JPS58207548A - 変速装置 - Google Patents
変速装置Info
- Publication number
- JPS58207548A JPS58207548A JP8790682A JP8790682A JPS58207548A JP S58207548 A JPS58207548 A JP S58207548A JP 8790682 A JP8790682 A JP 8790682A JP 8790682 A JP8790682 A JP 8790682A JP S58207548 A JPS58207548 A JP S58207548A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave generator
- harmonic drive
- spline
- drive mechanism
- pushing amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H49/00—Other gearings
- F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ロボットの減速機などに用いられるハーモニ
ックドライブ式変速装置に関するものである。
ックドライブ式変速装置に関するものである。
電動式ロボットのアクチュエータは一般に０）サーボ増
幅器、（ロ）サーボモータ、及び（ハ）減速機から成り
、上記の減速機として（１）ギヤートレイン、 （ｉ＋
）ボールネジ、又は０１１）ハーモニックドライブ減速
機などが用いられる。
幅器、（ロ）サーボモータ、及び（ハ）減速機から成り
、上記の減速機として（１）ギヤートレイン、 （ｉ＋
）ボールネジ、又は０１１）ハーモニックドライブ減速
機などが用いられる。
上記の（＋＋Ｄ−□・−モニックドライブ減速機は７段
で１／８０〜１／２５０の減速比が容易に得られ、しか
も軽量でコンパクトであるため関節形ロボットに多用さ
れている。
で１／８０〜１／２５０の減速比が容易に得られ、しか
も軽量でコンパクトであるため関節形ロボットに多用さ
れている。
しかし、ハーモニックドライブ減速機は、その反面、動
力伝達効率が良く・ないこと、及び、バックラッシュが
比較的大きいこと、といった欠点がある。
力伝達効率が良く・ないこと、及び、バックラッシュが
比較的大きいこと、といった欠点がある。
本発明は、稼動条件の変化に応じて、高い伝達効率を必
要とするとぎは高い伝達効率が得られ、パラクララシー
の小さいことを必要とするとぎはバックラッシュを小さ
くすることのできるハーモニックドライブ式の変速機を
提供することを目的とする。
要とするとぎは高い伝達効率が得られ、パラクララシー
の小さいことを必要とするとぎはバックラッシュを小さ
くすることのできるハーモニックドライブ式の変速機を
提供することを目的とする。
次に、本発明の基本的原理を第１図及び第２図について
略述する。
略述する。
第１図はハーモニックドライブ機構の特性曲線で、横軸
にはフレクスプラインに対するウェーブジェネレータの
押込量δをとり、縦軸にパラクララシーをとっである。
にはフレクスプラインに対するウェーブジェネレータの
押込量δをとり、縦軸にパラクララシーをとっである。
このように、）％＋モニックドライブ機構のパラクララ
シー特性は押込量の増加に伴って減少する傾向がある。
シー特性は押込量の増加に伴って減少する傾向がある。
第２図は同じく横軸に押込量δをとり、縦軸に損失トル
クをとっである。このように、ハーモニックドライブ機
構の損失トルク特性は押込量の増加に伴って増加する傾
向がある。
クをとっである。このように、ハーモニックドライブ機
構の損失トルク特性は押込量の増加に伴って増加する傾
向がある。
上記の作動特性を利用して前述の目的を達成するため、
本発明は、ハーモニックドライブ機構を用いた変速装置
において、ハーモニックドライブ用のフレクスプライン
に対する同ウェーブジェネレータの押込量を制御し得べ
（構成したことを特徴とする。
本発明は、ハーモニックドライブ機構を用いた変速装置
において、ハーモニックドライブ用のフレクスプライン
に対する同ウェーブジェネレータの押込量を制御し得べ
（構成したことを特徴とする。
次に、本発明の構成について第６図および第４図を参照
しつつ説明する。
しつつ説明する。
第３図は本発明を適用したハーモニックドライブ式変換
機の一実施例の概要的な断面図、第４図は上記実施例の
ハーモニックドライブ機構付近の拡大詳細断面図である
。
機の一実施例の概要的な断面図、第４図は上記実施例の
ハーモニックドライブ機構付近の拡大詳細断面図である
。
（第３図参照）この実施例はロボットの旋回軸駆動部と
して構成した変速機で、旋回部２３は玉軸受２２を介し
てフレーム２１に回動自在に支承されている。旋回部２
