CN108286598A - 带有双离合机构的复谐波传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于带有双离合机构的复谐波传动装置，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、第一至第三轴套、第一及第四电磁盘、第一及第二金属盘、中心轴及总输出轴；第一及第二波发生器分别设在第一及第二柔性外齿轮中；第一及第二柔性外齿轮分别设在第一及第二刚性内齿轮中，第一轴套与第一柔性外齿轮连接；第一至第三轴套套设在中心轴上；第一金属盘设在中心轴上，第一及第二电磁盘分别位于第一金属盘的左右两侧；第二波发生器与第二轴套连接；第三轴套与第二柔性外齿轮连接；第四电磁盘设在中心轴的右端，第三及第四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：能在一级谐波传动和二级谐波传动间进行转换。

Description

带有双离合机构的复谐波传动装置

技术领域

本发明涉及一种带有双离合机构的复谐波传动装置。

背景技术

目前，高精机器人、高精度3D打印机、高精度机电装备、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，其主要包括谐波发生器、柔性轴承、刚性齿轮以及柔性齿轮，依靠柔性齿轮产生的弹性变形来实现传动；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带有双离合机构的复谐波传动装置，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。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种带有双离合机构的复谐波传动装置，包括：

第一波发生器、第一柔性轴承及第一柔性外齿轮；所述第一波发生器通过第一柔性轴承设在第一柔性外齿轮中，第一波发生器转动带动第一柔性外齿轮转动；

第一刚性内齿轮、第一键及第一轴套；所述第一柔性外齿轮设在第一刚性内齿轮中并相互啮合转动，所述第一轴套的左端通过第一键与第一柔性外齿轮固定连接；

第一电磁盘、第一金属盘、中心轴及第一滑键；所述中心轴的左端部通过第一滑键设在第一轴套的内孔中并能左右轴向移动；第一金属盘固定在中心轴的左部；所述第一电磁盘与第一轴套的右端固定连接且位于第一金属盘的左侧，第一电磁盘通电后吸合第一金属盘；

第二柔性轴承、第二波发生器及第二柔性外齿轮；所述第二波发生器通过第二柔性轴承设在第二柔性外齿轮中，第二波发生器转动带动第二柔性外齿轮转动；

第二电磁盘、第二轴套、第二键及第二轴承；所述第二波发生器通过第二键与第二轴套的右端部固定连接；所述第二轴套的内孔通过第二轴承套设在中心轴的中部并可相对转动及轴向移动，所述第二电磁盘与第二轴套的左端固定连接并位于第一金属盘的右侧，第二电磁盘通电后吸合第一金属盘；

第二刚性内齿轮、第三键、第二金属盘、第四轴承、第五轴承及第三轴套；所述第二柔性外齿轮设在第二刚性内齿轮中并相互啮合转动，所述第三轴套的左端通过第三键与第二柔性外齿轮固定连接，所述第三轴套的内孔通过第四轴承套设在中心轴的右端部并可相对转动和轴向移动，所述第二金属盘的内孔通过第五轴承套设在中心轴上并可相对转动和轴向移动，且第二金属盘位于第三轴套的右侧；以及

滑套、第二滑键、第三电磁盘、总输出轴及第四电磁盘；所述第三电磁盘与滑套固定连接，所述滑套及第三电磁盘通过第二滑键设在第三轴套的右部并可在第三轴套上左右轴向移动，第三电磁盘位于第二金属盘的左侧，第三电磁盘通电后吸合在第二金属盘上，所述第四电磁盘固定设在中心轴的右端，第四电磁盘位于第二金属盘右侧的内孔中，第四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。

所述第一电磁盘的右端面设有径向浅槽，所述第一金属盘的左端面也设有径向浅槽，所述第一电磁盘通电后，吸引第一金属盘向左移动，第一电磁盘的右端面与第一金属盘的左端面吸合在一起。

所述第二电磁盘的左端面设有径向浅槽，所述第一金属盘的右端面也设有径向浅槽，所述第二电磁盘通电后，吸引第一金属盘向右移动，第一金属盘的右端面与第二电磁盘的左端面吸合在一起。

