CN114341524A - 一种圆形波驱动器 - Google Patents

Abstract

提供一种圆形波驱动器系统。一方面，所述圆形波驱动器包含具有内表面的柔性输入齿圈，所述内表面具有内部输入齿圈齿；具有外表面的输入摆线盘，所述外表面具有定向在所述外表面上的外部输入摆线盘齿轮齿，其中所述外部输入摆线盘齿轮齿至少部分地啮合所述内部输入齿圈齿；具有外表面的柔性主驱动齿轮，所述外表面具有外部主驱动齿轮齿；包含偏心部和非偏心部的偏心运动发生器，其中所述偏心部和所述非偏心部的中心线彼此偏移；和具有内表面的输出摆线盘，所述内表面具有内部输出摆线盘齿，其中所述内部输出摆线盘齿至少部分地啮合所述外部主驱动齿轮齿。

Description

一种圆形波驱动器

相关申请的交叉引用

本申请要求在2019年6月13日提交、申请号为62/860,887的美国临时专利申请和2020年2月25日提交、申请号为62/981,101的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

背景技术

目前已知有多种用于传输动力和降低电机输出速度的设备。两种此类设备为谐波驱动器和摆线驱动器。

这些设备中较为熟知是所述谐波驱动器，它于1950年代推出，目前正在广泛使用。然而，所述谐波驱动器需要使用柔性齿轮，它在谐波驱动器的运行过程中故意反复变形。柔性齿轮的变形使构成所述柔性齿轮的材料疲劳，这种疲劳限制了可以通过谐波驱动实现的速度降低和扭矩传递。

所述摆线驱动器的典型版本具有相对复杂的结构和操作。所述摆线驱动器需要许多运动部件，每个部件都可能是一个故障点。摆线盘的偏心旋转还会产生不需要的振动，如果不加以补偿，该振动可能会通过输入轴和输出轴传递。最后，输出辊与摆线盘中的接收孔之间的接触也可能导致两个部件的磨损。

此外，在系统中使用带齿齿轮来实现所需的减速比时，可能难以正确设置齿轮齿隙。因此，可以包含具有柔性(即，可弹性变形)齿轮部分的带齿元件，以允许齿轮齿界面轻微偏转以获得最佳功能所需的齿隙。

需要一种动力传输/减速设备，该设备不受已知谐波和摆线驱动器的所述缺点的影响。此类设备还可以提供更简单的构造以及更长的寿命。

发明内容

一方面，提供一种圆形波驱动器。所述圆形波驱动器包括：具有内表面的柔性输入齿圈，其中所述柔性输入齿圈包含定向在所述内表面上的内部输入齿圈齿；具有外表面的输入摆线盘，其中所述输入摆线盘包含定向在所述外表面上的外部输入摆线盘齿轮齿，并且其中所述外部输入摆线盘齿轮齿至少部分地啮合所述内部输入齿圈齿；具有外表面的柔性主驱动齿轮，其中所述主驱动齿轮包含定向在所述外表面上的外部主驱动齿轮齿；偏心运动发生器，其中所述偏心运动发生器包含偏心部和非偏心部，并且其中所述偏心部和所述非偏心部的中心线彼此偏移；和具有内表面的输出摆线盘，其中所述输出摆线盘包含定向在所述内表面上的内部输出摆线盘齿，并且其中所述内部输出摆线盘齿至少部分地啮合所述外部主驱动齿轮齿。

另一方面，提供一种圆形波驱动器。所述圆形波驱动器包括：具有内表面的柔性输入齿圈，其中所述柔性输入齿圈包含定向在所述内表面上的内部输入齿圈齿，并且其中所述柔性输入齿圈包含含有所述输入齿圈齿的非柔性部分和输入齿圈安装法兰，其中所述非柔性部分和所述输入齿圈安装法兰通过柔性壁连接；具有外表面的输入摆线盘，其中所述输入摆线盘包含定向在所述外表面上的外部输入摆线盘齿轮齿，并且其中所述外部输入摆线盘齿轮齿至少部分地啮合所述内部输入齿圈齿；具有外表面的柔性主驱动齿轮，其中所述主驱动齿轮包含定向在所述外表面上的外部主驱动齿轮齿，并且其中所述主驱动齿轮包含轮毂、从所述轮毂径向向外延伸的柔性径向壁、和由第一释放槽或第二释放槽中的至少一个形成的柔性肋，并且其中所述柔性肋将所述外部主驱动齿轮齿连接于所述柔性径向壁；偏心运动发生器，其中所述偏心运动发生器包含偏心部和非偏心部，并且其中所述偏心部和所述非偏心部的中心线彼此偏移；和具有内表面的输出摆线盘，其中所述输出摆线盘包含定向在所述内表面上的内部输出摆线盘齿，并且其中所述内部输出摆线盘齿至少部分地啮合所述外部主驱动齿轮齿。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了各种示例系统，装置和方法，并且仅用于示出各种示例方面。在图中，相同的元件具有相同的附图标记。

