CN113090726A - 一种低损耗回转装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低损耗回转装置，包括基体，其布置有用于容纳若干第一滚体的滚道。在基体绕其自身轴线转动的情况下，若干第一滚体中的至少一个能够基于第一滚体以非纯滚动的形式与所述滚道形成的滚动摩擦副绕其自身轴线转动且沿所述滚道移动。在能够降低第一滚体与滚道磨损以及降低两者之间的摩擦生热量的情况下，两者之间的摩擦力还能够驱动基体转动。

Description

一种低损耗回转装置

本案为申请号为201910535454.1，申请日期为2019年06月20日，申请类型为发明专利，申请名称为一种用于传动的回转装置、包括其的传动设备和传动方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种低损耗回转装置。

背景技术

传动装置(transmission device)是把动力装置传递工作机构等的中间设备，其介于动力源和执行机构之间，用于改变运动速度、运动方式以及力的大小和方向以及转矩的大小和方向。在工业机器人技术领域，常用的传动装置包括蜗轮蜗杆减速机、谐波减速机和行星减速机等。然而，蜗轮蜗杆减速机结构笨重，传动效率低，精度较差，且输入与输出不同轴，运行稳定性差；谐波减速机的核心部件柔轮在运行中产生周期性形变，容易发生疲劳损坏，且整机的耐冲击性和刚性较差，输入转速受限；行星减速机虽然整体性能优异，能够满足设备运行需求，但是对部件原料选用、制造工艺和加工精度等方面的要求非常高，导致设备价格昂贵。为了能够有效地克服上述技术问题，科研人员做了大量的科研工作，并得到了如下的科研成果。

例如，公开号为WO/2018/120541的PCT专利公开的一种传动减速装置，包括设置在箱体中的蜗杆组件、蜗轮组件和输出轴，所述蜗杆组件上还设有第三转轴.所述蜗杆组件和蜗轮组件之间，通过设置在蜗杆组件上的蜗杆齿和设置在蜗轮组件上的第一蜗轮齿实现第一级啮合传动；所述蜗轮组件和输出轴之间通过设置在蜗轮组件上的中回转体和固定在输出轴上的转盘组件实现第二级啮合传动。该发明提供的传动减速装置，结构紧凑、传动比大、精度高、摩擦磨损小，易于开展工业化生产制造，同时价格低廉，适用于工业机器人关节等具有大传动比要求和体积限制的精密重载传动场合。

例如，公开号为WO/2018/120542的PCT专利公开的包括设置在箱体中的蜗杆组件、蜗轮组件和输出轴，所述蜗杆组件上还设有第三转轴。所述蜗轮组件上的多个蜗轮齿嵌装在沟槽中，在蜗杆组件组件的驱动下蜗轮齿可在沟槽中沿沟槽方向运动并驱动蜗轮组件旋转。该发明提供的传动减速装置，结构紧凑、传动比大、精度高、摩擦磨损小，易于开展工业化生产制造，同时价格低廉，适用于工业机器人关节等具有大传动比要求和体积限制的精密重载传动场合。

例如，公开号为CN206419433U的中国专利公开的一种传动减速装置，包括设置在箱体中的蜗杆组件、蜗轮组件和输出轴，所述蜗杆组件上还设有第三转轴。所述蜗轮组件上的多个蜗轮齿嵌装在沟槽中，在蜗杆组件组件的驱动下蜗轮齿可在沟槽中沿沟槽方向运动并驱动蜗轮组件旋转。该实用新型提供的传动减速装置，结构紧凑、传动比大、精度高、摩擦磨损小，易于开展工业化生产制造，同时价格低廉，适用于工业机器人关节等具有大传动比要求和体积限制的精密重载传动场合。

例如，公开号为CN206816755U的中国专利公开的一种传动减速装置，包括设置在箱体中的蜗杆组件、蜗轮组件和输出轴，所述蜗杆组件上还设有第三转轴。所述蜗轮组件整体近似球形，由近似半球形的下蜗轮体和上蜗轮体组合而成；下蜗轮体和上蜗轮体之间设有圆盘形的中回转体，沿轴线方向设有回转轴，回转轴的下端和上端分别沿轴线方向从下蜗轮体的下部和上蜗轮体的上部延伸出来。该实用新型提供的传动减速装置，结构紧凑、传动比大、精度高、摩擦磨损小，易于开展工业化生产制造，同时价格低廉，适用于工业机器人关节等具有大传动比要求和体积限制的精密重载传动场合。

例如，公开号为CN206929330U的中国专利公开的一种传动减速装置，包括设置在箱体中的蜗杆组件、蜗轮组件和输出轴，所述蜗杆组件上还设有第三转轴。所述箱体整体为近似圆柱形，由圆盘形的下基座、上基座，以及圆筒形的中基座围合而成。该实用新型提供的传动减速装置，结构紧凑、传动比大、精度高、摩擦磨损小，易于开展工业化生产制造，同时价格低廉，适用于工业机器人关节等具有大传动比要求和体积限制的精密重载传动场合。

例如，公开号为CN106499775A的中国专利公开的一种传动减速装置，包括设置在箱体中的蜗杆组件、蜗轮组件和输出轴，所述蜗杆组件上还设有第三转轴。所述蜗轮组件上的多个蜗轮齿嵌装在沟槽中，在蜗杆组件组件的驱动下蜗轮齿可在沟槽中沿沟槽方向运动并驱动蜗轮组件旋转。该发明提供的传动减速装置，结构紧凑、传动比大、精度高、摩擦磨损小，易于开展工业化生产制造，同时价格低廉，适用于工业机器人关节等具有大传动比要求和体积限制的精密重载传动场合。