所述第三电磁盘的右端面设有径向浅槽，第二金属盘的左端面也设有径向浅槽，第三电磁盘通电后产生吸力向右移动，第三电磁盘的右端面与第二金属盘的左端面吸合在一起。

所述第二金属盘的右端面设有径向浅槽，所述第四电磁盘的左端面也设有径向浅槽，第四电磁盘通电后产生吸力向左移动，第二金属盘的右端面与第四电磁盘的左端面吸合在一起。

所述的带有双离合机构的复谐波传动装置， 还包括第一轴承及第三轴承；所述第一刚性内齿轮通过第一轴承套设在第一轴套上并相对转动，所述第二刚性内齿轮通过第三轴承套设在第三轴套上并相对转动。

所述第一滑键及第二滑键可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：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是本发明中中心轴及第一金属盘的结构示意图；

图3是图2中A-A剖视图。

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“第四”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3所示，其是带有双离合机构的复谐波传动装置，包括：

第一波发生器2、第一柔性轴承1及第一柔性外齿轮4；所述第一波发生器2通过第一柔性轴承1设在第一柔性外齿轮4中，第一波发生器2转动带动第一柔性外齿轮4转动；

第一刚性内齿轮3、第一键5及第一轴套31；所述第一柔性外齿轮4设在第一刚性内齿轮3中并相互啮合转动，所述第一轴套31的左端通过第一键5与第一柔性外齿轮4固定连接；

第一电磁盘7、第一金属盘8、中心轴27及第一滑键30；所述中心轴27的左端部通过第一滑键30设在第一轴套31的内孔中并能左右轴向移动；所述第一电磁盘7及第一金属盘8从左到右依次套设在中心轴27的左部，且第一电磁盘7相对中心轴27可转动及左右轴向移动，第一金属盘8固定在中心轴27上；所述第一电磁盘7与第一轴套31的右端固定连接，第一电磁盘7通电后吸合第一金属盘8；

第二柔性轴承24、第二波发生器25及第二柔性外齿轮22；所述第二波发生器25通过第二柔性轴承24设在第二柔性外齿轮22中，第二波发生器25转动带动第二柔性外齿轮22转动；

第二电磁盘9、第二轴套26、第二键23及第二轴承28；所述第二波发生器25通过第二键23与第二轴套26的右端部固定连接；所述第二轴套26的内孔通过第二轴承28套设在中心轴27的中部并可相对转动及轴向移动，所述第二电磁盘9套设在中心轴27上并可相对中心轴27转动及左右轴向移动，第二电磁盘（9）与第二轴套26的左端固定连接并位于第一金属盘8的右侧，第二电磁盘9通电后吸合第一金属盘8；

第二刚性内齿轮21、第三键10、第二金属盘15、第四轴承19、第五轴承18及第三轴套20；所述第二柔性外齿轮22设在第二刚性内齿轮21中并相互啮合转动，所述第三轴套20的左端通过第三键10与第二柔性外齿轮22固定连接，所述第三轴套20的内孔通过第四轴承19套设在中心轴27的右端部并可相对转动和轴向移动，所述第二金属盘15的内孔通过第五轴承18套设在中心轴27上并可相对转动和轴向移动，且第二金属盘15位于第三轴套20的右侧；以及

