KR100900761B1

KR100900761B1 - Harmonic drive

Info

Publication number: KR100900761B1
Application number: KR1020070095266A
Authority: KR
Inventors: 조창현; 김문상
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2009-06-02
Also published as: KR20090030002A

Abstract

본 발명은 하모닉 감속기에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 하모닉 감속기는 서로 다른 피치 지름을 가지는 복수 개의 외접 기어; 상기 각 외접 기어와 소정 거리 이격되어 배치되는 복수 개의 회전체; 상기 회전체가 상기 외접 기어의 중심을 기준으로 회전할 수 있도록 상기 외접 기어와 상기 회전체를 연결하는 연결 스프로킷; 및 상기 외접 기어와 회전체에 감기며, 상기 각 외접 기어의 피치 지름에 대응하는 치열을 내주면 구비하여 복수의 하모닉 운동을 중첩시키는 가요성 기어를 포함한다.The present invention relates to a harmonic reducer, the harmonic reducer according to the invention a plurality of external gear having a different pitch diameter; A plurality of rotors disposed to be spaced apart from each external gear by a predetermined distance; A connecting sprocket connecting the external gear and the rotating body so that the rotating body can rotate based on the center of the external gear; And a flexible gear wound around the external gear and the rotating body, and having a tooth inner surface corresponding to the pitch diameter of each external gear, to overlap a plurality of harmonic movements.

감속, 하모닉, 중첩, 기어, 스프로킷 Deceleration, Harmonic, Nested, Gear, Sprocket

Description

Harmonic reducer {HARMONIC DRIVE}

본 발명은 하모닉 감속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가요성 기어를 이용하여 액추에이터를 감속시키는 하모닉 감속기에 관한 것이다.The present invention relates to a harmonic reducer, and more particularly, to a harmonic reducer that decelerates an actuator using a flexible gear.

일반적으로 하모닉 감속기는 기본적으로 원통형의 내접 기어, 컵 형태의 가요성 기어 및 파동 발생기로 구성되어 있다. 파동 발생기는 통상 타원 형상을 이루며 상기 가요성 기어의 내측에 설치된다. 이 파동 발생기가 장착된 가요성 기어는 상기 내접 기어의 내주면에 설치된다. 일반적으로 내접 기어 내주면과 가요성 기어 외주면에는 치형이 가공되어 미끌림이 발생되지 않도록 구성된다.Generally, the harmonic reducer is basically composed of a cylindrical internal gear, a cup-shaped flexible gear, and a wave generator. The wave generator is usually elliptical and is installed inside the flexible gear. The flexible gear on which the wave generator is mounted is installed on the inner circumferential surface of the internal gear. In general, teeth are machined on the inner circumferential surface of the internal gear and the outer circumferential surface of the flexible gear to prevent slippage.

이러한 하모닉 감속기에서 내접 기어를 고정시키고, 파동 발생기를 회전시키면 가요성 기어와 내접 기어의 원주 길이 차이로 인하여 미세한 회전이 가요성 기어에서 발생하며 이를 하모닉 운동이라 한다. 이와 같은 하모닉 운동을 이용한 것이 바로 하모닉 감속기인 것이다.When the internal gear is fixed in the harmonic reducer and the wave generator is rotated, minute rotation occurs in the flexible gear due to the difference in the circumference of the flexible gear and the internal gear, which is called a harmonic motion. It is the harmonic reducer that uses such harmonic motion.

상기한 하모닉 운동이 가능하려면 컵 형태의 가요성 기어에서, 컵의 입구에 해당되는 부분은 유연해야 하며, 또한, 가요성 기어의 출력을 만들기 위해서는 컵의 바닥에 해당되는 부분은 단단해야 한다. 즉, 하나의 부품에서 서로 다른 물리적인 성질을 요하게 되며, 이로 인해 설계 및 제작 시 많은 어려움이 따른다. 예를 들면, 컵의 길이를 줄이는데 한계가 있어 감속기의 크기가 커지는 부담이 있다.In order to enable the above harmonic movement, in the cup-shaped flexible gear, the portion corresponding to the inlet of the cup must be flexible, and the portion corresponding to the bottom of the cup must be hard to make the output of the flexible gear. In other words, different physical properties are required in one component, which causes many difficulties in designing and manufacturing. For example, there is a limit to reducing the length of the cup, which increases the size of the reducer.

