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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft Verzögerungsmechanismen und insbesondere einen hohlen Verzögerungsmechanismus, der ein hohes Drehmoment, eine hohe Präzision und eine hohe Steifigkeit aufweist.
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2. Stand der Technik
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Die
CN 109268480 offenbart eine hohle rotierende Plattform. Wenn eine erste Eingangswelle gedreht wird, treibt die erste Eingangswelle eine zweite Eingangswelle über ein Planetengetriebe zur Drehung an, und dann treibt die zweite Eingangswelle eine dritte Eingangswelle zur synchronen Drehung an. Danach treibt die dritte Eingangswelle ein Eingangszahnrad zur Drehung an, so dass das Eingangszahnrad ein Ausgangszahnrad zur Drehung antreibt und somit einen Außenring eines Kreuzrollenlagers zur Drehung antreibt. Im vorstehend genannten Stand der Technik führt die Konfiguration des Planetengetriebes jedoch zu dem Problem eines größeren Gesamtvolumens.
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Die
TW M314810 offenbart ein hohles Untersetzungsgetriebe für eine rotierende Plattform. Wenn ein Motor betätigt wird, treibt eine Antriebswelle ein großes Zahnrad eines Verzögerungsübertragungselements über ein Antriebszahnrad an, und dann treibt ein kleines Zahnrad des Verzögerungsübertragungselements ein angetriebenes Zahnrad einer angetriebenen Welle an. Nach dem Abbremsen des Verzögerungsübertragungselements wird ein mit der angetriebenen Welle gekoppelter Arbeitsobjektträger gedreht. Im vorgenannten Stand der Technik ist jedoch nicht nur das Untersetzungsverhältnis relativ begrenzt, sondern auch das Gesamtvolumen relativ groß.
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Die
TW 1563195 offenbart einen hohlen harmonischen Antrieb. Bei Betätigung eines Hohlmotors treibt eine Motorhohlwelle einen Wellengenerator zur Drehung an. Der Verzögerungseffekt wird dabei durch die unterschiedliche Zähnezahl von Innen- und Außenverzahnung erzeugt. Schließlich treibt das äußere Zahnrad eine Ausgangswelle an. Beim bisherigen Stand der Technik werden die elektrischen Leitungen jedoch durch die hohle Motorwelle geführt, so dass die elektrischen Leitungen durch die vom Motor während des Betriebs erzeugte Wärme leicht beschädigt werden. Zudem ist der Hohlmotor direkt mit dem Wellengenerator verbunden, so dass eine kompliziertere Dichtungsstruktur erforderlich ist, um zu verhindern, dass Schmieröl in den Motor eindringt. Daher sind die Kosten relativ hoch.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hohlen Verzögerungsmechanismus bereitzustellen, der ein hohes Drehmoment, eine hohe Präzision und eine hohe Steifigkeit aufweist und das Volumen mit einem hohen Untersetzungsverhältnis verkleinert.
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Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, umfasst der hohle Verzögerungsmechanismus der vorliegenden Erfindung eine Basis, einen Motor, einen harmonischen Antrieb und eine Getriebeeinheit. Die Basis weist eine erste Öffnung auf. Der Motor ist an der Basis befestigt und hat eine Antriebswelle, die in die Basis eindringt. Der harmonische Antrieb ist an der Basis befestigt und hat einen Wellengenerator, der nicht koaxial zur Antriebswelle des Motors angeordnet ist und mit einem Eingangsende, einem Ausgangsende und einem ersten Wellenloch versehen ist, das durch das Eingangsende und das Ausgangsende verläuft. Das Eingangsende des Wellengenerators wird durch die erste Öffnung der Basis in die Basis gesteckt. Die Getriebeeinheit ist in der Basis montiert und mit der Antriebswelle des Motors und dem Eingangsende des Wellengenerators verbunden, so dass die Getriebeeinheit durch den Motor angetrieben werden kann, um den Wellengenerator zum Drehen zu bringen.
