CN216666400U - 谐波减速机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种谐波减速机，其包括波发生器、柔轮和传感组件，所述柔轮的一端套设于所述波发生器，所述波发生器用于驱动所述柔轮转动；所述传感组件设于所述柔轮远离所述波发生器的一端的端面，所述传感组件包括交叉设置的两个应变片，两个所述应变片配合以检测所述柔轮上的应变力。两个呈交叉设置的应变片可以对柔轮于测量点的两个不同方向的应变力分别进行测量，进而得到柔轮转动时的实际应变力。一方面，本申请的谐波减速机无需对柔轮的结构和尺寸作额外的调整，操作方便且降低了相关零件的制造成本；另一方面，将传感组件直接设置在柔轮上可以在对柔轮的应变力进行实时测量的同时，使柔轮的应变力的测量结果也更为精确。

Description

谐波减速机

技术领域

本实用新型涉及谐波减速机技术领域，特别是涉及一种谐波减速机。

背景技术

目前，谐波减速机被广泛应用于智能自动化场合，而力控制是大多数智能自动化场合所必需的，力矩传感器则是实现力控制的必要传感器件。谐波减速机作为智能模块的力矩输出部件，其柔轮在工作过程中会产生较大的应变力。因此，传统的测量方法会选择在智能模块末端安装外置的传感器以检测柔轮在工作过程产生的应变力。

然而，传统的测量方法存在无法实时准确测量柔轮应变力的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种谐波减速机。

一种谐波减速机，其特征在于，包括：

波发生器；

柔轮，一端套设于所述波发生器，所述波发生器用于驱动所述柔轮转动；

传感组件，设于所述柔轮远离所述波发生器的一端的端面，所述传感组件包括交叉设置的两个应变片，两个所述应变片配合以检测所述柔轮上的应变力。

上述谐波减速机，当传感组件设置在柔轮远离波发生器的一端的端面，且柔轮在波发生器的驱动下转动时，柔轮端面上的两个呈交叉设置的应变片可以对柔轮于测量点的两个不同方向的应变力分别进行测量，进而得到柔轮转动时的实际应变力。一方面，本申请的谐波减速机无需对柔轮的结构和尺寸作额外的调整，操作方便且降低了相关零件的制造成本；另一方面，相较于传统的外置传感器，本申请的谐波减速机中的传感组件直接设置在柔轮上，这样的结构设置可以在对柔轮的应变力进行实时测量的同时，使柔轮的应变力的测量结果更为精确。

在其中一个实施例中，所述传感组件中的其中一个所述应变片沿所述柔轮的周向设置，另一个所述应变片沿所述柔轮的径向设置。这样的结构设置可以利用其中一个应变片测量得到柔轮于测量点所在位置的与柔轮的径向线相垂直的周向应变力，另一个应变片可以测量得到柔轮于测量点所在位置的沿径向方向的径向应变力，由周向应变力和径向应变力可以计算得到合力，即柔轮于测量点的实际应变力。

在其中一个实施例中，所述应变片与所述柔轮的径向线呈锐角设置。这样的结构设置可以使应变片的长度方向与柔轮的应变力变化较为敏感的方向较为接近，从而利用应变片直接测量得到柔轮因扭矩而产生的应变力。

在其中一个实施例中，所述应变片与所述柔轮的径向线间的夹角为45度。这样的结构设置可以使应变片的长度方向与柔轮的应变力变化较为敏感的方向的重合度更高，从而利用应变片直接测量得到柔轮更为精确的应变力。

在其中一个实施例中，两个所述应变片于中点交叉且互相垂直。

在其中一个实施例中，所述传感组件设置为多组，多组传感组件沿所述柔轮的周向等间距设置。这样的结构设置可以增加了测量点的数量，当波发生器沿着柔轮内圈转动一圈时，多组传感组件可以对柔轮进行多次应变力的测量，在提升测量效率的同时，还可以降低测量误差。