例如，公开号为CN206929280U的中国专利公开的一种传动减速装置，包括设置在箱体中的蜗杆组件、蜗轮组件和输出轴。所述蜗杆组件与输出轴之间还设有底盘组件和输出轴安装组件，所述蜗杆组件、底盘组件、输出轴安装组件和输出轴的轴线重合。该实用新型提供的传动减速装置，结构紧凑、传动比大、精度高、摩擦磨损小，易于开展工业化生产制造，同时价格低廉，适用于工业机器人关节等具有大传动比要求和体积限制的精密重载传动场合。

例如，公开号为CN106499774B的中国专利公开的一种传动减速装置，包括设置在箱体中的蜗杆组件、蜗轮组件和输出轴，所述蜗杆组件上还设有第三转轴.所述蜗杆组件和蜗轮组件之间，通过设置在蜗杆组件上的蜗杆齿和设置在蜗轮组件上的第一蜗轮齿实现第一级啮合传动；所述蜗轮组件和输出轴之间通过设置在蜗轮组件上的中回转体和固定在输出轴上的转盘组件实现第二级啮合传动。该发明提供的传动减速装置，结构紧凑、传动比大、精度高、摩擦磨损小，易于开展工业化生产制造，同时价格低廉，适用于工业机器人关节等具有大传动比要求和体积限制的精密重载传动场合。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明还公开了一种用于传动的回转装置，包括：基体，其布置有用于容纳若干第一滚体的滚道，所述第一滚体能够按照彼此顺序不变的方式且按照与所述滚道至少部分接触的方式在所述滚道内循环运动，以使得在所述若干第一滚体中的至少一个绕其自身轴线转动的情况下，所述基体能够基于所述第一滚体以非纯滚动的形式与所述滚道形成的动摩擦副而绕其自身轴线转动。

根据一种优选的实施方式，所述回转装置包括与所述基体连接的周向布置有若干滚洞的第一传动转盘，所述若干滚洞按照能够与第一传动件上的周向布置的第二滚体滚动摩擦的方式设置，以使得所述回转装置能够在所述若干第一滚体中的至少一个能够绕其自身轴线转动且沿所述滚道滚动的情况下基于所述若干滚洞与所述第二滚体形成的滚动摩擦副驱动所述第一传动件绕所述第一传动件的轴线转动；或，所述第一传动件能够在绕其自身轴线转动的情况下能够基于所述若干滚洞与所述第二滚体形成的滚动摩擦副以使得所述回转装置绕所述回转装置的轴线转动。

根据一种优选的实施方式，所述回转装置包括至少两条滚道，所述至少两条滚道按照彼此相互独立地容纳所述第一滚体的方式布置于所述回转装置的不同轴向位置。

根据一种优选的实施方式，所述回转装置包括第一基体和第二基体，所述第一基体和所述第二基体按照在所述回转装置绕其自身转动的情况下所述第一基体上的第一滚体受到的轴向力与所述第二基体上的第一滚体受到的轴向力彼此动平衡的方式设置。

根据一种优选的实施方式，所述回转装置的轴线与所述第一传动转盘的轴线能够按照彼此不重合但同向的方式设置，以使得在所述回转装置绕其自身轴线转动的情况下，所述第一传动件能够基于所述若干滚洞与第二滚体形成的间歇式滚动摩擦实现间歇式传动。

根据一种优选的实施方式，本发明还公开了一种传动设备，包括前述权利要求之一所述的回转装置，所述传动设备包括第二传动件，所述第二传动件上设置有能够驱动所述若干第一滚体绕其自身轴线转动且沿所述滚道滚动的若干驱动体，其中，若干所述驱动体周向布置于所述第二传动件，以使得所述第二传动件在绕其自身轴线转动的情况下，若干所述驱动体中的至少一个能够与所述若干第一滚体中的至少一个接触，以驱动所述回转装置绕其自身轴线转动。

根据一种优选的实施方式，所述传动设备包括至少两个所述回转装置，所述至少两个回转装置按照各自的第一滚体中的部分能够与所述第二传动件的不同径向位置上的驱动体同时接触的方式设置，以使得所述驱动体与不同回转装置上的所述第一滚体之间产生的径向力彼此能够互相平衡，从而所述传动设备能够以动平衡的方式传动。

根据一种优选的实施方式，所述驱动体中的按照可拆卸的方式设置于所述第二传动件上，以使得所述回转装置能够基于所述驱动体与所述第一滚体之间形成的滑动摩擦和所述第二传动件实现传动。

根据一种优选的实施方式，在所述第二传动件的轴线与所述回转装置的轴线彼此并行的情况下，或者在所述第一传动件的轴线与所述回转装置的轴线彼此并行的情况下，所述第一传动件能够按照其轴线与所述第二传动件的轴线重合的方式设置，以使得所述第一传动件能够基于所述回转装置的中间传动与所述第二传动件实现同轴线传动。

根据一种优选的实施方式，在所述基体绕其自身轴线转动的情况下，所述若干第一滚体中的至少一个能够基于所述第一滚体以非纯滚动的形式与所述滚道形成的滚动摩擦副绕其自身轴线转动且沿所述滚道移动。

