DD149694A1

DD149694A1 - Non-play gearbox, especially for manipulators

Info

Publication number: DD149694A1
Application number: DD21962580A
Authority: DD
Inventors: Juergen Wieck
Original assignee: Juergen Wieck
Priority date: 1980-03-13
Filing date: 1980-03-13
Publication date: 1981-07-22

Abstract

Im Gegensatz zu bekannten spielfreien Getrieben ("harmonicdrive-Getriebe") wird eine Getriebevariante offenbart, die kein Getriebeteil mit elliptischer Form enthaelt. Die elliptische Verformung des bei derartigen Getrieben ueblichen, elastischen Zahnkranzes erfolgt erfindungsgemaesz ueber einen mit Rollen versehenen Mitnehmer, der auf der Antriebswelle des Getriebes befestigt ist. Der Abtrieb des Getriebes kann wahlweise sowohl vom elastisch verformbaren Zahnkranz als auch vom die Gegenverzahnung aufweisenden Rad aus vorgenommen werden. Ein weiterer Vorteil dieses Getriebes besteht darin, dasz das Spiel in der Verzahnung durch Veraenderung des Achsabstandes der Rollen einstellbar ist. Die Erfindung ist insbesondere fuer Anwendungsfaelle geeignet, bei denen grosze und spielfreie Uebersetzungen einschlieszlich einer gedrungenen Getriebebauweise unumgaenglich sind, beispielsweise Manipulatoren und Industrieroboter.In contrast to known backlash-free transmissions ("harmonicdrive transmission"), a transmission variant is disclosed, which contains no gear part with elliptical shape. The elliptical deformation of the usual in such transmissions, elastic ring gear is erfindaesz via a provided with rollers driver, which is mounted on the drive shaft of the transmission. The output of the transmission can be made either from the elastically deformable sprocket as well as from the counter-toothed wheel. Another advantage of this transmission is that the play in the toothing is adjustable by changing the axial distance of the rollers. The invention is particularly suitable for applications in which large and backlash translations including a stocky gear design are inevitable, such as manipulators and industrial robots.

Description

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Invention description

a) Titel der Erfindung:a) Title of the invention:

Spielfreies Getriebe, inabesondere für ManipulatorenBacklash-free transmission, especially for manipulators

b) Die Erfindung betrifft ein spielfreies Zahnradgetriebe für große Übersetzungen bei gedrungener Bauweise, insbesondere für den Einsatz an Manipulatoren.b) The invention relates to a backlash-free gear transmission for large translations with squat design, especially for use on manipulators.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungenjc) Characteristics of the known technical solutions

Die unter der Bezeichnung "harmonic - drive - Getriebe" bekannte Lösung (DE~üb 22 24 349) beinhaltet einen stabilen innenverzahnten Kranz» in welciiem sich ein elastisch verformbarer, über einen elliptischen Hocken bewegter außenverzahnter Kranz abwälzt, wobei dieser docken als Antriebsglied und der elastische außenverzahnte Kranz als Abtrieb bei festgehaltenem innenverzahnten Kranz vorgesehen sind. Wenn der außenverzahnte Kranz festgehalten wird, gilt der innenverzahnte Kranz als Abtriebswelle.The known under the name "harmonic - drive - gearbox" solution (DE ~ about 22 24 349) includes a stable internally toothed ring »in welciiem an elastically deformable, moving over an elliptical squatting externally toothed ring wraps, which dock as a drive member and the elastic externally toothed ring are provided as an output with held internally toothed ring. When the externally toothed ring is held, the internally toothed ring is considered the output shaft.

Diese Getriebeausführung hat den Nachteil, daß das Größtmaß des Nockens mit sehr enger Toleranz hergestellt sein muß, um einen spielfreien Eingriff zu gewährleisten, wie er bei Manipulatoren gefordert wird. Außerdem besteht bei vorhandenem Spiel keine Möglichkeit zur Spielnachstellung.This transmission design has the disadvantage that the maximum size of the cam must be made with very close tolerance in order to ensure a play-free engagement, as required for manipulators. In addition, there is no possibility for game adjustment with existing game.

.г. 219625.г. 219625

d) Ziel der Erfindung:d) Aim of the invention:

Ea ist das Ziel der Erfindung, den hohen fertigungstechnischen Aufwand zur Herstellung dea elliptischen Nockens zu senken und eine Möglichkeit zur Korrektur des Zahneingriffs vorzusehen, die die Beseitigung von unzulässigem Spiel gestattet, das infolge von Maßabweichungen und Verschleiß auftritt.Ea is the object of the invention to reduce the high manufacturing expense for producing dea elliptic cam and to provide a way to correct the meshing, which allows the elimination of illegal play that occurs as a result of deviations and wear.

e) Darlegung des Wesens der Erfindung:e) Presentation of the essence of the invention:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spielfreies Getriebe in der Art eines "harmonic - drive - Getriebes" zu schaffen, bei dem sich die Herstellung elliptischer Getriebeteile erübrigt.The invention has for its object to provide a backlash-free transmission in the manner of a "harmonic - drive - gearbox", in which the production of elliptical gear parts is unnecessary.