６の下端にハーモニックドライブ機構のフレクスプライ
ン２６をボルト２７で固着する。一方、フレーム２１に
対してブラケット３０を介してサーボモータろ１を取り
付ける。このサーボモータ３１の出力軸３２にスプライ
ンを形成すると共に、ハーモニックドライブ機構のウェ
ーブジェネレータ２９の中心孔にスプラインを形成して
両者を嵌合させ、ウェーブジェネレータ２９を出力軸６
２０軸心方向に摺動自在ならしめかつ出力軸６２０回転
をウェーブジェネレータ２９に伝動せしめる。３９は出
力軸ろ２の軸端に固着したフランジである。
して構成した変速機で、旋回部２３は玉軸受２２を介し
てフレーム２１に回動自在に支承されている。旋回部２
６の下端にハーモニックドライブ機構のフレクスプライ
ン２６をボルト２７で固着する。一方、フレーム２１に
対してブラケット３０を介してサーボモータろ１を取り
付ける。このサーボモータ３１の出力軸３２にスプライ
ンを形成すると共に、ハーモニックドライブ機構のウェ
ーブジェネレータ２９の中心孔にスプラインを形成して
両者を嵌合させ、ウェーブジェネレータ２９を出力軸６
２０軸心方向に摺動自在ならしめかつ出力軸６２０回転
をウェーブジェネレータ２９に伝動せしめる。３９は出
力軸ろ２の軸端に固着したフランジである。
上記のウェーブジェネレータ２９付近の拡大詳細を第４
図に示す。
図に示す。
ウェーブジェネレータ２９の下面とサーボモータ３１の
上面との間にスラストベアリング４ｏと圧縮コイルバネ
３３とを介装し、ウェーブジェネレータ２９を上方に向
けて付勢する。
上面との間にスラストベアリング４ｏと圧縮コイルバネ
３３とを介装し、ウェーブジェネレータ２９を上方に向
けて付勢する。
ウェーブジェネレータ２９の上面に一対のＬ字形揺動レ
バー３５をピン６７にまり回動自在に支承する。６４は
上記の揺動レバー３５用のブラケット □である。
バー３５をピン６７にまり回動自在に支承する。６４は
上記の揺動レバー３５用のブラケット □である。
上記のＬ字形揺動レバー３５の一端にローラ３８を軸着
して前述の７ランジ３９の下面に当接せしめ、同レバー
６５の他端に遠心重錘３６を固着する。
して前述の７ランジ３９の下面に当接せしめ、同レバー
６５の他端に遠心重錘３６を固着する。
これにより、ウェーブジェネレータ２９が回転するとＬ
字形揺動レバー６５も共に回転し、これに固着した遠心
重錘６６に遠心力が働いて揺動レバー３５にピン３７の
回りの回転力を与え、第５図に示すように回転してロー
ラ３８がフランジ６９にこれを押し上げる方向の力を加
える。
字形揺動レバー６５も共に回転し、これに固着した遠心
重錘６６に遠心力が働いて揺動レバー３５にピン３７の
回りの回転力を与え、第５図に示すように回転してロー
ラ３８がフランジ６９にこれを押し上げる方向の力を加
える。
フランジ３９は出力軸３２に固着しであるので、同フラ
ンジ３９を押し上げようとする揺動レバー３５が下向き
の反力を受け、これを支承しているウェーブジェネレー
タ２９は圧縮コイルバネ３３の付勢力に抗して下降する
。
ンジ３９を押し上げようとする揺動レバー３５が下向き
の反力を受け、これを支承しているウェーブジェネレー
タ２９は圧縮コイルバネ３３の付勢力に抗して下降する
。
上述の遠心力はウェーブジェネレータ２９０回転速度の
２乗に比例する。このため、ウェーブジェネレータ２９
の上下方向の位置はその時の回転速度に応じて遠心型−
６６によるウェーブジェネレータ押し下げ力と圧縮コイ
ルバネ３乙によるウェーブジェネレータ押し下げ力との
均衡によって定まる。
２乗に比例する。このため、ウェーブジェネレータ２９
の上下方向の位置はその時の回転速度に応じて遠心型−
６６によるウェーブジェネレータ押し下げ力と圧縮コイ
ルバネ３乙によるウェーブジェネレータ押し下げ力との
均衡によって定まる。
以上のように構成したハーモニックドライブ式変速装置
は、サーボモータ出方転６２０回転速度が低いときは第
４図に示すようにウェーブジェネレータ２９が圧縮コイ
ルバネ３３に押し上げられてフレクスプライン２６内に
押し込まれ、押込量δが大きくなる。
は、サーボモータ出方転６２０回転速度が低いときは第
４図に示すようにウェーブジェネレータ２９が圧縮コイ
ルバネ３３に押し上げられてフレクスプライン２６内に
押し込まれ、押込量δが大きくなる。
そして、サーボモータ出方軸３２の回転速度が上昇する
につれて、第５図のようにウェーブジェネレータ２９が
押し下げられ、フレクスプライン２６から抜き出されて
押込量δが減少する。第６図に出力軸３２の回転速度と
押込量δとの関係を示す。
につれて、第５図のようにウェーブジェネレータ２９が
押し下げられ、フレクスプライン２６から抜き出されて
押込量δが減少する。第６図に出力軸３２の回転速度と
押込量δとの関係を示す。
回転速度が低いときは押込量δが太き（なる。
従って、第１図及び第２図について説明したようにバッ