在其中一个实施例中，所述谐波减速机还包括电阻器，多组所述传感组件通过所述电阻器电性连接以形成全桥电路。

在其中一个实施例中，所述应变片通过粘接的方式与所述柔轮固定。

在其中一个实施例中，所述谐波减速机还包括用于盖设至所述柔轮的端盖，所述端盖上开设有引线孔。

在其中一个实施例中，所述谐波减速机还包括刚轮，所述刚轮套设于所述柔轮，所述柔轮能够在所述波发生器的带动下相对所述刚轮转动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一个实施例提供的谐波减速机的剖视图；

图2为本实用新型一个实施例提供的谐波减速机的结构立体图；

图3为本实用新型一个实施例提供的谐波减速机的俯视图；

图4为本实用新型一个实施例提供的谐波减速机的另一俯视图；

图5为本实用新型一个实施例提供的谐波减速机的柔轮应变力的测量方法的流程图。

附图标记：

10、谐波减速机；100、波发生器；200、柔轮；201、端面；300、刚轮；

400、传感组件；410、应变片；500、电阻器；600、端盖；601、引线孔。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1、图2和图3，本申请提供一种谐波减速机10，其包括波发生器100、柔轮200、刚轮300和传感组件400。其中，波发生器100呈椭圆形，柔轮200的一端套设在波发生器100上，刚轮300套设于柔轮200。波发生器100用于驱动柔轮200相对刚轮300转动。传感组件400设置在柔轮200远离波发生器100的一端的端面201。传感组件400包括交叉设置的两个应变片410，此应变片410可以是电阻应变片410，通过两个应变片410配合以检测柔轮200上的应变力。

上述谐波减速机10，当传感组件400设置在柔轮200远离波发生器100的一端的端面201，且柔轮200在波发生器100的驱动下转动时，两个呈交叉设置的应变片410可以对柔轮200于测量点的两个不同方向的应变力分别进行测量，进而得到柔轮200转动时的实际应变力，提高了柔轮200实际应变力的测量结果。一方面，本申请的谐波减速机10无需对柔轮200的结构和尺寸作额外的调整，操作方便且降低了相关零件的制造成本；另一方面，相较于传统的外置传感器，本申请的谐波减速机10中的传感组件400直接设置在柔轮200上，这样的结构设置可以在对柔轮200的应变力进行实时测量的同时，使柔轮200的应变力的测量结果更为精确。

请参阅图2、图3，在一个实施例中，传感组件400中的其中一个应变片410沿柔轮200的周向设置，另一个应变片410沿柔轮200的径向设置，且两个应变片410于中点交叉并互相垂直呈十字交叉状。可以认为是传感组件400的其中一个应变片410的长度方向与柔轮200的径向线延伸方向相互垂直，另一个应变片410的长度方向与柔轮200的径向线的延伸方向重合。

这样的结构设置，可以利用其中一个应变片410测量得到柔轮200于测量点所在位置的与柔轮200的径向线相垂直的周向应变力F₁，另一个应变片410可以测量得到柔轮200于测量点所在位置的沿径向方向的径向应变力F₂，由周向应变力F₁和径向应变力F₂可以计算得到合力，即柔轮200于测量点的实际应变力。其中，可以认为传感组件400的设置位置，即两个交叉设置的应变片410的设置位置，是柔轮200上的应变力的一个测量点。

请参阅图4，在其他的实施方式中，应变片410还可以在自身的长度方向上与柔轮200的径向线呈锐角设置。这样的结构设置可以使应变片410的长度方向与柔轮200的应变力变化较为敏感的方向较为接近，从而利用应变片410直接测量得到柔轮200因扭矩而产生的应变力。

具体地，在如图4所示的实施方式中，两个应变片410于中点交叉并互相垂直呈十字交叉状，且其中任一个应变片410的长度方向与柔轮200的径向线间的夹角均为45度。这样的结构设置可以使应变片410的长度方向与柔轮200的应变力变化较为敏感的方向的重合度更高，从而利用应变片410直接测量得到柔轮200更为精确的应变力，并且无论柔轮200正转还是反转，应变片410都可以测量得到柔轮200所受到的应变力。