图1A是一种圆形波驱动器100的一个示例方面的输入端的透视图。

图1B是圆形波驱动器100的一个示例方面的侧视图。

图1C是圆形波驱动器100的一个示例方面的输出端的局部分解透视图。

图2A是一种圆形波驱动器200的一个示例方面的输入端的分解透视图。

图2B是圆形波驱动器200的一个示例方面的输入端的局部分解透视图。

图2C是圆形波驱动器200的一个示例方面的输入端的局部分解透视图。

图2D是圆形波驱动器200的一个示例方面的输入端的透视图。

图2E是圆形波驱动器200的一个示例方面的输入端的局部分解透视图。

图2F是圆形波驱动器200的一个示例方面的输入端的截面透视图。

图2G是圆形波驱动器200的一个示例方面的输入端的截面透视图。

图2H是圆形波驱动器200的一个示例方面的输入端的截面透视图。

图3A是一种输入齿圈302的一个示例方面的前视图。

图3B是输入齿圈302的一个示例方面的侧视图。

图3C是输入齿圈302的一个示例方面的侧透视图。

图3D是输入齿圈302的一个示例方面的侧剖视图。

图3E是输入齿圈302的一个示例方面的局部侧剖视图。

图4A是一种主驱动齿轮420的一个示例方面的第一侧视图。

图4B是主驱动齿轮420的一个示例方面的侧视图。

图4C是主驱动齿轮420的一个示例方面的第一侧透视图。

图4D是主驱动齿轮420的一个示例方面的第二侧透视图。

图4E是主驱动齿轮420的一个示例方面的侧剖视图。

图4F是主驱动齿轮420的一个示例方面的第一侧透视图，示出了主驱动齿轮420的弹性变形。

图5A是一种偏心运动发生器506的一个示例方面的侧剖视图。

图5B是偏心运动发生器506的一个示例方面的前视图。

图6是示出一种用于确定圆形波驱动器的减速比的示例方法的流程图。

具体实施方式

在此公开的示例性圆形波驱动器方面可以比已知的谐波和摆线驱动器具有更简单的构造。在此公开的示例性圆形波驱动器方面也可以尺寸紧凑，提供大范围的减速比，不可反向驱动，并且在很少或没有间隙的情况下运行。在此公开的示例性圆形波驱动器方面没有摆线驱动器中常见的滚子。

一般而言，在此公开的示例性圆形波驱动器方面可包含其中具有圆形腔室的外壳。外壳可包含封闭外壳中的空腔以形成封闭的圆形腔室的盖。外壳可由多于一个的元件形成，选择性地装配在一起。齿可以沿着腔室(输入齿圈)的圆形内壁设置。环形轮(输入摆线盘)可位于腔室内。环形轮可与外壳成一体或可移除地附着于外壳。所述轮可以包含沿着外壳的圆形内壁定位的齿啮合的外齿。轮直径可小于腔室直径，使得在任何给定时间只有一部分轮齿啮合内部外壳齿。所述轮可以层压到第二轮(主驱动齿轮)上，第二轮也可以包含外部齿。第二轮外部齿可啮合沿输出齿轮元件(输出摆线盘)的内壁的一部分设置的内部齿。

在此公开的示例性圆形波驱动器方面还可以包含波形发生器(偏心运动发生器)。波形发生器可以包含偏心运动发生器，偏心运动发生器具有偏心部，该偏心部被配置为在偏心运动发生器的旋转期间引起一或多个元件(例如，输入摆线盘和主驱动齿轮)的平移。包含偏心部的偏心运动发生器可具有圆形的横截面。偏心部可以从偏心运动发生器的其余部分的中心轴线偏移，以便当偏心运动发生器旋转时将偏心运动传递给与偏心运动发生器接触的元件。波形发生器的非偏心部可以延伸穿过外壳内的开口，该开口可以包含输入齿圈，该齿圈可移除地或一体地附着于外壳。

示例性圆形波驱动器方面也可以采用输出驱动元件。输出驱动元件可以包含圆形盘。输出驱动元件可与偏心运动发生器同轴。输出元件部可以定向在圆形波驱动器的与偏心运动发生器相对的一侧，或者替代地，输出元件部可以定向在圆形波驱动器的与偏心运动发生器相同的一侧。偏心运动发生器和输出驱动元件的输出元件部都可穿过轴承。