滑套12、第二滑键13、第三电磁盘14、总输出轴16及第四电磁盘17；所述第三电磁盘14与滑套12固定连接，所述滑套12及第三电磁盘14通过第二滑键13设在第三轴套20的右部并可在第三轴套20上左右轴向移动，第三电磁盘14位于第二金属盘15的左侧，第三电磁盘14通电后吸合在第二金属盘15上，所述第四电磁盘17固定设在中心轴27的右端，第四电磁盘17位于第二金属盘15右侧的内孔中，第四电磁盘17通电后吸合在第二金属盘15上，所述总输出轴16与第二金属盘15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2转动，第一波发生器2通过第一柔性轴承1带动第一柔性外齿轮4转动，第一柔性外齿轮4转动带动第一轴套31转动，第一轴套31转动带动中心轴27转动，此时，第一电磁盘7与第四电磁盘17同时通电，第一电磁盘7通电后产生磁力吸引第一金属盘8向左移动，第一金属盘8向左移动带动整个中心轴27向左移动，第一电磁盘7右端面与第一金属盘8左端面紧紧吸合在一起，第四电磁盘17的左端面在通电后产生磁力与第二金属盘15右端面紧紧吸合在一起，中心轴27转动第四电磁盘17从而带动第二金属盘15转动，第二金属盘15转动带动总输出轴16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2转动，第一波发生器2通过第一柔性轴承1带动第一柔性外齿轮4转动，第一柔性外齿轮4转动带动第一轴套31转动，第一轴套31转动带动中心轴27转动，此时，第二电磁盘9与第三电磁盘14同时通电，第二电磁盘9通电产生磁力吸引第一金属盘8向右移动，第二电磁盘9左端面与第一金属盘8右端面紧紧吸合在一起从而带动第二电磁盘9转动，第二电磁盘9转动带动第二轴套26转动，第二轴套26转动带动第二波发生器25转动，第二波发生器25通过第二柔性轴承24带动第二柔性外齿轮22转动，第二柔性外齿轮22转动带动第三轴套20转动，第三电磁盘14通电产生电磁吸力而向右移动，第三电磁盘14的右端面与第二金属盘15的左端面紧紧吸合在一起，第三轴套20转动带动第三电磁盘14转动，第三电磁盘14转动带动第二金属盘15从而带动总输出轴16转动。

在本实施例中，所述第一电磁盘7的右端面设有径向浅槽，所述第一金属盘8的左端面也设有径向浅槽，所述第一电磁盘7通电后，吸引第一金属盘8向左移动，第一电磁盘7的右端面与第一金属盘8的左端面吸合在一起。

在本实施例中，所述第二电磁盘9的左端面设有径向浅槽，所述第一金属盘8的右端面也设有径向浅槽，所述第二电磁盘9通电后，吸引第一金属盘8向右移动，第一金属盘8的右端面与第二电磁盘9的左端面吸合在一起。

在本实施例中，所述第三电磁盘14的右端面设有径向浅槽，第二金属盘15的左端面也设有径向浅槽，第三电磁盘14通电后产生吸力向右移动，第三电磁盘14的右端面与第二金属盘15的左端面吸合在一起。

在本实施例中，所述第二金属盘15的右端面设有径向浅槽，所述第四电磁盘17的左端面也设有径向浅槽，第四电磁盘17通电后产生吸力向左移动，第二金属盘15的右端面与第四电磁盘17的左端面吸合在一起。

在本实施例中，还包括第一轴承6及第三轴承11；所述第一刚性内齿轮3通过第一轴承6套设在第一轴套31上并相对转动，所述第二刚性内齿轮21通过第三轴承11套设在第三轴套20上并相对转动。

在本实施例中，所述第一滑键30及第二滑键13可根据需要设为滑动花键或者滚珠花键。

上面实施例中，中心轴27与孔间安装定位所用第二轴承28、第四轴承19以及第五轴承18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 (7)

1.一种带有双离合机构的复谐波传动装置，其特征在于包括：

第一波发生器（2）、第一柔性轴承（1）及第一柔性外齿轮（4）；所述第一波发生器（2）通过第一柔性轴承（1）设在第一柔性外齿轮（4）中，第一波发生器（2）转动带动第一柔性外齿轮（4）转动；

第一刚性内齿轮（3）、第一键（5）及第一轴套（31）；所述第一柔性外齿轮（4）设在第一刚性内齿轮（3）中并相互啮合转动，所述第一轴套（31）的左端通过第一键（5）与第一柔性外齿轮（4）固定连接；

第一电磁盘（7）、第一金属盘（8）、中心轴（27）及第一滑键（30）；所述中心轴（27）的左端部通过第一滑键（30）设在第一轴套（31）的内孔中并能左右轴向移动；第一金属盘（8）固定在中心轴（27）的左部；所述第一电磁盘（7）与第一轴套（31）的右端固定连接且位于第一金属盘（8）的左侧，第一电磁盘（7）通电后吸合第一金属盘（8）；