根据一种优选的实施方式，该发明还公开了一种传动方法，所述传动方法能够由前述的回转装置实现或者前述的传动设备实现。

该发明提供一种用于传动的回转装置、包括该回转装置的传动设备以及基于该回转装置的传动方法，至少具有根据下优势：

(1)在能够降低第一滚体与滚道磨损以及降低两者之间的摩擦生热量的情况下，两者之间的摩擦力还能够驱动基体转动；

(2)在相邻的两个第一滚体之间彼此相对滚动的情况下，滚道和第一滚体的接触形式可以采用点接触或者线接触以使得两者彼此能够相对滑动，这能够限制第一滚体的旋转速度，使得外部能量更多地通过滚道和第一滚体之间传递，而更少地依靠第一滚体之间的传递，有助于提高传动效率。

(3)滚道仅需要在基体的壁体上进行加工而不需要对基体的内部开道，滚道的加工成该大大降低，仅需要简单的加工工艺便能成型；

(4)由于基体的内部无需开道，提高基体的承载能力；

(5)能够降低第一滚体的布置数量，降低其购置成该、可更换性强以及易维修；

(6)由于滚道与基体之间位置关系在基体转动过程中具有不变性，这能够降低第二传动件上的驱动体的设置位置的复杂性；

(7)第一滚体移动一圈的距离大大降低，能够大大降低其移动阻力，从而对第一滚体施加的外载更多地在降低第一滚体与滚道摩擦生热的情况下用于驱动基体转动，能够有效地提高传动效率。

附图说明

图1是该发明提供的一种传动设备的优选的工作示意图；

图2是该发明提供的一种优选的回转装置的局部示意图；

图3是该发明提供的一种优选的回转装置的工作示意图；

图4是该发明提供的一种第二传动件的优选结构示意图；和

图5是该发明提供的一种第一传动转盘的优选结构示意图。

附图标记列表

1：回转装置 3b-2：第二传动转盘II

2：第二传动件 3b-3：第二滚体

3：第一传动件 2a：第三转轴

1a：第一转轴 2b：壳体

1b：第一传动转盘 2b-1：第一壳体

1c：基体 2b-2：第二壳体

1b-1：滚洞 2c：第一螺栓

1c-1：滚道 2d：驱动体

1c-2：第一滚体 2e：容纳空腔

1c-3：第一基体 2f：底座

1c-4：第二基体 3a：第二转轴

3b-1：第二传动转盘I 3b：第二传动转盘

具体实施方式

下面结合附图1-5进行详细说明。

实施例1

该实施例提供一种回转装置1，能够用作在多级变速传动中的中间传动的主要部件。

如图2所示，该回转装置1包括有基体1c。基体1c上布置有首尾相连的滚道1c-1。滚道1c-1用于容纳若干第一滚体1c-2。优选地，第一滚体1c-2是回转形成的可以滚动的零件，其能够在滚道1c-1上按照自身轴线自转的方式绕基体1c的轴线公转。例如，第一滚体1c-2可以是球体、椭球体、圆柱体或者圆锥体。相邻的两个第一滚体1c-2彼此部分接触。第一滚体1c-2与滚道1c-1也是部分接触的。在相邻的两个第一滚体1c-2彼此部分接触的情况下，若干滚体1c-2按照与滚道1c-1彼此部分接触的方式充满滚道1c-1，以使得在若干第一滚体1c-2中的至少一个绕其自身轴线转动且沿滚道1c-1移动的情况下，基体1c能够基于第一滚体1c-2以非纯滚动的方式与滚道1c-1形成的动摩擦副绕其自身轴线转动。在基体1c绕其自身轴线转动的情况下，若干第一滚体1c-2中的至少一个能够基于第一滚体1c-2以非纯滚动与滚道1c-1形成的滚动摩擦副绕其自身轴线转动且沿滚道1c-1滚动。因此，在若干第一滚体1c-2中的至少一个绕其自身轴线转动且沿滚道1c-1移动的情况下，第一滚体1c-2与滚道1c-1之间形成动摩擦副。动摩擦副形成的机理：首先，由于第一滚体1c-2与滚道1c-2是部分接触的，在其沿滚道1c-1移动中，两者至少能够滑动接触；其次，由于相邻的第一滚体1c-2之间彼此是部分接触的，在其中一个转动的同时会驱动其相邻的第一滚体1c-2转动，从而第一滚体1c-2在沿滚道1c-1滑动的同时自身也是转动的，从而第一滚体1c-2与滚道1c-1之间即具有相对滑动又具有相对滚动，依次形成两者的动摩擦副。按照纯滚动的定义可知：第一滚体1c-2以非纯滚动的运动形式与滚道1c-1之间形成动摩擦副的。纯滚动：属于机械动力学中的专业术语，是指刚体与平面之接触点于接触那一瞬间为相对静止，没有任何的相对滑动的滚动，即相对速度为零。相比较与现有的基于纯滑动摩擦的传动装置而言，借助第一滚体1c-2以非纯滚动的方式与滚道1c之间形成的动摩擦副，该发明至少具有如下优势：1、在能够降低第一滚体1c-2与滚道1c磨损以及降低两者之间的摩擦生热量的情况下，两者之间的摩擦力还能够驱动基体1c转动；2、在相邻的两个第一滚体1c-2之间彼此相对滚动的情况下，滚道1c-1和第一滚体1c-2的接触形式可以采用点接触或者线接触以使得两者彼此能够相对滑动，这能够限制第一滚体1c-2的旋转速度，使得外部能量更多地通过滚道1c-1和第一滚体1c-2之间传递，而更少地依靠第一滚体1c-2之间的传递，有助于提高传动效率；3、便于第一滚体1c-2和滚道1c-1之间的润滑，当其中某一第一滚体作为主要的传力部件时，其转动速度会大于其邻接的第一滚体，从而其上附着的多余的润滑油会基于离心力甩向邻接的第一滚体；润滑油会随着该邻接的传力部件自转而流向其与滚道1c-1的接触部位，在该邻接的第一滚体作为主要传力部件时，润滑油已经在其表面形成了油膜，从而使得在其传力时滚道1c-1和该邻接的第一滚体已经充分润滑，以此良性循环，提升了整套装置的润滑效果；4、由于摩擦磨损的降低且润滑效果的提高，滚道1c-1的使用寿命提高，使得该回转装置1的耐久性提高；5、第一滚体1c-2作为主要传力部件，其制造工艺简单，制造为回转体即可，从而其可更换性强，因而其可以采用相对滚道1c-1较软的材料制成，以此进一步来降低对滚道1c-1的磨损，来提高回转装置1的耐久性；6、在传动时，第一滚体1c-2与其邻接的另两个第一滚体形成的切向力，会驱动另两个第一滚体自转，第一滚体1c-2与其邻接的另两个第一滚体属于柔性接触，从而，在传动时第一滚体1c-2与其邻接的另两个第一滚体不会产生碰击，以此来降低传统传动中刚性接触带来的碰击声音，达到降低噪音的效果。