操作中，波形发生器的偏心运动发生器可连接旋转致动器，如电驱动马达。致动器可向波形发生器施加旋转运动，可导致其偏心部在输入摆线盘和主驱动齿轮内旋转。偏心部的旋转可导致输入摆线盘沿输入齿圈的内壁旋转。偏心部与输入摆线盘的旋转可导致输出摆线盘旋转，导致主驱动齿轮旋转，进而导致输出驱动元件相对于偏心运动发生器的旋转速度以降低的速度旋转(按减速比减少)。

由于偏心运动发生器偏心部的外周面与输入摆线盘内壁的配合面可被轴承隔开，偏心运动发生器偏心部与输入摆线盘内壁的配合面之间的摩擦系数可能非常低。因此，输入摆线盘可不会与偏心运动发生器偏心部一起旋转，而是可以沿着偏心运动发生器偏心部的外周面滑动。这可能导致输入摆线盘转速小于偏心运动发生器和相关致动器的转速。圆形波驱动器输入侧和输出侧之间的总减速至少取决于以下之一：波形发生器的直径、输入摆线盘的齿轮齿数、输入齿环的齿轮齿数、主驱动齿轮的齿轮齿数、和输出摆线盘的齿轮齿数。总减速还可以取决于上述刚提到的各种元件的直径。当两个表面相遇时，大直径不一定比小直径有更多齿。通过直径和齿数的各种组合，减速幅度可覆盖很大的范围，例如从8:1到10,000:1，这是使用现有设备可能无法实现的。

图1A-1C示出一种圆形波驱动器100的一个示例方面。圆形波驱动器100可以包含外壳101和输出驱动元件104。圆形波驱动器100可以包含偏心运动发生器106。

圆形波驱动器100可以被配置为接收旋转输入，并且经由各种元件之间的相互作用输出旋转输出，通过在此进一步描述的减速比减小该旋转输出。圆形波驱动器100可以由多种材料中的任一种制成，包含例如：金属如钢或合金；聚合物；或有机材料。圆形波驱动器100可以由具有足够强度、硬度或耐久性的任何材料制成，以在预期使用的期望时长内进行旋转减小。圆形波驱动器100的各种元件中的任一种可以通过多种方法中的任一种形成，包含例如：机械加工、3D打印/增材制造、或锻造。

外壳101和输出驱动元件104可以彼此可旋转地连接，使其中一个可以相对于另一个旋转。外壳101和输出驱动元件104可以彼此可旋转地连接，两者中间定向有主驱动齿轮/外壳轴承(如图2F和2G所示元件268)。

圆形波驱动器100可以包含连接外壳101的端板103。端板103可以经由一或多个紧固件110连接外壳101。圆形波驱动器100可以包含环绕偏心运动发生器106的法兰板105。法兰板105可以经由一或多个紧固件109连接端板103。

如图1B所示，圆形波驱动器100可以包括输入齿圈102。输入齿圈102可以定向在端板103和外壳101之间。输入齿圈102可以与外壳101和端板103中的一者或两者连接。输入齿圈102可以经由至少一个紧固件110与外壳101和端板103中的一者或两者连接。输入齿圈102可以介于端盖103和外壳101之间，并且经由至少一个紧固件110固定，所述至少一个紧固件延伸穿过端盖103的至少一个孔，通过至少一个安装孔(如图3A和图3C-3E所示元件384)，并且进入外壳101内的至少一个孔中。外壳101可以包含一或多个用于容纳紧固件110的盲孔，可以是，例如，螺纹紧固件。

输出驱动元件104可以连接主驱动齿轮120。输出驱动元件104可以经由至少一个紧固件180连接主驱动齿轮120。至少一个紧固件180可以延伸穿过至少一个输出驱动元件104并且进入主驱动齿轮120内的至少一个孔中。

偏心运动发生器106可以是具有大体圆形横截面的轴。偏心运动发生器106可以包含如下文充分描述的偏心部(如元件207所示)。偏心运动发生器106可以可操作地连接旋转诱导元件，包含例如，使偏心运动发生器106旋转的旋转致动器。

偏心运动发生器106不直接连接输出驱动元件104。即，偏心运动发生器106和输出驱动元件104仅通过中间齿轮系元件彼此连接。如下文进一步描述的，偏心运动发生器106和输出驱动元件104根据减速比相对于彼此旋转。以此方式，通过圆形波驱动器100降低输入转速并通过输出驱动元件104输出。

