盘（18）的左端面可与第二金属盘（17）的右端面吸合在一起。
5.根据权利要求1所述的新型双谐波传动装置，其特征在于所述第一滑键（33）及第二滑键（15）可以根据需要设为滑动花键或者滚珠花键。
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