如图3所示，在传动过程中，第一滚体1c-2与滚道1c-1之间形成的摩擦力，该摩擦力能够分解为能够驱动基体1c转动的与其直径彼此垂直的切向力，驱动第一滚体1c-2转动的与其直径彼此垂直的另一切向力以及推动第一滚体1c-2沿滚道1c-1移动的推动力。即：第一滚体1c-2在滚道1c-1中运动时，第一滚体1c-2以自转速度ω_1c-2绕其自身轴线转动的同时具有移动速度V。该移动速度V能够分解为与基体1的直径方向相互垂直的即与滚道1c-1的轨迹线相切的切速度V_1c-2。而与此同时，基体1c绕其轴线以ω₁转动。

优选地，回转装置1作为中间传动部件，其还包括第一传动转盘1b。第一传动转盘1b沿其周向布置有若干滚洞1b-1。若干滚洞1b-1中的至少一个能够与第一传动件3上的周向布置的第二滚体3b-3以滚动摩擦的方式接触。例如，第二滚体3b-3是按照其绕其自身轴线转动的方式与滚洞1b-1部分线接触的。当第二滚体3b-3的几何中心与滚洞1b-1的几何中心的连线和第一传动转盘1b的其中一条直径重合时，第二滚体3b-3与滚洞1b-1形成的接触线是一条与滚洞1b-1的轮廓线重合。优选地，在回转装置1作为主动件时，滚洞1b-1与第二滚体3b-3之间形成的摩擦力能够分解为驱动第一传动件3转动的切向力，驱动第二滚体3b-3自转的另一切向力。即：在若干第一滚体1c-2中的至少一个能够绕其自身轴线转动且沿滚道1c-1滚动的情况下，回转装置1能够基于若干滚洞1b-1与第二滚体3b-3形成的滚动摩擦副驱动第一传动件3绕第一传动件3的轴线转动，实现回转装置1向第一传动件3传递动力。如图1所示，回转装置1作为主动件以ω₁转动时，第一传动件3作为从动件以ω₃转动，实现减速。当第一传动件3作为主动件时，第一传动件3能够在绕其自身轴线转动的情况下能够基于若干滚洞1b-1与第二滚体3b-3形成的滚动摩擦副以使得回转装置1绕回转装置1的轴线转动，实现第一传动件3向回转装置1传递动力。如图1所示，第一传动件3作为主动件以ω₃转动，回转装置1作为从动件以ω₁转动，实现加速。

优选地，如图1所示，第一传动转盘1b按照与回转装置1同轴的方式设置。在这种情况下，第一传动转盘1b能够与第一传动件3连续的接触，以实现连续的传动。

优选地，回转装置1包括至少两条滚道1c-1。优选地，滚道1c-1的几何中心或者其重心位于基体1c的轴线。例如，滚道1c-1是环形滚道，如图2所示的滚道。至少两条滚道1c-1均布置于回转装置1的不同轴向位置。至少两条滚道1c-1均彼此相互独立地容纳有第一滚体1c-2。滚道1c-1可以是如图2所示的三条，还可以两条，甚至三条以上。相比较于单独的一条螺旋形首先相连的滚道的缺陷：1、滚道1c-1设置在基体1c内部，首先会增加制造成该且降低基体1c的承载能力；2、滚道1c内的第一滚体1c-2的动力来源需要更多消耗在第一滚体1c-2的移动上而非传动上，传动效率低。基于此，按照这种方式设置，该发明相比较于现有技术至少具有如下优势：1、滚道1c-1仅需要在基体1c的壁体上进行加工而不需要对基体1c的内部开道，滚道1c-1的加工成该大大降低，仅需要简单的加工工艺便能成型；2、由于基体1c的内部无需开道，提高基体1c的承载能力；3、能够降低第一滚体1c-2的布置数量，降低其购置成该、可更换性强以及易维修；4、由于滚道1c-1与基体1c之间位置关系在基体1c转动过程中具有不变性，这能够降低第二传动件2上的驱动体2d的设置位置的复杂性；5、第一滚体1c-2移动一圈的距离大大降低，能够大大降低其移动阻力，从而对第一滚体1c-2施加的外载更多地在降低第一滚体1c-2与滚道1c摩擦生热的情况下用于驱动基体1c转动，能够有效地提高传动效率。