请参阅图2至图4，进一步地，在一些实施方式中，传感组件400设置为多组，且多组传感组件400沿柔轮200的周向等间距设置。

例如，在如图3和图4所示的实施方式中，传感组件400设置为三组，且三组传感组件400沿柔轮200的周向等距设置，即相邻两组传感组件400的所在位置的径向线呈120度夹角。这样的结构设置可以增加了测量点的数量，当波发生器100沿着柔轮200内圈转动一圈时，多组传感组件400可以对柔轮200进行多次应变力的测量，在提升测量效率的同时，还可以降低测量误差。例如，当某一个测量点上的传感组件400测量所得数据与其他测量点上的传感组件400测量所得数据的差距较大时，用户可以及时分辨出。

在一些实施方式中，谐波减速机10还可以包括电阻器500，多组传感组件400通过电阻器500电性连接以形成全桥电路。电阻器500可以包括但不限于精密电阻、电阻应变片410等。

例如，在如图2至图4所示的实施方式中，可以在柔轮200端面201的未使用区域设置两个电阻器500，多组传感组件400通过电阻器500电性连接以形成全桥电路，从而将应变片410所检测到的谐波减速机10的柔轮200因受力产生的变形量转换成相对应的电信号提供给控制系统，进而得到测量点所测得的柔轮200的应变力。

在其他的实施方式中，电阻器500也可以是设置在柔轮200以外的其他位置。

请参阅图1，在一些实施方式中，谐波减速机10还可以包括用于盖设在柔轮200上的端盖600，端盖600上开设有圆形的引线孔601，与应变片410、电阻器500电性连接的导线可以由引线孔601引入，且引线孔601还可作密封处理。需要说明的是，引线孔601的数量可以是一个，也可以是多个，即引线孔601的数量是用户可以根据实际需要进行调整的。

在一些实施方式中，应变片410通过粘接的方式与柔轮200固定，如采用胶粘剂等将应变片410固定在柔轮200的端面201上。

本申请还涉及一种谐波减速机10的柔轮200应变力的测量方法，包括如下步骤：

步骤S100，提供传感组件400，所述传感组件400包括两个交叉设置的应变片410；

步骤S200，将传感组件400设置在所述谐波减速机10的柔轮200的一端的端面201上；

步骤S300，利用所述应变片410检测所述柔轮200上的应变力。

上述谐波减速机10的柔轮200应变力的测量方法，当谐波减速机10工作时，传感组件400的两个交叉设置的应变片410可以及时测量柔轮200由于转动所产生的应变力。因此，一方面，本申请的谐波减速机10无需对柔轮200的结构和尺寸作额外的调整，操作方便且降低了相关零件的制造成本；另一方面，相较于传统的外置传感器，本申请的谐波减速机10中的传感组件400直接设置在柔轮200上，这样的结构设置可以在对柔轮200的应变力进行实时测量的同时，使柔轮200的应变力的测量结果也更为精确。

具体地，在如图3所示的实施方式中，步骤S200包括：将所述传感组件400中的其中一个所述应变片410沿所述柔轮200的周向设置，将另一个所述应变片410沿所述柔轮200的径向设置，并且还可以将两个应变片410于中点交叉并互相垂直呈十字交叉状。这可以认为是将传感组件400的其中一个应变片410的长度方向与柔轮200的径向线延伸方向相互垂直，将另一个应变片410的长度方向与柔轮200的径向线的延伸方向重合。

这样的操作可以利用其中一个应变片410测量得到柔轮200于测量点所在位置的与柔轮200的径向线相垂直的周向应变力F₁，利用另一个应变片410测量得到柔轮200于测量点所在位置的沿径向方向的径向应变力F₂，由周向应变力F₁和径向应变力F₂可以计算得到合力，即柔轮200于测量点的实际应变力。其中，可以认为传感组件400的设置位置，即两个交叉设置的应变片410的设置位置，是柔轮200上的应变力的一个测量点。