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Aus dem vorstehend Gesagten ist erkennbar, dass bei Betätigung des Motors die Getriebeeinheit durch den Motor angetrieben wird, um den Wellengenerator in Drehung zu versetzen. Auf diese Weise können die Aufgabe eines hohen Drehmoments, einer hohen Präzision und einer hohen Steifigkeit gelöst werden, indem die Eigenschaften des harmonischen Antriebs genutzt werden. Gleichzeitig kann das Gesamtvolumen reduziert werden, und kann die gewünschte hohe Drehmomentleistung ohne einen Hochleistungsmotor erreicht werden. Darüber hinaus ist der Motor nicht koaxial mit dem Wellengenerator montiert, um die Montageeinschränkungen zu reduzieren und die Montageeffizienz und Wartungsfreundlichkeit zu verbessern. Solange eine einfache Dichtungsstruktur vorhanden ist, kann zudem ein Ölaustritt verhindert werden. Vorzugsweise umfasst die Getriebeeinheit ein erstes Übertragungselement, das mit der Antriebswelle des Motors verbunden ist, um durch den Motor in Drehung versetzt zu werden, und ein zweites Übertragungselement, das mit dem Eingangsende des Wellengenerators verbunden ist und durch das erste Übertragungselement in Drehung versetzt wird.
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Vorzugsweise sind das erste und das zweite Übertragungselement Zahnräder. Das erste und das zweite Übertragungselement stehen miteinander in Eingriff, so dass das zweite Übertragungselement durch das erste Übertragungselement angetrieben wird, um den Wellengenerator in Drehung zu versetzen.
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Vorzugsweise beträgt das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Übertragungselement und dem zweiten Übertragungselement 1:1, 1:2 oder 2:1. Auf diese Weise kann es je nach den tatsächlichen Bedürfnissen eingestellt werden. Vorzugsweise sind das erste und das zweite Übertragungselement Riemenscheiben. Ein Riemen ist um das erste und zweite Übertragungselement gelegt, so dass das zweite Übertragungselement durch das erste Übertragungselement über den Riemen angetrieben wird, um den Wellengenerator in Drehung zu versetzen.
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Vorzugsweise handelt sind die ersten und die zweiten Übertragungselement Kegelräder. Das erste und das zweite Übertragungselement stehen miteinander im Eingriff, so dass das zweite Übertragungselement durch das erste Übertragungselement angetrieben wird, um den Wellengenerator in Drehung zu versetzen.
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Vorzugsweise ist das erste Übertragungselement eine Schnecke und das zweite Übertragungselement ein Schneckenrad. Das erste und das zweite Übertragungselement sind so miteinander verzahnt, dass das zweite Übertragungselement durch das erste Übertragungselement angetrieben wird, um den Wellengenerator in Drehung zu versetzen.
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Vorzugsweise kann die Ausgestaltung zwischen dem Wellengenerator und der Antriebswelle je nach den verschiedenen Strukturen, die von den ersten und zweiten Übertragungselementen verwendet werden, variiert werden. Beispielsweise kann die axiale Richtung des Wellengenerators parallel zur axialen Richtung der Antriebswelle verlaufen, oder sie kann senkrecht sein und sich mit der axialen Richtung der Antriebswelle schneiden, oder sie kann senkrecht sein und sich nicht mit der axialen Richtung der Antriebswelle kreuzen.
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Vorzugsweise hat das zweite Übertragungselement eine zweite Wellenbohrung, die koaxial mit der ersten Wellenbohrung des Wellengenerators und einer zweiten Öffnung der Basis in Verbindung steht, um einen Drahtkanal für den Durchgang von elektrischen Drähten zu bilden. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, dass die vorgenannten elektrischen Drähte durch den Motor geführt werden, und daher können die vorgenannten elektrischen Drähte vor Hitzeschäden geschützt werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden mit Verweis auf die nachstehende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten der Struktur bezeichnen, vollständig verstanden werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine Perspektivansicht eines hohlen Verzögerungsmechanismus einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Explosionsansicht des hohlen Verzögerungsmechanismus der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine Schnittansicht des hohlen Verzögerungsmechanismus der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine Schnittansicht des hohlen Verzögerungsmechanismus einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist eine Schnittansicht des hohlen Verzögerungsmechanismus einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist eine Schnittansicht des hohlen Verzögerungsmechanismus einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein hohler Verzögerungsmechanismus (10) einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Basis (20), einen Motor (30), einen harmonischen Antrieb (40) und eine Getriebeeinheit (50) (siehe 1 und 2).