优选地，如图2所示，回转装置1包括第一基体1c-3和第二基体1c-4。第一基体1c-3和第二基体1c-4之间设置有第一传动转盘1b。第一基体1c-3和第二基体1c-4以第一传动转盘1b的中性面镜像设置。第一基体1c-3设置有滚道1c-1。该滚道1c-1可以是现有一条能够使得穿入基体1c内部的首尾相连的的循环滚道。该滚道1c-1还可以是如图2所示的三条彼此独立的首尾相连的滚道。因此，在回转装置1绕其自身转动的情况下，第一基体1c-3上的第一滚体1c-2受到的轴向力与第二基体1c-4上的第一滚体1c-2受到的轴向力能够在某一时刻是彼此大小相等且方向相反，从而第一滚体1c-2与基体1c之间能够基于轴向力的平衡而能够实现动平衡。第一滚体1c-2与第一基体1c-3之间的轴向力的方向与第一基体1c-3的轴向一致。按照这种方式设置，该发明至少能够具有如下优势：1、由于基体1c与第一滚体1c-2在轴向动平衡，能够有效防止基体1c的上下窜动，能够有效提高传动的稳定形；2、能够有效提高与回转装置1上的第一转轴1a配合的轴承系统的寿命；3、能够有效降低第一滚体1c-2与滚道1c-1的刚性冲击力，从而能够分别降低第一滚体1c-2与滚道1c-1的磨损；4、当驱动体2d与第一滚体1c-2之间贴合时，由于基体1c的上下窜动有效被防止或者消除，能够降低第一滚体1c-2与驱动体2d之间的刚性冲击力，从而能够提高用于驱动第一滚体1c-2的驱动体2d与之之间的啮合的贴合度，有效地提高了传动平稳性和传动效率。

实施例2

本实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

优选地，回转装置1的轴线与第一传动转盘1b的轴线能够按照彼此不重合但同向的方式设置。由于第一传动转盘1b的偏心设置，在回转装置1绕其自身轴线转动的情况下，第一传动转盘1b绕回转装置1的轴线偏心转动，从而第一传动转盘1b上的滚洞1b-1与第一传动件3上的第二滚体3b-3是以不连续的接触的形式形成动摩擦副，从而第一传动件3在回转装置1连续转动的情况下间歇转动。在这种情况下，第一传动转盘1b的滚洞1b-1可以不用在第一传动转盘1b的周面设置一圈，而仅仅在其部分周面设置以契合第一传动件3上的第二滚体3b-3。例如，可以设置半圈，或者四分之一圈。按照这种方式，本发明还具有如下的优势：1、能够实现间隙传动；2、在间隙传动过程中，回转装置1会受到周期性的负载变化，容易影响到第一滚道1c-1的疲劳寿命，但是在本发明中提及了回转装置1的驱动力来源于第一滚体1c-2的以非纯滚动运动时与第一滚道1c-1之间的摩擦力；在回转装置1驱动第一传动件3转动时，回转装置1负载，第一滚体1c-2和第一滚道1c-1之间的摩擦力提高，第一滚体1c-2会基于该摩擦力自适应的提高的其自转速度而提高两者的滚动摩擦力，使得两者的滑动摩擦力相对变化不大；在回转装置1驱动未第一传动件3转动时，回转装置1不负载，第一滚体1c-2和第一滚道1c-1之间的摩擦力降低，第一滚体1c-2会基于该摩擦力自适应的降低的其自转速度而降低高两者的滚动摩擦力，使得两者的滑动摩擦力相对变化不大，从而能够相对于仅有滑动摩擦来实现间歇转动的传统设备而言，本发明还能够延长第一滚道1c-1的疲劳寿命以此延长回转装置1的寿命。

实施例3

本实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。该实施例公开的一种传动设备。

优选地，该传动设备包括回转装置1和第二传动件2，实现一级传动。

或，优选地，该传动设备包括回转装置1和第一传动件3，实现一级传动。

或，优选地，该传动设备包括回转装置1、第一传动件3和第二传动件2，实现二级传动。其具体的运行示意图如图1所示。外部动力驱动作为主动件的第二传动件2以ω₂转动，回转装置1以作为第一级传动的从动件又作为第二级传动的主动件的方式以ω₁转动，第一传动件3以ω₃转动的方式作为从动件输出动力，以实现二级传动。反过来，另外一种实施方式，外部动力驱动作为主动件的第一传动件3以ω₃转动，回转装置1以作为第一级传动的从动件又作为第二级传动的主动件的方式以ω₁转动，第二传动件2以ω₂转动的方式作为从动件输出动力，以实现二级传动。