이러한 문제를 극복하기 위해 띠형의 가요성 기어를 적용한 하모닉 감속기가 개발되었다. 띠형의 가요성 기어의 회전을 유효한 출력으로 만들기 위해서는 가요성 기어와 추가적으로 맞물리는 추가의 내접 기어가 필요하며, 이때 추가의 내접 기어는 띠형의 가요성 기어와 동일한 치수를 갖게 설계되어 추가의 내접 기어와 띠형의 가요성 기어 사이의 상대 회전 운동이 발생하지 않도록 한다.To overcome this problem, a harmonic reducer with a belt-shaped flexible gear has been developed. In order to make the rotation of the belt-shaped flexible gear effective, an additional internal gear is additionally engaged with the flexible gear, where the additional internal gear is designed to have the same dimensions as the belt-shaped flexible gear so that the additional internal gear Relative rotation between the and the belt-shaped flexible gears should not occur.

그러나, 띠형의 가요성 기어는 타원형상인 파동 발생기에 의해 변형되므로 추가의 내접 기어와 띠형태의 가요성 기어 사이의 반경방향 상대운동이 발생한다. 즉, 타원 형상의 파동 발생기의 장축과 단축의 차이만큼의 상대운동이 발생하며, 이러한 상대운동에 의해 백래쉬가 발생하는 문제점이 있다.However, since the band-shaped flexible gear is deformed by an elliptical wave generator, a radial relative motion between the additional internal gear and the band-shaped flexible gear occurs. That is, relative motion is generated by the difference between the long axis and the short axis of the elliptic wave generator, and there is a problem in that backlash is generated by the relative motion.

또한, 종래의 하모닉 감속기는 내접 기어와 가요성 기어 간의 실질적인 이물림율이 낮아 동력 전달에 많은 손실이 발생하였다. 이와 같은 이물림율을 개선하기 위해 치형의 설계를 변형하는 등의 연구가 진행되고 있으나, 치형 설계로 이물림율을 개선하는 데는 한계가 있으며, 이러한 특수한 치형을 제작하는데 많은 어려움이 있다.In addition, the conventional harmonic speed reducer has a low substantial bite rate between the internal gear and the flexible gear, causing a lot of loss in power transmission. In order to improve the bite rate, researches such as deformation of the tooth shape are being conducted. However, there is a limit in improving the bite rate with the tooth design, and there are many difficulties in manufacturing such a special tooth.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이물림률을 개선하여 동력전달 특성이 향상되며, 제작이 용이할 뿐만 아니라 이중의 하모닉 운동을 중첩시킬 수 있는 하모닉 감속기를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, to improve the power transmission characteristics by improving the bite rate, and to provide a harmonic reducer that can be easily manufactured as well as overlapping the dual harmonic motion.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기는 서로 다른 피치 지름을 가지는 복수 개의 외접 기어; 상기 각 외접 기어와 소정 거리 이격되어 배치되는 복수 개의 회전체; 상기 회전체가 상기 외접 기어의 중심을 기준으로 회전할 수 있도록 상기 외접 기어와 상기 회전체를 연결하는 연결 스프로킷; 및 상기 외접 기어와 회전체에 감기며, 상기 각 외접 기어의 피치 지름에 대응하는 치열을 내주면 구비하여 복수의 하모닉 운동을 중첩시키는 가요성 기어를 포함한다. 여기서, 상기 연결 스프로킷은 상기 외접 기어의 중심축에 회전 가능하게 설치되는 연결바 및 상기 각 회전체의 중심을 관통하여 상기 연결바에 고정되는 연결축을 포함한다.Harmonic reducer according to an embodiment of the present invention for achieving the above object a plurality of external gear having a different pitch diameter; A plurality of rotors disposed to be spaced apart from each external gear by a predetermined distance; A connecting sprocket connecting the external gear and the rotating body so that the rotating body can rotate based on the center of the external gear; And a flexible gear wound around the external gear and the rotating body, and having a tooth inner surface corresponding to the pitch diameter of each external gear, to overlap a plurality of harmonic movements. Here, the connection sprocket includes a connecting bar rotatably installed at the central axis of the external gear and a connecting shaft fixed to the connecting bar through the center of each of the rotating bodies.