外壳101和端板103中的任一个可以包含允许外壳101和、或端板103相对于另一物体安装或制动的多种元件中的任一个，例如机械部件的结构元件、地面、机器等。

输出驱动元件104可以包含至少一个输出驱动元件安装元件108。输出驱动元件安装元件108可以包含孔、穿孔、凸台、螺纹盲孔、非螺纹盲孔、凸片等。输出驱动元件安装元件108可以包含允许输出驱动元件104相对于另一物体安装或制动的多种元件中的任一个，例如机械部件的结构元件、地面、机器等。

图2A-2H示出一种圆形波驱动器200的一个示例方面。圆形波驱动器200可以包含外壳201、具有偏心部207的偏心运动发生器206、输入摆线盘218、系板219、主驱动齿轮220、输出摆线盘224、偏心运动发生器/输入摆线盘轴承226和偏心运动发生器/输出驱动元件轴承230。

外壳201可以包含大体中空的内部，该内部被配置为容纳全部上述元件。偏心运动发生器206可以大体上延伸穿过外壳201，并穿过上述元件中的每一个。

偏心运动发生器206可以包含从偏心运动发生器206的非偏心剩余部分径向向外延伸的偏心部207。偏心部207可以具有从偏心运动发生器206的非偏心剩余部分的中心线偏移的中心线。即，偏心部207的中心线平行于偏心运动发生器206的非偏心部的中心线并偏离该中心线。偏心运动发生器206的非偏心部的中心线与偏心运动发生器206的旋转轴线共线。

输入齿圈齿232、输入摆线盘齿轮齿234、外部主驱动齿轮齿236和内部输出摆线盘齿238可各自具有齿高。

输入摆线盘218可包含中空的中心部，使得该盘218呈环状。输入摆线盘218可以包含摩擦元件，该摩擦元件可以是围绕其径向外边缘的外部输入摆线盘齿轮齿234。

输出摆线盘224可以包含中空的中心部，使得齿轮224呈环形。输出摆线盘224可以包含摩擦元件，该摩擦元件可以是围绕其径向内边缘的内部输出摆线盘齿238。

输入摆线盘218和输出摆线盘224可以以同心构造彼此直接连接，并且因此以1:1的比率一起旋转。输入摆线盘218和输出摆线盘224可以以同心构造经由系板219彼此连接，并且因此以1:1的比率一起旋转。紧固件，例如螺钉、螺栓或铆钉，可以直接或通过系板219将输入摆线盘218连接到输出摆线盘224。

偏心运动发生器/输入摆线盘轴承226和偏心运动发生器/输出驱动元件轴承230中的一者或两者可以是滚动元件轴承。偏心运动发生器/输入摆线盘轴承226的内圈可直接连接并环绕偏心运动发生器206的偏心部207，而偏心运动发生器/输入摆线盘轴承226的外圈可直接连接输入摆线盘218并由输入摆线盘218环绕。偏心运动发生器/输出驱动元件轴承230的内圈可以直接连接并环绕偏心运动发生器206，而偏心运动发生器/输出驱动元件轴承230的外圈可以直接连接主驱动齿轮220并由主驱动齿轮220环绕。

主驱动齿轮220可以包含中空的中心部，使得主驱动齿轮220呈环形。主驱动齿轮220可以包含摩擦元件，该摩擦元件可以是围绕其径向外边缘的外部主驱动齿轮齿236。

如图2C和图2D所示，输入齿圈202可以安装到外壳201。如图2E所示，端板203可以安装到输入齿圈202，将输入齿圈202置于端板203和外壳201之间。

图2F-2G示出一种装配式圆形波驱动器200的截面图。图2G示出其中偏心运动发生器206逆时针旋转大约120度的视图。

装配式圆形波驱动器200另外包含经由至少一个紧固件209连接端板203的法兰板205。端板203可以经由至少一个紧固件210连接外壳201。至少一个紧固件210可以

圆形波驱动器200可以包含偏心运动发生器轴承216。偏心运动发生器轴承216可以是滚动元件轴承。偏心运动发生器轴承216的内圈可以直接连接并环绕偏心运动发生器206，而偏心运动发生器轴承216的外圈可以直接连接端板203并由端板203环绕。

圆形波驱动器200可以包含主驱动齿轮/外壳轴承268。主驱动齿轮/外壳轴承268可以是滚动元件轴承。主驱动齿轮/外壳轴承268的内圈可以直接连接并环绕主驱动齿轮220的轮毂部，而主驱动齿轮/外壳轴承268的外圈可以直接连接外壳201并由外壳201环绕。