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Die Basis 20 umfasst einen Basiskörper 21 und eine feste Platte 27. Der Basiskörper 21 weist eine Bodenwand 22 und eine mit dem Umfang der Bodenwand 22 verbundene Umfangswand 23 auf, so dass zwischen der Bodenwand 22 und der Umfangswand 23 eine Aufnahmekammer 24 mit einer Öffnung nach oben gebildet ist. Die Bodenwand 22 hat eine zweite Öffnung 25 und eine dritte Öffnung 26, die an die zweite Öffnung 25 angrenzt. Die zweite und dritte Öffnung 25, 26 gehen durch die obere und untere Fläche der Bodenwand 22 und stehen mit der Aufnahmekammer 24 in Verbindung. Die feste Platte 27 ist mit der Oberseite des Basiskörpers 21 verschraubt, um die Aufnahmekammer 24 abzudecken, die eine erste Öffnung 28 und eine um die erste Öffnung 28 herum angeordnete Montagevertiefung 29 aufweist. Die erste Öffnung 28 geht durch die Ober- und Unterseite der festen Platte 27 hindurch und steht mit der Aufnahmekammer 24 in Verbindung und entspricht koaxial der zweiten Öffnung 25. Der Motor 30 ist mit Schrauben an der Unterseite der Bodenwand 22 des Basiskörpers 21 befestigt, einschließlich einer Antriebswelle 32, die durch die dritte Öffnung 26 in die Aufnahmekammer 24 eindringt.
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Der harmonische Antrieb 40 umfasst ein Gehäuse 41, ein flexibles Zahnrad 42, ein starres Zahnrad 43 und einen Wellengenerator 45. Das Gehäuse 41 ist durch Schrauben in der Montagevertiefung 29 der festen Platte 27 der Basis 20 befestigt. Das flexible Zahnrad 42 ist im Gehäuse 41 angeordnet und mit der festen Platte 27 der Basis 20 verschraubt. Das starre Zahnrad 43 ist zwischen dem Gehäuse 41 und dem flexiblen Zahnrad 42 montiert. Zwischen dem Gehäuse 41 und dem starren Zahnrad 43 ist einerseits ein Kreuzrollenlager 44 angeordnet, so dass das starre Zahnrad 43 relativ zum Gehäuse 41 und dem flexiblen Zahnrad 42 gedreht werden kann, und andererseits wird aufgrund einer unterschiedlichen Anzahl von Zähnen zwischen dem starren Zahnrad 43 und dem flexiblen Zahnrad 42 ein Teileingriff zwischen dem starren Zahnrad 43 und dem flexiblen Zahnrad 42 gebildet. Der Wellengenerator 45 ist in dem flexiblen Zahnrad 42 gelagert, und zwischen dem Wellengenerator 45 und dem flexiblen Zahnrad 42 ist ein flexibles Lager 49 vorgesehen, so dass der Wellengenerator 45 relativ zu dem flexiblen Zahnrad 42 gedreht werden kann. Darüber hinaus hat der Wellengenerator 45 ein Eingangsende 46, ein Ausgangsende 47 und ein erstes Wellenloch 48, das durch das Eingangsende 46 und das Ausgangsende 47 verläuft. Das Eingangsende 46 des Wellengenerators 45 wird durch die erste Öffnung 28 der Basis 20 in die Basis 20 eingesteckt. Wie in 3 dargestellt, sind die axiale Richtung A2 des Wellengenerators 45 und die axiale Richtung A1 der Antriebswelle 32 des Motors 30 nicht koaxial angeordnet, d.h. der Drehpunkt des Wellengenerators 45 und der Drehpunkt der Antriebswelle 32 des Motors 30 sind auf unterschiedlichen Achsen angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die axiale Richtung A2 des Wellengenerators 45 parallel zur axialen Richtung A1 der Antriebswelle 32.