ク・ラッシーが小さく、損失トルクが大きい状態となる
。このように、低速のときにバックラッシュが小さいと
高精度の制御ができるので非常に好都合である。その反
面、低速時処は損失トルクが大きいという問題が有るけ
れども、一般に直流モータを定電圧電源で駆動した場合
の出力特性は、例えば第７図にその一例を示すように低
速回転時において出力トルクが大きいので、サーボモー
タ出力軸６２の低速回転時には出力トルクの余裕が太き
い。従って低速時には変速装置の損失トルクが太き（て
も実用上の不具合を生じない。
ク・ラッシーが小さく、損失トルクが大きい状態となる
。このように、低速のときにバックラッシュが小さいと
高精度の制御ができるので非常に好都合である。その反
面、低速時処は損失トルクが大きいという問題が有るけ
れども、一般に直流モータを定電圧電源で駆動した場合
の出力特性は、例えば第７図にその一例を示すように低
速回転時において出力トルクが大きいので、サーボモー
タ出力軸６２の低速回転時には出力トルクの余裕が太き
い。従って低速時には変速装置の損失トルクが太き（て
も実用上の不具合を生じない。
また、高速回転時には前述のごとく押込量が少なくなっ
て、第１図及び第２図について説明したようにバックラ
ッシュが犬ぎく、損失トルクが小さい状態となる。この
ように、モータ出力トルクの低下する高速領域（第７図
参照）において変速機の損失トルクが小さいことは非常
に好都合である。その反面、この作動状態ではバックラ
ッシュが大きくなるが、高速回転時には高い精度を必要
とする作業を行なわないので実用上の不具合を生じない
。
て、第１図及び第２図について説明したようにバックラ
ッシュが犬ぎく、損失トルクが小さい状態となる。この
ように、モータ出力トルクの低下する高速領域（第７図
参照）において変速機の損失トルクが小さいことは非常
に好都合である。その反面、この作動状態ではバックラ
ッシュが大きくなるが、高速回転時には高い精度を必要
とする作業を行なわないので実用上の不具合を生じない
。
以上のごとく、低速時にパラクララシーが減少し、高速
時に損失トルクが減少するので、たとえばこれをロボッ
トに適用した場合、ロボットの高速化、高精度化が可能
となる。そして、従来形の変速機を用いた場合に比して
同程度の作業速度及び作業精度を得るには従来よりも小
容量のモータで足りることになる。その上、損失トルク
の減少によってエネルギー消費を節減し得るとともに、
損失トルクの低減による発熱の減少によって運転の信頼
性が向上する。
時に損失トルクが減少するので、たとえばこれをロボッ
トに適用した場合、ロボットの高速化、高精度化が可能
となる。そして、従来形の変速機を用いた場合に比して
同程度の作業速度及び作業精度を得るには従来よりも小
容量のモータで足りることになる。その上、損失トルク
の減少によってエネルギー消費を節減し得るとともに、
損失トルクの低減による発熱の減少によって運転の信頼
性が向上する。
前述の実施例においては重錘式の遠心ガバナを構成して
押込量δを自動制御したが、その他の実施例として従来
形のハーモニックドライブ機構と別体に設けたモータ等
でウェーブジェネレータの押込量δを制御することもで
き、又、更に異なる実施例としてウェーブジェネレータ
を駆動しているサーボモータの電流若しくは発生トルク
を用いて押込量δを制御することもできる。
押込量δを自動制御したが、その他の実施例として従来
形のハーモニックドライブ機構と別体に設けたモータ等
でウェーブジェネレータの押込量δを制御することもで
き、又、更に異なる実施例としてウェーブジェネレータ
を駆動しているサーボモータの電流若しくは発生トルク
を用いて押込量δを制御することもできる。
以上説明したように、本発明は、ハーモニックドライブ
機構を用いた変、速装置において、フレクスプラインに
対するウェーブジェネレータの押込量δを制御し得るよ
うに構成することにより、稼動条件の変化に応じて高い
動力伝達効率を心安とするときは高い動力伝達効率が得
られ、バックラッシュの小さいことを必要とするとぎは
パックラッレユを小さくすることができるという優れた
実用的効果を奏する。
機構を用いた変、速装置において、フレクスプラインに
対するウェーブジェネレータの押込量δを制御し得るよ
うに構成することにより、稼動条件の変化に応じて高い
動力伝達効率を心安とするときは高い動力伝達効率が得
られ、バックラッシュの小さいことを必要とするとぎは
パックラッレユを小さくすることができるという優れた
実用的効果を奏する。
第１図及び第２図はハーモニックドライブ機構の作動特
性図表、第６図は本発明に係る変速装置の一実施例の概
要的断面図である。第４図及び第５図は上記実施例にお
けるハーモニックドライブ機構付近の詳細な断面を示し
、第４図は低速運転状態、第５図は高速運転状態である
。 第６図は上記の実施例の作動特性図表、第７図は直流モ