应当理解，上述轴承中的每一个都允许连接轴承内圈的元件和连接轴承外圈的元件彼此相对旋转。

圆形波驱动器200可以包含输出驱动元件204，其经由至少一个紧固件280直接连接主驱动齿轮220。

当装配于圆形波驱动器200中时，输入齿圈齿232与输入摆线盘齿轮齿234啮合，并且通过该齿啮合和输入摆线盘218的偏心运动(通过其与偏心部207的啮合而施加)，输入齿圈202和输入摆线盘218绕平行于偏心运动发生器206的旋转轴线的轴线彼此相对旋转。

当装配于圆形波驱动器200中时，外部主驱动齿轮齿236与内部输出摆线盘齿238啮合，并且通过该齿啮合和输出摆线盘224的偏心运动(通过其与偏心部207的啮合而施加)，输出摆线驱动器220相对于输出摆线盘224绕平行于偏心运动发生器206的旋转轴线的轴线旋转。

经由上述的齿啮合，偏心运动发生器206的旋转引起偏心部207的旋转，这导致输入摆线盘218和输出摆线盘224(彼此连接)旋转。输出摆线盘224的旋转使主驱动齿轮220旋转，并且主驱动齿轮220的旋转使输出驱动元件204旋转，因为两者经由至少一个紧固件280直接彼此连接。

换句话说，实践中，可以将旋转力输入到偏心运动发生器206，可导致偏心运动发生器206和偏心部207的旋转。可以允许偏心运动发生器206经由偏心运动发生器轴承216在端板203内旋转。偏心运动发生器206的偏心部207可以经由偏心运动发生器/输入摆线盘轴承226啮合输入摆线盘218，该偏心旋转可以导致输入摆线盘218啮合并且沿着输入齿圈齿232旋转。输入摆线盘218的旋转可导致输出摆线盘224的类似偏心旋转。输出摆线盘224的偏心旋转可导致主驱动齿轮220啮合并沿输出摆线盘224旋转。主驱动齿轮220的旋转可导致输出驱动元件204旋转，并且两者可被配置为经由主驱动齿轮/外壳轴承268相对于外壳201旋转。输出驱动元件204的旋转速度可以根据减速比相对于偏心运动发生器206的旋转速度降低。

圆形波驱动器200可以包含各种密封件，以允许诸如油的润滑剂包含在其内部以辅助操作和减少磨损。

偏心运动发生器206的非偏心部可以与输入齿圈202、主驱动齿轮220和输出驱动元件204同心。偏心部207可以与输入摆线盘218、输出摆线盘224、和系板219同心。

如图2H另外所示，输入摆线盘218可以经由至少一个紧固件282连接系板219。

可以预期，圆形波驱动器100和200可用于多种致动和/或齿轮减速应用中的任一种，包含例如：机器人致动、机械致动、航空航天致动或车辆传动。

在此描述的圆形波驱动器，包含例如圆形波驱动器100和200，可以包含两或多级摆线齿轮。一方面，圆形波驱动器可以包含两级摆线齿轮。另一方面，圆形波驱动器可以包含三级摆线齿轮。另一方面，圆形波驱动器可以包含多于两级的摆线齿轮。一方面，圆形波驱动器可以包含两或更多级摆线齿轮，其中两或更多级摆线齿轮是消减的。圆形波驱动器可以包含两级摆线齿轮，并且这两级可以是消减的。一方面，包含多级摆线齿轮可允许圆形波驱动器具有高减速比。一方面，包含多级摆线齿轮，其中这些级是消减的，可以允许圆形波驱动器具有高减速比。

偏心运动发生器206旋转速度与输出驱动元件204旋转速度的减速比可以通过以下公式计算：

其中a＝输入齿圈202的轮齿232的数量；

其中b＝输入摆线盘218的轮齿234的数量；

其中c＝输出摆线盘224的轮齿238的数量；和

其中d＝主驱动齿轮220的轮齿236的数量。

因此，在需要特定减速比的情况下，可以设计圆形波驱动器200，使得输入齿圈202、输入摆线盘218、输出摆线盘224、和主驱动齿轮220中的每一个的轮齿的数量达到所需的减速比。

任何上述齿可以具有多种齿轮齿廓中的任一种，包含例如，正弦齿廓。

一方面，圆形波驱动器200不可反向驱动，因此只能在一个旋转方向上操作。在另一方面，圆形波驱动器200是可反向驱动的，因此可以在一个以上的旋转方向上操作。

偏心运动发生器206和输出驱动元件204可定向在圆形波驱动器200的相对侧。或者，偏心运动发生器206和输出驱动元件204可定向在圆形波驱动器200的同一侧。

图3A-3E示出一种输入齿圈302的一个示例方面。输入齿圈可以包含含在非柔性部分350上的输入齿圈齿332、至少一个安装孔384、柔性壁352和输入齿圈安装法兰354。