第二柔性轴承（24）、第二波发生器（25）及第二柔性外齿轮（22）；所述第二波发生器（25）通过第二柔性轴承（24）设在第二柔性外齿轮（22）中，第二波发生器（25）转动带动第二柔性外齿轮（22）转动；

第二电磁盘（9）、第二轴套（26）、第二键（23）及第二轴承（28）；所述第二波发生器（25）通过第二键（23）与第二轴套（26）的右端部固定连接；所述第二轴套（26）的内孔通过第二轴承（28）套设在中心轴（27）的中部并可相对转动及轴向移动，所述第二电磁盘（9）与第二轴套（26）的左端固定连接并位于第一金属盘（8）的右侧，第二电磁盘（9）通电后吸合第一金属盘（8）；

第二刚性内齿轮（21）、第三键（10）、第二金属盘（15）、第四轴承（19）、第五轴承（18）及第三轴套（20）；所述第二柔性外齿轮（22）设在第二刚性内齿轮（21）中并相互啮合转动，所述第三轴套（20）的左端通过第三键（10）与第二柔性外齿轮（22）固定连接，所述第三轴套（20）的内孔通过第四轴承（19）套设在中心轴（27）的右端部并可相对转动和轴向移动，所述第二金属盘（15）的内孔通过第五轴承（18）套设在中心轴（27）上并可相对转动和轴向移动，且第二金属盘（15）位于第三轴套（20）的右侧；以及

滑套（12）、第二滑键（13）、第三电磁盘（14）、总输出轴（16）及第四电磁盘（17）；所述第三电磁盘（14）与滑套（12）固定连接，所述滑套（12）及第三电磁盘（14）通过第二滑键（13）设在第三轴套（20）的右部并可在第三轴套（20）上左右轴向移动，第三电磁盘（14）位于第二金属盘（15）的左侧，第三电磁盘（14）通电后吸合在第二金属盘（15）上，所述第四电磁盘（17）固定设在中心轴（27）的右端，第四电磁盘（17）位于第二金属盘（15）右侧的内孔中，第四电磁盘（17）通电后吸合在第二金属盘（15）上，所述总输出轴（16）与第二金属盘（15）固定连接。

2.根据权利要求1所述的带有双离合机构的复谐波传动装置，其特征在于在所述第一电磁盘（7）的右端面设有径向浅槽，所述第一金属盘（8）的左端面也设有径向浅槽，所述第一电磁盘（7）通电后，吸引第一金属盘（8）向左移动，第一电磁盘（7）的右端面与第一金属盘（8）的左端面吸合在一起。

3.根据权利要求1所述的带有双离合机构的复谐波传动装置，其特征在于在所述第二电磁盘（9）的左端面设有径向浅槽，所述第一金属盘（8）的右端面也设有径向浅槽，所述第二电磁盘（9）通电后，吸引第一金属盘（8）向右移动，第一金属盘（8）的右端面与第二电磁盘（9）的左端面吸合在一起。

4.根据权利要求1所述的带有双离合机构的复谐波传动装置，其特征在于在所述第三电磁盘（14）的右端面设有径向浅槽，第二金属盘（15）的左端面也设有径向浅槽，第三电磁盘（14）通电后产生吸力向右移动，第三电磁盘（14）的右端面与第二金属盘（15）的左端面吸合在一起。

5.根据权利要求1所述的带有双离合机构的复谐波传动装置，其特征在于在所述第二金属盘（15）的右端面设有径向浅槽，所述第四电磁盘（17）的左端面也设有径向浅槽，第四电磁盘（17）通电后产生吸力向左移动，第二金属盘（15）的右端面与第四电磁盘（17）的左端面吸合在一起。

6.根据权利要求1所述的带有双离合机构的复谐波传动装置，其特征在于还包括第一轴承（6）及第三轴承（11）；所述第一刚性内齿轮（3）通过第一轴承（6）套设在第一轴套（31）上并相对转动，所述第二刚性内齿轮（21）通过第三轴承（11）套设在第三轴套（20）上并相对转动。

7.根据权利要求1所述的带有双离合机构的复谐波传动装置，其特征在于所述第一滑键（30）及第二滑键（13）可根据需要设为滑动花键或者滚珠花键。