ータの定電圧運転特性の一例を示す図表である。 ２１・−・・・・・・・フレーム ２２・・・・・・・・・玉軸受 ２３・・・・・・・・・旋回部 ２６・・・・・・・・フレクスプライン２７・・・・・
・・・・ボルト ２９・・・・・・・・・ウェーブジェネレータ３０・・
・・・・・・・ブラケット ３１・・・・・・・・・サーボモータ ３２・・・・・・・・・同出力軸 ３３・・・・・−・・圧縮コイルバネ ３４・・・・・・・・・ブラケット ３５・・・・・・・・・Ｌ字形揺動レバー３６・・・・
・・・・・遠心重錘 ３７・・・・・・・・・ビン ６８・・・・・・・・ローラ ６９・・・・・・用７ランジ ４０・・−・・・・・スラストベアリング代理人弁理士
薄 １）利 幸 ４１図 力２図 イ甲ジΣ１ヒ、Ｓ − 力５図 力４図 ４５図 力７図 固転数 − 力６図 ↑ｊ 口車ム球Ａ −
性図表、第６図は本発明に係る変速装置の一実施例の概
要的断面図である。第４図及び第５図は上記実施例にお
けるハーモニックドライブ機構付近の詳細な断面を示し
、第４図は低速運転状態、第５図は高速運転状態である
。 第６図は上記の実施例の作動特性図表、第７図は直流モ
ータの定電圧運転特性の一例を示す図表である。 ２１・−・・・・・・・フレーム ２２・・・・・・・・・玉軸受 ２３・・・・・・・・・旋回部 ２６・・・・・・・・フレクスプライン２７・・・・・
・・・・ボルト ２９・・・・・・・・・ウェーブジェネレータ３０・・
・・・・・・・ブラケット ３１・・・・・・・・・サーボモータ ３２・・・・・・・・・同出力軸 ３３・・・・・−・・圧縮コイルバネ ３４・・・・・・・・・ブラケット ３５・・・・・・・・・Ｌ字形揺動レバー３６・・・・
・・・・・遠心重錘 ３７・・・・・・・・・ビン ６８・・・・・・・・ローラ ６９・・・・・・用７ランジ ４０・・−・・・・・スラストベアリング代理人弁理士
薄 １）利 幸 ４１図 力２図 イ甲ジΣ１ヒ、Ｓ − 力５図 力４図 ４５図 力７図 固転数 − 力６図 ↑ｊ 口車ム球Ａ −
Claims (1)
- ハーモニックドライブ機構を用いた変速装置において、
フレクースプラインに対するウェーブジェネレータの押
込量を制御し得るように構成したことを特徴とする変速
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8790682A JPS58207548A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 変速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8790682A JPS58207548A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 変速装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58207548A true JPS58207548A (ja) | 1983-12-03 |
Family
ID=13927948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8790682A Pending JPS58207548A (ja) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | 変速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58207548A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05296065A (ja) * | 1992-04-20 | 1993-11-09 | Jupiter Corp:Kk | ジェットエンジン点検用ロータ回転装置 |
| CN109973614A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-05 | 燕山大学 | 一种具有消隙机构的双激波滚柱活齿减速器 |
-
1982
- 1982-05-26 JP JP8790682A patent/JPS58207548A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05296065A (ja) * | 1992-04-20 | 1993-11-09 | Jupiter Corp:Kk | ジェットエンジン点検用ロータ回転装置 |
| CN109973614A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-05 | 燕山大学 | 一种具有消隙机构的双激波滚柱活齿减速器 |
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