或，该实施例还公开了：外部动力还可以通过回转装置1输入，并从第一传动件3和第二传动件2分别输出。

优选地，第二传动件2上设置有驱动体2d。拨动体2d至少具有两个作用：其一，在第二传动件2作为主动件转动时，用于驱动若干第一滚体1c-2绕其自身轴线转动且沿滚道1c-1滚动；其二，在回转装置1作为主动件转动时，第一滚体1c-2在绕其自身轴线转动且沿滚道1c-1滚动的过程中与拨动体2d产生接触力驱动第二传动件2转动。优选地，若干驱动体2d周向布置于第二传动件2，且其布置位置与滚道1c-1的布置位置相对应，以使得器能够与第一滚体1c-2彼此接触且产生摩擦力。基于此，第二传动件2在绕其自身轴线转动的情况下，若干驱动体2d中的至少一个能够与若干第一滚体1c-2中的至少一个接触，两者产生的摩擦力以驱动回转装置1绕其自身轴线转动。优选地，或者，在回转装置1绕其自身轴线转动的情况下，若干第一滚体1c-2中的至少一个能够与若干驱动体2d中的至少一个接触，两者之间产生的摩擦力驱动第二传动件2绕其自身轴线转动。

优选地，传动设备包括至少两个回转装置1。至少两个回转装置1按照各自的第一滚体1c-2中的部分能够与第二传动件2的不同径向位置上的驱动体2d同时接触的方式设置。例如，如图1所示，回转装置1共计设置有两个，两个回转装置1以第二传动件2的轴线镜像对称设置。在这种情况下，驱动体2d与不同回转装置1上的第一滚体1c-2之间产生的径向力彼此能够互相平衡，从而传动装置能够以动平衡的方式传动。在某一时刻，驱动体2d与第一滚体1c-2之间的接触力会分解到能够沿回转装置1直径方向的力，两个回转装置1以第二传动件2的轴线镜像对称设置，能够使得两个回转装置各自的第一滚体1c-2在与其各自接触的驱动体2d形成径向力，这对径向力方向相等大小相反，从而能够实现传动的动平衡。单独的径向力与第二传动件2/第一传动件3的轴向是垂直的，能够对第二传动件2/第一传动件3产生弯矩，使得第二传动件2/第一传动件3容易弯曲。按照这种方式至少具有如下优势：1、基于径向力的动平衡，能够有效地避免第二传动件2弯曲破坏或者能够有效地避免第一传动件3完全破坏；2、由于径向力大小相等，以使得两个回转装置1的转速是一致的，从而保证了滚洞1b-1与第二滚体3b-3之间的连续接触和防止两者接触的错位、以及保证了第一滚体1b-1与驱动体2d之间的连续接触和防止两者接触的错位，以此来提高传动的平稳性。

本发明，还公开了，驱动体2d中的至少一个按照能够绕其自身轴线转动的方式设置于第二传动件2上。按照这种方式，至少一个驱动体2d能够绕第二传动件2的轴线回转的同时，基于其与第一滚体1c-2的接触绕其自身轴线回转，从而，回转装置1能够基于驱动体2d与第一滚体1c-2之间形成的滚动摩擦和第二传动件2实现传动。按照这种方式设置，本发明提供的传动设备还具有如下的优势：1、第二传动件2与驱动体2d之间的接触能够具有降低磨损和降低噪音；2)、在磨损降低了的情况下，传动过程中基于第二传动件2与驱动体2d之间滚动摩擦接触，第二传动件2与驱动体2d之间摩擦生热量大大降低，在传动过程中，降低了第二传动件2与驱动体2d之间由于摩擦生热导致的热膨胀而生成的间隙，能够进一步地提高传动的平稳性和精度。

优选地，如图1所示，在第二传动件2的轴线与回转装置1的轴线彼此并行的情况下，或者在第一传动件3的轴线与回转装置1的轴线彼此并行的情况下，第一传动件3能够按照其轴线与第二传动件2的轴线重合的方式设置。此时，第一传动件3能够基于回转装置1的中间传动与第二传动件2实现同轴线传动。按照这种方式，该发明还具有如下优势：1、能够提高传动设备的紧凑性；2、能够实现同轴变速运动；3、能够提高传动精度。

实施例4

本实施例可以是对实施例1和/或2和/或3的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

该实施例公开一种优选的传动设备，其用于两级传动减速。其包括三个回转装置1、1个第一传动件3和1个第二传动件2。优选地，该传动设备还包括箱体。

如图4所示，第二传动件2包括第三转轴2a、第一壳体2b-1、第二壳体2b-2和驱动体2d。第一壳体2b-1和第二壳体2b-2均以近似半球形的成型，并且拼合(例如焊接)在一起形成一个整体的壳体2b，形成能够容纳三个回转装置1的近似球形的容纳空腔2e。容纳空腔2e的上部呈开口状，下部通过圆盘形的底座2f封闭。底座2f下方一体连接有第三转轴2a。第一壳体2b-1、第二壳体2b-2、容纳空腔2e、底座2f和第三转轴2a的轴线重合。第一壳体2b-1和第二壳体2b-2的内侧设有与回转装置1配合使用的驱动体2d。驱动体2d为回转体或者螺旋体。优选的，第一壳体2b-1与第二壳体2b-2通过多个第一螺栓2c将驱动体2d固定在第一壳体2b-1和第二壳体2b-2内侧。或者，另一优选实施方式，第一壳体2b-1与第二壳体2b-2通过轴承将驱动体2d以可转动的方式设置于第一壳体2b-1和第二壳体2b-2内侧。按照这种设置，驱动体2d独立加工后，再借助安装部件将驱动体2d安装于第二壳体2b-2和第一壳体2b-1，可以克服驱动体2d位于容纳空腔2e一体成型加工难度大的难题，同时利于驱动体2d的更换。