또한, 상기 연결 스프로킷의 연결바는 상기 외접 기어의 외측에 한 쌍으로 배치될 수 있다.In addition, the connection bar of the connection sprocket may be arranged in pairs on the outside of the external gear.

또한, 상기 연결 스프로킷의 연결바는 상기 외접 기어 사이에 배치될 수 있다.In addition, the connection bar of the connection sprocket may be disposed between the external gear.

또한, 상기 회전체는 상기 가요성 기어의 치열에 맞물리는 치열을 구비하는 파동 기어 또는 원통형 풀리일 수 있다.Further, the rotating body may be a wave gear or a cylindrical pulley having a tooth engaged with the teeth of the flexible gear.

또한, 상기 회전체는 상기 외접 기어를 중심으로 대칭하여 한 쌍이 배치되어 회전체의 회전시 동적 밸런싱을 맞출 수 있다.In addition, the rotor is symmetrical with respect to the external gears are arranged in pairs to achieve dynamic balancing during rotation of the rotor.

또한, 상기 하모닉 감속기는 상기 가요성 기어의 외측에 밀착되어 상기 가요성 기어와 외접 기어 간의 이물림을 강화시키는 이탈 방지 롤러를 더 포함할 수 있다.In addition, the harmonic reducer may further include a separation prevention roller that is in close contact with the outside of the flexible gear to enhance the separation between the flexible gear and the external gear.

또한, 상기 연결 스프로킷에는 상기 회전체의 반대측으로 무게추가 설치되어 상기 회전체의 회전시 동적 밸런싱을 맞출 수 있다.In addition, the connection sprocket is provided with weights on the opposite side of the rotating body to match the dynamic balancing during rotation of the rotating body.

또한, 상기 하모닉 감속기는 상기 연결 스프로킷에 일 방향으로 이동가능하게 연결되어 상기 가요성 기어의 장력을 조절하는 장력 조절 풀리를 더 포함할 수 있다.The harmonic reducer may further include a tension adjusting pulley movably connected to the connection sprocket in one direction to adjust the tension of the flexible gear.

또한, 상기 가요성 기어의 각각의 치열은 복수 개로 나뉘어 위상차를 갖도록 배열될 수 있다.In addition, each tooth of the flexible gear may be arranged to have a phase difference divided into a plurality.

또한, 상기 가요성 기어는 몰드에 의해 성형되는 방법으로 제조될 수 있다.In addition, the flexible gear may be manufactured by a method that is molded by a mold.

본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기는 띠형의 가요성 기어와 외접기어 간의 이물림율을 개선하여 동력전달 특성을 향상시켜 고감속비를 얻을 수 있으며, 이중의 하모닉 운동을 중첩시켜 다양한 감속비를 얻을 수 있고, 백래쉬를 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기의 가요성 기어, 외접 기어 및 연결 스프로킷은 몰드에 의해 성형이 가능하므로 대량생산시 제작단가를 획기적으로 낮출 수 있다.The harmonic reducer according to the embodiment of the present invention can obtain a high reduction ratio by improving the power transmission characteristic by improving the bite rate between the belt-shaped flexible gear and the external gear, and can obtain various reduction ratios by overlapping the dual harmonic movements. And eliminate backlash. In addition, since the flexible gear, the external gear and the connecting sprocket of the harmonic reducer according to the embodiment of the present invention can be molded by a mold, the manufacturing cost can be significantly lowered during mass production.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a harmonic reducer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 하모닉 감속기의 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 가요성 기어의 치열을 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view of a harmonic reducer according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view of the harmonic reducer shown in Figure 1, Figure 3 is a view showing the teeth of the flexible gear shown in FIG.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100A)는 동일 중심으로 배치되는 제1, 제2 외접 기어(121, 131) 및 상기 각 제1, 제2 외접 기어(121, 131)와 소정 거리 이격되어 배치되는 제1, 제2 파동 기어(122, 132)를 포함한다. 제1, 제2 파동 기어(122, 132)도 동일 중심으로 배치된다.1 and 2, the harmonic reducer 100A according to the first embodiment of the present invention includes first and second external gears 121 and 131 disposed at the same center, and the first and second external gears. The first and second wave gears 122 and 132 are spaced apart from the gears 121 and 131 by a predetermined distance. The first and second wave gears 122 and 132 are also arranged at the same center.