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Die Getriebeeinheit 50 ist in der Aufnahmekammer 24 der Basis 20 montiert und mit einem ersten Übertragungselement 51 und einem zweiten Übertragungselement 52 versehen. In dieser Ausführungsform sind das erste und das zweite Übertragungselement 51, 52 Zahnräder. Wie in den und dargestellt, ist das erste Übertragungselement 51 mit der Antriebswelle 32 des Motors 30 verbunden, so dass das erste Übertragungselement 51 durch den Motor 30 angetrieben wird und sich dreht. Das zweite Übertragungselement 52 ist mit dem Eingangsende 46 des Wellengenerators 45 verbunden und steht mit dem ersten Übertragungselement 51 in Eingriff, so dass das zweite Übertragungselement 52 durch das erste Übertragungselement 51 angetrieben wird, um den Wellengenerator 45 in Drehung zu versetzen. Darüber hinaus hat das zweite Übertragungselement 52, wie in den 2 und 3 gezeigt, ein zweites Wellenloch 53, das koaxial mit dem ersten Wellenloch 48 des Wellengenerators 45 und der zweiten Öffnung 25 der Basis 20 in Verbindung steht, so dass das erste Wellenloch 48, das zweite Wellenloch 53 und die zweite Öffnung 25 zusammen einen Drahtkanal 12 für den Durchgang elektrischer Drähte (nicht gezeigt) bilden.
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Es sei zu beachten, dass bei Betätigung des Motors 30 das erste Übertragungselement 51 durch den Motor 30 angetrieben wird, um das zweite Übertragungselement 52 zur synchronen Drehung anzutreiben, und dass dann das zweite Übertragungselement 52 den Wellengenerator 45 zur Drehung antreibt. Während der Drehung des Wellengenerators 45 wird das starre Zahnrad 43 durch den Wellengenerator 45 angetrieben, um sich relativ zum flexiblen Zahnrad 42 zu drehen. Aufgrund des Unterschieds in der Anzahl der Zähne zwischen dem starren Zahnrad 43 und dem flexiblen Zahnrad 42 wird ein hohes Untersetzungsverhältnis erreicht, um ein hohes Ausgangsdrehmoment zu erzielen.
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Es sei erwähnt, dass die Getriebeeinheit 60, 70, 80 je nach den tatsächlichen Bedürfnissen variiert werden kann. Zum Beispiel sind in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 4 gezeigt, die ersten und zweiten Übertragungselemente 61, 62 Riemenscheiben. Ein Riemen 63 ist um die ersten und zweiten Übertragungselemente 61, 62 gelegt, so dass das zweite Übertragungselement 62 durch das erste Übertragungselement 61 über den Riemen 63 angetrieben wird, um den Wellengenerator 45 zu drehen. In der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 5 gezeigt, sind die ersten und zweiten Übertragungselemente 71, 72 Kegelräder, und ist die axiale Richtung A2 des Wellengenerators 45 senkrecht und schneidet mit der axialen Richtung A1 der Antriebswelle 32, so dass die ersten und zweiten Übertragungselemente 71, 72 miteinander in Eingriff sind. Auf diese Weise wird das zweite Übertragungselement 72 durch das erste Übertragungselement 71 angetrieben, um den Wellengenerator 45 in Drehung zu versetzen. In der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wie in 6 gezeigt, das erste Übertragungselement 81 eine Schnecke und ist das zweite Übertragungselement 82 ein Schneckengetriebe. Die axiale Richtung A2 des Wellengenerators 45 ist senkrecht und schneidet mit der axialen Richtung A1 der Antriebswelle 32 nicht, so dass die ersten und zweiten Übertragungselemente 81, 82 miteinander in Eingriff stehen. Auf diese Weise wird das zweite Übertragungselement 82 durch das erste Übertragungselement 81 angetrieben, um den Wellengenerator 