请参阅图4，在一些实施方式中，步骤S200包括：将所述应变片410与所述柔轮200的径向线呈锐角设置。这样的操作可以使应变片410的长度方向与柔轮200的应变力变化较为敏感的方向较为接近，从而利用应变片410直接测量得到柔轮200因扭矩而产生的应变力。

具体地，在如图4所示的实施方式中，可以将两个应变片410于中点交叉并互相垂直呈十字交叉状，且使其中任一个应变片410的长度方向与柔轮200的径向线间的夹角均为45度。这样的结构设置可以使应变片410的长度方向与柔轮200的应变力变化较为敏感的方向的重合度更高，从而利用应变片410直接测量得到柔轮200更为精确的应变力，并且无论柔轮200正转还是反转，都可以利用应变片410测量得到柔轮200所受到的实际应变力。

请参阅图2至图4，进一步地，在一些实施方式中，步骤S100还包括提供多组传感组件400，步骤S200还包括将多组传感组件400沿柔轮200的周向等间距设置。

例如，在如图3和图4所示的实施方式中，提供三组传感组件400，并将三组传感组件400沿柔轮200的周向等距设置，即相邻两组传感组件400的所在位置的径向线呈120度夹角。这样的操作可以增加了测量点的数量，当波发生器100沿着柔轮200内圈转动一圈时，可以利用多组传感组件400对柔轮200进行多次应变力的测量，这在提升测量效率的同时，还可以降低测量误差。例如，当某一个测量点上的传感组件400测量所得数据与其他测量点的测量所得数据的差距较大时，用户可以及时分辨出。

请参阅图2至图4，在一些实施方式中，步骤S200还包括提供电阻器500，并将多组传感组件400通过电阻器500电性连接以形成全桥电路。其中，电阻器500可以包括但不限于精密电阻、电阻应变片410等。

例如，在如图2至图4所示的实施方式中，可以在柔轮200端面201的未使用区域设置两个电阻器500，并将多组传感组件400通过电阻器500电性连接以形成全桥电路，从而将应变片410所检测到的谐波减速机10的柔轮200因受力产生的变形量转换成相对应的电信号提供给控制系统，进而得到测量点所测得的柔轮200的应变力。在其他的实施方式中，还可以将电阻器500设置在柔轮200以外的其他位置。

应该理解的是，虽然图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“周向”、“轴向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”、“安装”、“相连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“其他的实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

Claims (10)

1.一种谐波减速机，其特征在于，包括：

波发生器；

柔轮，一端套设于所述波发生器，所述波发生器用于驱动所述柔轮转动；

传感组件，设于所述柔轮远离所述波发生器的一端的端面，所述传感组件包括交叉设置的两个应变片，两个所述应变片配合以检测所述柔轮上的应变力。

2.根据权利要求1所述的谐波减速机，其特征在于，所述传感组件中的其中一个所述应变片沿所述柔轮的周向设置，另一个所述应变片沿所述柔轮的径向设置。

3.根据权利要求1所述的谐波减速机，其特征在于，所述应变片与所述柔轮的径向线呈锐角设置。

4.根据权利要求3所述的谐波减速机，其特征在于，所述应变片与所述柔轮的径向线间的夹角为45度。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的谐波减速机，其特征在于，两个所述应变片于中点交叉且互相垂直。

6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的谐波减速机，其特征在于，所述传感组件设置为多组，多组传感组件沿所述柔轮的周向等间距设置。

7.根据权利要求6所述的谐波减速机，其特征在于，所述谐波减速机还包括电阻器，多组所述传感组件通过与所述电阻器电性连接以形成全桥电路。

8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的谐波减速机，其特征在于，所述应变片通过粘接的方式与所述柔轮固定。

9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的谐波减速机，其特征在于，所述谐波减速机还包括用于盖设至所述柔轮的端盖，所述端盖上开设有引线孔。

10.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的谐波减速机，其特征在于，所述谐波减速机还包括刚轮，所述刚轮套设于所述柔轮，所述柔轮能够在所述波发生器的带动下相对所述刚轮转动。

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