제1, 제2 외접 기어(121, 131)는 서로 다른 피치 지름을 갖는 제1, 제2 치열(123, 133)을 외주면에 각각 구비한다.The first and second external gears 121 and 131 are provided on the outer circumferential surface of the first and second teeth 123 and 133 having different pitch diameters, respectively.

상기 제1, 제2 외접 기어(121, 131)와 제1, 제2 파동 기어(122, 132)는 연결 스프로킷(140)에 의해 연결된다. 연결 스프로킷(140)은 제1, 제2 외접 기어(121, 131)의 회전 중심축(136)에 회전가능하게 설치되는 연결바(141)와 제1, 제2 파동 기어(122, 132)의 중심을 관통하여 상기 연결바(141)에 고정되는 연결축(142)을 포함한다. 상기 연결바(141)는 제1, 제2 외접 기어(121, 131)의 외측에 각각 배치되어 한 쌍으로 이루어진다. 제1, 제2 파동 기어(122, 132)는 상기 연결축(142)에 베어링으로 지지되어 연결축(142)을 기준으로 회전한다.The first and second external gears 121 and 131 and the first and second wave gears 122 and 132 are connected by the connecting sprocket 140. The connecting sprocket 140 is formed of the connecting bar 141 and the first and second wave gears 122 and 132 rotatably installed on the rotation center shaft 136 of the first and second external gears 121 and 131. It includes a connecting shaft 142 is fixed to the connecting bar 141 through the center. The connection bar 141 is disposed on the outside of the first and second external gears 121 and 131, respectively, and constitutes a pair. The first and second wave gears 122 and 132 are supported by the connecting shaft 142 as a bearing and rotate about the connecting shaft 142.

따라서, 연결 스프로킷(140)의 연결바(141)가 회전 중심축(136)을 중심으로 회전하면, 제1, 제2 파동 기어(122, 132)는 연결축(142)에 의해 일체로 회전하게 된다. 요컨대, 연결 스프로킷(140)과 제1, 제2 파동 기어(122, 132)는 파동 발생기로서 기능하는 것이다.Therefore, when the connecting bar 141 of the connecting sprocket 140 rotates about the central axis of rotation 136, the first and second wave gears 122 and 132 may be integrally rotated by the connecting shaft 142. do. In short, the connecting sprocket 140 and the first and second wave gears 122 and 132 function as a wave generator.

상기 제1, 제2 외접 기어(121, 131)와 제1, 제2 파동 기어(122, 132)는 모두 띠 형상의 가요성 기어(150) 내측에 설치된다. 가요성 기어(150)는 내주면에 상기 제1, 제2 외접 기어(121, 131)의 제1, 제2 치열(123, 133)에 대응하는 치열(151, 152)을 각각 구비한다. 도 3은 가요성 기어(150)의 치열(151, 152)을 확대하여 보여준다.The first and second external gears 121 and 131 and the first and second wave gears 122 and 132 are both provided inside the band-shaped flexible gear 150. The flexible gear 150 includes teeth 151 and 152 corresponding to the first and second teeth 123 and 133 of the first and second external gears 121 and 131, respectively, on an inner circumferential surface thereof. 3 shows an enlarged view of the teeth 151, 152 of the flexible gear 150.

또한, 제1, 제2 파동 기어(122, 132)는 상기 가요성 기어(150)의 치열(151, 152)에 대응하는 치열(124, 134)을 구비한다. 상기 제1, 제2 파동기어(122, 132)는 원통형의 풀리로 대체될 수 있다.In addition, the first and second wave gears 122 and 132 include teeth 124 and 134 corresponding to teeth 151 and 152 of the flexible gear 150. The first and second wave gears 122 and 132 may be replaced by cylindrical pulleys.

이로써, 제1, 제2 외접 기어(121, 131)와 제1, 제2 파동 기어(122, 132)는 각각 가요성 기어(150)에 견고하게 맞물려 회전한다.As a result, the first and second external gears 121 and 131 and the first and second wave gears 122 and 132 are firmly engaged with the flexible gear 150 to rotate.