柔性壁352在非柔性部分350和输入齿圈安装法兰354之间延伸并连接非柔性部分350和输入齿圈安装法兰354。柔性壁352可以大体上平行于偏心运动发生器206的旋转轴线延伸。

由于在此公开的圆形波驱动器的生产中难以获得和保持必要的公差，包含例如在齿圈302和输入摆线盘218内(至少在图2F中示出)，获得和保持输入齿圈齿332和输入摆线盘齿轮齿(图2F中的234)之间的适当齿隙可能非常困难。为了减轻此困难，可将输入齿圈302设计为柔性元件。

柔性元件，在此所使用的术语，是指通过弹性体变形将在一个点的输入力和位移传递到另一点的输出力和位移的柔性机构。

因此，柔性壁352允许输入齿圈302的弹性变形，从而允许非柔性部分350和输入齿圈齿332作为一个单元移动并在啮合输入摆线圆盘齿轮齿234时实现所需的齿隙。一方面，柔性壁352将输入齿圈齿332偏置成与输入摆线圆盘齿轮齿234所需的相对啮合。

非柔性部分350含有输入齿圈齿332，并且具有保持输入齿圈齿332的结构完整性所必需的刚度。也就是说，在柔性壁352旨在柔性和弹性变形的意义上来说，非柔性部分350和输入齿圈齿332不旨在柔性或弹性变形。

输入齿圈302的柔性和柔性壁352的弹性体变形可以多种方式实现，包含例如改变材料强度、几何形状和厚度。

也就是说，柔性壁352可以是与非柔性部分350或安装法兰354中的一者或两者分开的材料，其中柔性壁352的材料与非柔性部分350或安装法兰354的材料相比柔韧性增强。

或者，柔性壁352可以设计成具有特定尺寸以实现所需的弹性变形。这些尺寸可以包含柔性壁352径向厚度CWRT和柔性壁352轴向长度CWAL，如图3E所示，图3E为图3D的局部放大图。安装法兰354可具有安装法兰轴向厚度MFAT。柔性壁352的尺寸可允许柔性壁352中的弯矩，导致输入齿圈齿332的平移/偏转。

为获得所需的弹性变形，CWRT可以正好是CWAL的22.7％或大约22.7％。CWRT可以正好或大约介于CWAL的20.0％和25.0％之间。CWRT可以正好或大约介于CWAL的18.0％和27.0％之间。CWRT可以正好或大约介于CWAL的16.0％和29.0％之间。

MLAT可以正好是CWAL的18.2％或大约18.2％。MLAT可以正好或介于CWAL的16.0％和20.0％之间。MLAT可以正好或大约介于CWAL的14.0％和22.0％之间。MLAT可以正好或大约介于CWAL的12.0％和24.0％之间。

应当理解，这些相对尺寸在具有不同材料并因此具有不同材料特性的输入齿圈302之间可能不同。

图4A-4F示出一种主驱动齿轮420的示例方面。主驱动齿轮420可以包含外部主驱动齿轮齿436、柔性径向壁460、柔性肋466、第一释放槽461、第二释放槽462、至少一个安装孔463、中心孔464和轮毂467。

如装配式圆形波驱动器200中所示，轮毂467可以由主驱动齿轮/外壳轴承268环绕。轮毂467可以包含至少一个安装孔463，该安装孔463被配置为接收至少一个紧固件280以连接主驱动齿轮420和输出驱动元件204。偏心运动发生器206可以延伸穿过装配式圆形波驱动器200内的中心孔464。

柔性径向壁460可以从轮毂467径向向外延伸。此外，外部主驱动齿轮齿436可以相对于柔性径向壁460至少轻微悬臂(即，轴向偏移)，并且可以通过柔性肋466(从柔性径向壁460径向向外定向)连接至柔性径向壁460，所述柔性肋由第一释放凹槽461和第二释放凹槽462形成并在其两侧。

由于在此处公开的圆形波驱动器的生产中难以获得和保持必要的公差，包含例如在主驱动齿轮420和输出摆线盘224(至少在图2F中示出)内，获得和保持在外部主驱动齿轮齿436和内部输出摆线盘齿(图2F中的238)之间保持适当的齿隙可能非常困难。为了减轻此困难，可将主驱动齿轮420设计为柔性元件。

主驱动齿轮420可以包含两个柔性元件，包含柔性径向壁460和柔性肋466中的至少一个。柔性径向壁460和柔性肋466中的每一个可以经由每种材料的材料特性、材料厚度和几何形状允许外部主驱动齿轮齿436弹性变形。一方面，柔性径向壁460和柔性肋466导致外部主驱动齿轮齿436被偏置成与输出摆线盘齿238所需的相对啮合。