45 in Drehung zu versetzen. Darüber hinaus kann das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Übertragungselement 51, 71, 81 und dem zweiten Übertragungselement 52, 72, 82 1:1, 1:2 oder 2:1 betragen. Eine solche Zahnzahlkonfiguration sorgt für ein hohes Geschwindigkeitsuntersetzungsverhältnis, ohne das Volumen der Basis 20 zu vergrößern, wobei, wenn das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Übertragungselement 51, 71, 81 und dem zweiten Übertragungselement 52, 72, 82 1 ist: 1 ist, die Wirkung einer Übertragung mit konstanter Geschwindigkeit gegeben ist, und wenn das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Übertragungselement 51, 71, 81 und dem zweiten Übertragungselement 52, 72, 82 1:2 ist, die Wirkung einer Übertragung mit reduzierter Geschwindigkeit gegeben ist, und wenn das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Übertragungselement 51, 71, 81 und dem zweiten Übertragungselement 52, 72, 82 2:1 ist, die Wirkung einer Übertragung mit erhöhter Geschwindigkeit gegeben ist. Wie vorstehend erwähnt, erreicht der hohle Verzögerungsmechanismus 10 der vorliegenden Erfindung ein hohes Drehmoment, eine hohe Präzision und eine hohe Steifigkeit, indem er die Eigenschaften des harmonischen Antriebs 40 nach einer zweistufigen Geschwindigkeitsänderung nutzt, und in der Zwischenzeit kann das Gesamtvolumen im Falle eines hohen Geschwindigkeitsreduktionsverhältnisses verkleinert werden, und kann darüber hinaus eine gewünschte hohe Drehmomentausgabe ohne Verwendung eines Hochleistungsmotors durchgeführt werden. Daher ist der hohle Verzögerungsmechanismus 10 der vorliegenden Erfindung für die Anwendung in technischen Bereichen wie optische Inspektion, Indexierungsscheibe und Präzisionsübertragung geeignet. Darüber hinaus verwendet der hohle Verzögerungsmechanismus 10 der vorliegenden Erfindung den Drahtkanal 12, der durch die erste Wellenbohrung 48, die zweite Wellenbohrung 53 und die zweite Öffnung 25 für den Durchgang der elektrischen Drähte gebildet wird, so dass die vorgenannten elektrischen Drähte nicht durch den Motor 30 geführt werden müssen, wodurch Hitzeschäden vermieden werden.
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Da die Erfindung auf diese Weise beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass diese in vielerlei Hinsicht abgewandelt werden kann. Solche Abwandlungen sind nicht als eine Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung zu betrachten. Alle solche Abwandlungen, die für den Fachmann offensichtlich sind, sollen in den Anwendungsbereich der nachstehenden Ansprüche eingeschlossen sein.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein hohler Verzögerungsmechanismus umfasst eine Basis, einen an der Basis montierten Motor, einen an der Basis montierten harmonischen Antrieb und eine in der Basis montierte Getriebeeinheit. Die Basis hat eine erste Öffnung. Der Motor hat eine Antriebswelle, die in die Basis eindringt. Der harmonische Antrieb hat einen Wellengenerator, der durch die erste Öffnung in die Basis eindringt und mit einem ersten Wellenloch versehen ist. Die Getriebeeinheit ist mit der Antriebswelle des Motors und einem Eingangsende des Wellengenerators verbunden, so dass diese vom Motor angetrieben wird, um den Wellengenerator zum Drehen zu bringen. So erreicht der hohle Verzögerungsmechanismus der vorliegenden Erfindung ein hohes Drehmoment, eine hohe Präzision und eine hohe Steifigkeit.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 109268480 [0002]
- TW M314810 [0003]
- TW 1563195 [0004]