Erfindungßgemäi v/ird die Aufgabe gelöst, indem einerseits ein elastisch verformbarer, am Getriebegehäuse drehfest verbundener innenverzahnter Kranz vorgesehen ist, der über der Verzahnung eine Außonrollbahn für z. B. zwei gegenüberliegende Rollen oder Roilenpaare zur elastischen Ringverformung aufweist, wobei die gegenüberliegenden Rollen von einem mit der Antriebswelle verbundenen Mitnehmer aufgenomaien werden und andererseits ein gegenüber dem innenverzahnten Kranz mit kleinerer Zähnezahl ausgeführtes außenverzahntes Rad mit der Abtriebswelle verbunden ist.Erfindßgemäi v / ird the object is achieved by, on the one hand, an elastically deformable, rotatably connected to the transmission housing internally toothed ring is provided, which has a Außonrollbahn above the teeth for z. B. has two opposite roles or pairs of rolls for elastic ring deformation, wherein the opposite roles are aufgenomaien of a driver connected to the drive shaft driver and on the other hand, a relation to the internal gear wrench with a smaller number of teeth executed externally toothed wheel is connected to the output shaft.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst, indem die beiden Zahnräder bezüglich ihrer Punktion als Abtriebaglied und als Gestell vertauscht v/erden können und vom Mitnehmer für die Rollen eine radiale Zustellung der Rollen gewährleistet wird.The object is further achieved by the two gears with respect to their puncture as Abtriebaglied and as a frame swapped v / ground and the driver for the roles of a radial delivery of the rollers is guaranteed.

f) Ausführungsbeispiel:f) embodiment:

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeiepiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below on an execution Beiepiel.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing show:

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Pig. 1: Eine Stirnansicht des erfindungageraäßen Getriebes, Pig. 2: die Seitenansicht nach Fig. 1 im Schnitt. Ein mit der Antriebswelle 1 verbundener Mitnehmer 2 nimmt Rollen 3 in radial verstellbare Zapfen 4 auf. Die Radialverstellung dieser Zapfen 4 ist nicht dargestellt· Die Rollen 3 werden gegen die Rollbahn 5 eines elastisch verformbaren innenverzahnten Kranzes 6 gedrückt, wobei der Achsabstand der Rollen 3 so gewählt wird, daß ein spielfreier Eingriff zwischen der Verzahnung 7 des innenverzahnten Kranzes б mit der Verzahnung 8 des außenverzahnten Rades 9 zustande kommt.Pig. 1: An end view of the transmission according to the invention, Pig. 2: the side view of FIG. 1 in section. A driver 2 connected to the drive shaft 1 receives rollers 3 in radially adjustable pins 4. The radial adjustment of these pins 4 is not shown · The rollers 3 are pressed against the raceway 5 of an elastically deformable internally toothed ring 6, wherein the axial distance of the rollers 3 is selected so that a backlash-free engagement between the teeth 7 of the internally toothed ring б with the teeth 8 of the externally toothed wheel 9 comes about.

Wegen der Zähnezahldifferenz von mindestens einem Zahn wird die mit dem außenverzahnten Rad 9 verbundene Abtriebswelle 10 in Drehung gesetzt.Because of the number of teeth difference of at least one tooth connected to the external gear 9 output shaft 10 is set in rotation.

Bei festgehaltenem Rad 9 gilt der innenverzahnte Kranz 6 als Abtriebswelle.When held wheel 9 of the internally toothed ring 6 applies as the output shaft.

Der Vorteil dieser Lösungsvariante eines "harmonic - drive Getriebes" besteht darin, daß alle Getriebeteile als Kreisglieder ausgeführt sind und Spiel in der Verzahnung durch die Veränderung des Achsabstandes der Rollen 3 einstellbar ist.The advantage of this solution variant of a "harmonic - drive transmission" is that all gear parts are designed as circular links and play in the toothing by the change in the axial distance of the rollers 3 is adjustable.

Claims

ц- 21962 Claim for invention

1. backlash-free transmission, in particular for manipulators, consisting essentially of a drive shaft, an output shaft, a transmission housing and an elastically deformable ring gear, characterized in that serving as a gear housing, elastically deformable ring (6) has an internal toothing (7) and a runway (5), are guided on the planetary rotating rollers (3) of the drive shaft (1) via an I.Iitnehmer (2), wherein the axial distance of the rollers (3) is selected so that the internal toothing (7) of the ring ( 6) engages in the region of the rollers (3) in the outer toothing (8) of a wheel (9) which is fixed on the output shaft (10).

2. play free transmission according to item 1, characterized in that the serving as a gear housing elastically deformable ring gear (6) as Abtriebcglied at rotatably arranged V / elle (10) can be used.

3. backlash gear according to item 1 and 2, characterized in that the axial spacing of the rollers (3) on the driver (2) by adjusting the pin (4) is variable

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