柔性径向壁460可具有减小的厚度(沿轴向)以允许柔性径向壁460中的弯矩，允许外部主驱动齿轮齿436的平移/偏转。

由于包含一或多个释放凹槽，包含例如第一释放凹槽461和/或第二释放凹槽462，柔性肋466可以具有减小的厚度。另外，释放凹槽461、462的取向允许外部主驱动齿轮齿436响应于施加到外部主驱动齿轮齿436的力而“摇摆”(即，从圆柱形状变形为圆锥形状)，以实现必要的齿隙。

应当理解，如上所述的减小的材料厚度导致减小的厚度区域内的强度减小。

图4F示出响应于施加到外部主驱动齿轮齿436的力的外部主驱动齿轮齿436的可能的弹性偏转。

图5A和5B示出偏心运动发生器506的一个示例方面。偏心运动发生器506包含偏心部507A和非偏心部507B。偏心部507A具有中心线CLA，而非偏心部507B具有中心线CLB。中心线CLA和中心线CLB可以彼此平行和偏移。

一方面，偏心运动发生器506可以约束，使得它能够围绕非偏心部507B的中心线CLB旋转。在此方面，偏心部507A与非偏心部507B一起旋转，但是偏心部507A的旋转是偏心的。以此方式，偏心运动发生器506可以将旋转输入转换成偏心运动。

图6是示出一种用于确定圆形波驱动器的减速比的示例方法600的流程图。方法600包含为圆形波驱动器选择所需的减速比(步骤610)。方法600还包含提供一种圆形波驱动器，其包含：具有内部齿轮齿(a)的输入齿圈；具有外部齿轮齿(b)的输入摆线盘，输入摆线盘齿轮齿至少部分地啮合输入齿圈齿；具有外部齿轮齿(d)的主驱动齿轮，主驱动齿轮固定在输入摆线盘；具有内部齿轮齿(c)的输出摆线盘，并且输出摆线盘齿至少部分地啮合主驱动齿轮齿(步骤620)。方法600还包含使用以下等式计算减速比：

其中a＝输入齿圈102、202的轮齿的数量；

其中b＝输入摆线盘118、218的轮齿的数量；

其中c＝输出摆线盘124、224的轮齿的数量；和

其中d＝主驱动齿轮120、220的轮齿的数量(步骤530)。

就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”或“包括”而言，它旨在以类似于术语“包括”的方式包含在内，因为该术语在用作权利要求书中的过渡词。此外，就使用术语“或”(例如A或B)而言，它旨在表示“A或B或A和B”。当申请人旨在表示“仅A或B但不是两者”时，将使用“仅A或B但不是两者”一词。因此，此处使用的术语“或”是包含性的，而不是排他性的。参见Bryan A.Gamer,A Dictionary of Modem Legal Usage624(2d.Ed.1995)。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“中”或“内”而言，其旨在额外表示“在”或“到”。就说明书或权利要求书中使用的术语“大体上”而言，其旨在考虑制造中可用的精确度或谨慎的程度。就说明书或权利要求书中使用的术语“选择性地”而言，其旨在指部件的状态，其中装置的用户可以根据设备使用中的需要激活或停用该部件的特征或功能。就说明书或权利要求书中使用的术语“可操作地连接”而言，旨在表示所识别的部件以执行指定功能的方式连接。说明书和权利要求书中使用的单数形式“a”、“an”和“the”包含复数形式。最后，术语“大约”与数字结合使用时，旨在包含该数字的±10％。换句话说，“大约10”可以表示从9到11。

如上所述，虽然本申请已经通过其方面的描述进行了说明，并且虽然已经相当详细地描述了这些方面，但申请人的意图并不是限制或以任何方式限制对此类细节的附加权利要求的范围。受益于本申请的本领域技术人员将容易地明白额外的优点和修改。因此，本申请在其更广泛的方面不限于所示的具体细节、说明性示例或所提及的任何装置。在不脱离一般发明构思的精神或范围的情况下，可以偏离此细节、示例和装置。

Claims (18)