箱体整体为近似圆柱形，由圆盘形的第一基座、第二基座，以及圆筒形的第三基座组成，通过多个第二螺栓连接固定。第一基座居中设有向下凹出的圆台，圆台内部设有第一推力轴承，用于支撑第二传动件2的底座2f。圆台居中还设有第一角接触球轴承，用于支撑第二传动件2的第三转轴2a。第二基座居中设有用于支撑第一传动件3的第一上轴承；第二基座上还设有3个周向均匀分布的第二上轴承，用于支撑3个回转装置1的第一转轴1a上端。装置整体组装完成后，仅第一传动件3的第二转轴3a(输出轴)和第二传动件2的第三转轴2a分别从箱体的上方和下方垂直伸出，其他部件均安装在箱体的内部。通过采用圆柱形的箱体，并将动力输入、输出方向与装置的几何轴心方向重合，以及将几何轴心与重心重合的设计，有利于装置整体结构紧凑小巧，运行平稳。

如图2，回转装置1由近似半球形的第一基体1c-3和第二基体1c-4组合成近似球形。第一基体1c-3和第二基体1c-4之间设有圆盘形的第一传动转盘1b。且第一基体1c-3和第二基体1c-4沿轴线方向设有第一转轴1a，第一转轴1a的下端和上端分别沿轴线方向从近似球形的下部和上部延伸出来。第一基体1c-3与第二基体1c-4各有三条滚道1c-1。滚道1c-1里布满圆球形的第一滚动体1c-2，第一滚动体1c-2可在滚道1c-1中循环往复运动。第二基体1c-4的滚道1c-1结构与第一基体1c-3类似。作为一种具体的实施方式，第二基体1c-4通过内六角螺栓与第一传动转盘1b连接，第一传动转盘1b通过第五螺栓与第一基体1c-3连接。第一转轴1a的上部通过多个第三螺栓安装在第二基体1c-4上方，第一转轴1a的下部既可以采用与上部相同的实施方式，也可以与第一基体1c-3一体成型。第一传动转盘1b圆周均布有与第二传动转盘3b配合使用的滚洞1b-1。

该发明所采用3个回转装置1与第二传动件2采用类似少齿差啮合方式实现大传动比输出。驱动体2d的齿面由球包络而成，并采用内啮合方式，第一滚动体1c-2采用旋转球体形状并沿第一基体1c-3和第二基体1c-4的滚道1c-1作循环的往复的滚动啮合运动，从而将传动部件之间的滑动摩擦转变为非纯滚动形式的动摩擦副，从而减小运行阻力。

优选地，第二传动转盘3b为圆盘形，由圆形的第二传动转盘II3b-2和第二传动转盘I3b-1组成。第二传动转盘II3b-2和第二传动转盘I3b-1之间沿外圆周方向均匀设有第二滚体3b-3。第二滚体3b-3与回转装置1的第一传动转盘1b上的滚洞1b-1接触，实现传动。优选的，第二滚体3b-3也为可以转动的球形结构。第二传动转盘3b的中部设有通孔，用于连接固定第一传动件3的第二转轴3a(作为输出轴)。具体地，第二传动转盘II3b-2和第二传动转盘I3b-1通过多个第六螺栓实现连接固定。

该实施例还公开了：该传动设备还包括输出轴安装组件，优选为圆盘形，居中设有向下凸出的圆柱形的输出安装盘，以及用来安装第一传动件3的第二角接触球轴承。输出轴安装组件上还设有3个周向均匀分布的深沟球轴承，用于支撑第一转轴1a的下端。深沟球轴承与箱体第二基座的第二上轴承配合，实现回转装置1的轴向定位。同时采用3个回转装置1与第二传动件2啮合工作的方式，可有效消除齿侧间隙和由此衍生的动平衡问题，从而确保装置平稳运行。

该实施例还公开了：该传动设备还包括底盘组件，优选为圆盘形。其包括圆盘状的底盘和设置在底盘中部的第二推力轴承。第二推力轴承用于支撑输出安装盘。底盘组件通过第七螺栓固定在第二传动件2的底座2f上。

优选地，第一传动件3的第二转轴3a为变直径圆柱体，从上至下分别连接箱体基座上的第一上轴承、第二传动转盘中部的通孔、输出轴安装组件上的第二角接触球轴承。具体地，第一传动件可通过键与第二传动转盘连接固定。优选的，第一传动件和第三转轴均可设置为中空结构，一方面便于布设电线，另一方面还可以使装置整体结构更加紧凑、合理。

该发明还公开了一种传动减速装置的拼装方式。第二传动件2通过第一角接触球轴承和第一推力轴承安装并定位在箱体的第一基座上，底盘组件通过第七螺栓连接固定在第二传动件2的底座2f上，输出轴安装组件通过第二推力轴承安装在底盘上，回转装置1一共设有3个，下端通过深沟球轴承与输出轴安装盘连接，回转装置1上端通过第二上轴承与第二基座连接，回转装置1的第一滚体1c-2与第二传动件2上的驱动体2d形成接触关系，第一传动件3的下端通过第二角接触球轴承安装在输出轴安装盘上，第一传动件3的上端通过第二上轴承安装在第二基座上，第二传动转盘3b上的第二滚体3b-3与第一传动转盘1b的滚洞1b-1形成接触关系。