1.一种圆形波驱动器，包括：

具有内表面的柔性输入齿圈，

其中所述柔性输入齿圈包含定向在所述内表面上的内部输入齿圈齿；

具有外表面的输入摆线盘，

其中所述输入摆线盘包含定向在所述外表面上的外部输入摆线盘齿轮齿，并且

其中所述外部输入摆线盘齿轮齿至少部分地啮合所述内部输入齿圈齿；

具有外表面的柔性主驱动齿轮，

其中所述主驱动齿轮包含定向在所述外表面上的外部主驱动齿轮齿；

偏心运动发生器，

其中所述偏心运动发生器包含偏心部和非偏心部，并且其中所述偏心部和所述非偏心部的中心线彼此偏移；和

具有内表面的输出摆线盘，

其中所述输出摆线盘包含定向在所述内表面上的内部输出摆线盘齿，并且

其中所述内部输出摆线盘齿至少部分地啮合所述外部主驱动齿轮齿。

2.如权利要求1所述的圆形波驱动器，还包括连接于所述主驱动齿轮的输出驱动元件。

3.如权利要求1所述的圆形波驱动器，其中所述输入摆线盘连接于所述输出摆线盘。

4.如权利要求1所述的圆形波驱动器，其中所述内部输入齿圈齿和所述外部输入摆线盘齿轮齿均具有正弦齿廓。

5.如权利要求1所述的圆形波驱动器，其中所述外部主驱动齿轮齿和所述内部输出摆线盘齿均具有正弦齿廓。

6.如权利要求1所述的圆形波驱动器，其中所述偏心运动发生器经由偏心运动发生器/输入摆线盘轴承可旋转地连接于所述输入摆线盘。

7.如权利要求1所述的圆形波驱动器，其中所述柔性输入齿圈包含含有所述输入齿圈齿的非柔性部分和输入齿圈安装法兰，其中所述非柔性部分和所述输入齿圈安装法兰通过柔性壁连接。

8.如权利要求7所述的圆形波驱动器，其中所述柔性壁具有径向厚度和轴向长度，并且其中所述径向厚度介于所述轴向长度的大约16.0％和29.0％之间。

9.如权利要求1所述的圆形波驱动器，其中所述主驱动齿轮包含轮毂、从所述轮毂径向向外延伸的柔性径向壁、和由第一释放槽或第二释放槽中的至少一个形成的柔性肋，并且其中所述柔性肋将所述外部主驱动齿轮齿连接于所述柔性径向壁。

10.如权利要求9所述的圆形波驱动器，其中所述柔性肋由第一释放槽和第二释放槽两者形成。

11.一种圆形波驱动器，包括：

具有内表面的柔性输入齿圈，

其中所述柔性输入齿圈包含定向在所述内表面上的内部输入齿圈齿，并且

其中所述柔性输入齿圈包含含有所述输入齿圈齿的非柔性部分和输入齿圈安装法兰，其中所述非柔性部分和所述输入齿圈安装法兰通过柔性壁连接；

具有外表面的输入摆线盘，

其中所述输入摆线盘包含定向在所述外表面上的外部输入摆线盘齿轮齿，并且

其中所述外部输入摆线盘齿轮齿至少部分地啮合所述内部输入齿圈齿；

具有外表面的柔性主驱动齿轮，

其中所述主驱动齿轮包含定向在所述外表面上的外部主驱动齿轮齿，并且

其中所述主驱动齿轮包含轮毂、从所述轮毂径向向外延伸的柔性径向壁、和由第一释放槽或第二释放槽中的至少一个形成的柔性肋，并且其中所述柔性肋将所述外部主驱动齿轮齿连接于所述柔性径向壁；

偏心运动发生器，

其中所述偏心运动发生器包含偏心部和非偏心部，并且其中所述偏心部和所述非偏心部的中心线彼此偏移；和

具有内表面的输出摆线盘，

其中所述输出摆线盘包含定向在所述内表面上的内部输出摆线盘齿，并且

其中所述内部输出摆线盘齿至少部分地啮合所述外部主驱动齿轮齿。

12.如权利要求11所述的圆形波驱动器，还包括连接于所述主驱动齿轮的输出驱动元件。

13.如权利要求11所述的圆形波驱动器，其中所述输入摆线盘连接于所述输出摆线盘。

14.如权利要求11所述的圆形波驱动器，其中所述内部输入齿圈齿和所述外部输入摆线盘齿轮齿均具有正弦齿廓。

15.如权利要求11所述的圆形波驱动器，其中所述外部主驱动齿轮齿和所述内部输出摆线盘齿均具有正弦齿廓。

16.如权利要求11所述的圆形波驱动器，其中所述偏心运动发生器经由偏心运动发生器/输入摆线盘轴承可旋转地连接于所述输入摆线盘。

17.如权利要求11所述的圆形波驱动器，其中所述柔性壁具有径向厚度和轴向长度，并且其中所述径向厚度介于所述轴向长度的大约16.0％和29.0％之间。

18.如权利要求11所述的圆形波驱动器，其中所述柔性肋由第一释放槽和第二释放槽两者形成。

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