实施例5

该实施例公开一种基于回转装置1的传动方法。该方法可以由本发明的系统和/或其他可替代的零部件实现。比如，通过使用本发明的系统中的各个零部件实现本发明的方法。该传动方法由实施例1或2中的回转装置1实现。或者，该传动方法能够由实施例3中的传动设备实现。

该方法相比较与现有技术的方法，至少具有如下优势：

(1)回转装置1上的滚道1c-1的设置方式，能够使得第一滚体1c-2移动一圈的距离大大降低，大大降低其移动阻力，从而对第一滚体1c-2施加的外载更多地在降低第一滚体1c-2与滚道1c摩擦生热的情况下用于驱动基体1c转动，能够有效地提高传动效率。

(2)由于基体1c与第一滚体1c-2在轴向动平衡，能够有效防止基体1c的上下窜动，能够有效提高传动的稳定形；且，当驱动体2d与第一滚体1c-2之间贴合时，由于基体1c的上下窜动有效被防止或者消除，能够降低第一滚体1c-2与驱动体2d之间的刚性冲击力，从而能够提高用于驱动第一滚体1c-2的驱动体2d与之之间的啮合的贴合度，有效地提高了传动平稳性和传动效率。

(3)该传动方法能够在两级传动中实现间歇式传动；

(4)由于回转装置1的对称设置，驱动体2d与第一滚体1c-2之间径向力大小相等，以使得两个回转装置1的转速是一致的，从而保证了滚洞1b-1与第二滚体3b-3之间的连续接触和防止两者接触的错位、以及保证了第一滚体1b-1与驱动体2d之间的连续接触和防止两者接触的错位，以此来提高传动的平稳性。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，该领域技术人员可以在该发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于该发明的公开范围并落入该发明的保护范围之内。该领域技术人员应该明白，该发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。该发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种低损耗回转装置(1)，包括：

基体(1c)，其布置有用于容纳若干第一滚体(1c-2)的滚道(1c-1)，

其特征在于，

在所述基体(1c)绕其自身轴线转动的情况下，所述若干第一滚体(1c-2)中的至少一个能够基于所述第一滚体(1c-2)以非纯滚动的形式与所述滚道(1c-1)形成的滚动摩擦副绕其自身轴线转动且沿所述滚道(1c-1)移动。

2.根据权利要求1所述的回转装置，其特征在于，所述回转装置(1)包括与所述基体(1c)连接的周向布置有若干滚洞(1b-1)的第一传动转盘(1b)，

所述若干滚洞(1b-1)中的至少一个能够与所述第一传动件(3)上的周向布置的第二滚体(3b-3)以滚动摩擦的方式接触。

3.根据权利要求1或2所述的回转装置，其特征在于，在若干第一滚体(1c-2)中的至少一个能够绕其自身轴线转动且沿所述滚道(1c-1)滚动的情况下，所述回转装置(1)能够基于若干所述滚洞(1b-1)与所述第二滚体(3b-3)形成的滚动摩擦副驱动所述第一传动件(3)绕所述第一传动件(3)的轴线转动，实现所述回转装置(1)向所述第一传动件(3)传递动力。

4.根据前述权利要求之一所述的回转装置，其特征在于，当所述第一传动件(3)作为主动件时，所述第一传动件(3)能够在绕其自身轴线转动的情况下能够基于若干所述滚洞(1b-1)与所述第二滚体(3b-3)形成的滚动摩擦副以使得所述回转装置(1)绕所述回转装置(1)的轴线转动，实现所述第一传动件(3)向所述回转装置(1)传递动力。

5.根据前述权利要求之一所述的回转装置，其特征在于，所述回转装置(1)的轴线与所述第一传动转盘(1b)的轴线能够按照彼此不重合但同向的方式设置，以使得在所述回转装置(1)绕其自身轴线转动的情况下，所述第一传动件(3)能够基于所述若干滚洞(1b-1)与第二滚体(3b-3)形成的间歇式滚动摩擦实现间歇式传动。

6.根据前述权利要求之一所述的回转装置，其特征在于，所述第一传动转盘(1b)按照能够与所述第一传动件(3)持续接触以实现连续转动的方式与所述回转装置(1)同轴设置。

7.根据前述权利要求之一所述的回转装置，其特征在于，所述回转装置(1)包括第一基体(1c-3)，所述第一滚体(1c-2)与所述第一基体(1c-3)之间的轴向力的方向与所述第一基体(1c-3)的轴向一致。

8.根据前述权利要求之一所述的回转装置，其特征在于，所述回转装置(1)包括第二基体(1c-4)，所述第一传动转盘(1b)设置于所述第一基体(1c-3)和所述第二基体(1c-4)之间，所述第一基体(1c-3)和所述第二基体(1c-4)以所述第一传动转盘(1b)的中性面镜像设置。

9.根据前述权利要求之一所述的回转装置，其特征在于，所述第一滚体(1c-2)以非纯滚动的运动形式与所述滚道(1c-1)之间形成动摩擦副。

10.根据前述权利要求之一所述的回转装置，其特征在于，在相邻的两个所述第一滚体(1c-2)彼此部分接触的情况下，若干所述第一滚体(1c-2)按照与所述滚道(1c-1)彼此部分接触的方式充满所述滚道(1c-1)，以使得在若干所述第一滚体(1c-2)中的至少一个绕其自身轴线转动且沿所述滚道(1c-1)移动的情况下，所述基体(1c)能够基于所述第一滚体(1c-2)以非纯滚动的方式与所述滚道(1c-1)形成的动摩擦副绕其自身轴线转动。

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