상기와 같은 구성을 갖는 하모닉 감속기(100A)는 제1 하모닉 감속기(120)와 제2 하모닉 감속기(130)가 연결 스프로킷(140)과 가요성 기어(150)를 공유하는 형 태로 이루어진 것으로 볼 수 있다.The harmonic reducer 100A having the configuration as described above may be regarded as having a form in which the first harmonic reducer 120 and the second harmonic reducer 130 share the connection sprocket 140 and the flexible gear 150. .

즉, 제1 하모닉 감속기(120)는 제1 외접 기어(121), 제1 파동 기어(122), 연결 스프로킷(140) 및 치열(151)을 갖는 가요성 기어(150) 부분으로 이루어진 것으로 볼 수 있다. 또한, 제2 하모닉 감속기(130)는 제2 외접 기어(131), 제2 파동 기어(132), 연결 스프로킷(140) 및 치열(152)을 갖는 가요성 기어(150) 부분으로 이루어진 것으로 볼 수 있다.That is, the first harmonic reducer 120 may be regarded as a part of the flexible gear 150 having the first external gear 121, the first wave gear 122, the connecting sprocket 140, and the teeth 151. have. In addition, the second harmonic reducer 130 may be viewed as consisting of a portion of the flexible gear 150 having a second external gear 131, a second wave gear 132, a connecting sprocket 140, and a tooth 152. have.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100A)는 제1 하모닉 감속기(120)에 의한 제1 하모닉 운동과 제2 하모닉 감속기(130)에 의한 제2 하모닉 운동이 중첩된 이중 하모닉 운동을 발생시킬 수 있다.Therefore, the harmonic reducer 100A according to the first embodiment of the present invention has a double harmonic movement in which the first harmonic movement by the first harmonic reducer 120 and the second harmonic movement by the second harmonic reducer 130 are superimposed. Can be generated.

먼저, 제1 하모닉 감속기(120)에 의한 제1 하모닉 운동을 살펴본다. 이때, 제1 하모닉 감속기는 제2 하모닉 감속기와 분리된 것으로 가정한다. 제1 외접 기어(121)를 고정시키고 연결 스프로킷(140)을 일 방향으로 회전시키면, 가요성 기어(150)는 제1 외접기어(121)의 치열(123)과 가요성 기어(150)의 치열(151)의 피치지름 차이만큼 연결 스프로킷(140)의 회전방향으로 회전한다.First, the first harmonic movement by the first harmonic reducer 120 will be described. In this case, it is assumed that the first harmonic reducer is separated from the second harmonic reducer. When the first external gear 121 is fixed and the connecting sprocket 140 is rotated in one direction, the flexible gear 150 is provided with the teeth 123 of the first external gear 121 and the teeth of the flexible gear 150. It rotates in the rotation direction of the connection sprocket 140 by the pitch diameter difference of 151.

다음으로, 제2 하모닉 감속기(130)에 의한 제2 하모닉 운동을 살펴본다. 이때에도 제2 하모닉 감속기는 제1 하모닉 감속기와 분리된 것으로 가정한다. 제2 외접 기어(131)를 고정시키고 연결 스프로킷(140)을 일 방향으로 회전시키면, 가요성 기어(150)는 제2 외접기어(131)의 치열(133)과 가요성 기어(150)의 치열(152)의 피치지름 차이만큼 연결 스프로킷(140)의 회전방향으로 회전한다.Next, look at the second harmonic movement by the second harmonic reducer 130. It is also assumed here that the second harmonic reducer is separated from the first harmonic reducer. When the second external gear 131 is fixed and the connecting sprocket 140 is rotated in one direction, the flexible gear 150 is provided with the teeth 133 of the second external gear 131 and the teeth of the flexible gear 150. It rotates in the rotation direction of the connection sprocket 140 by the pitch diameter difference of 152.

여기서, 제1 외접 기어(121)와 제2 외접 기어(131)는 서로 다른 피치 지름을 가지므로, 연결 스프로킷(140)의 회전으로 발생하는 제1 하모닉 운동과 제2 하모닉 운동은 차이가 발생한다. 또한, 제1 하모닉 감속기(120)와 제2 하모닉 감속기(130)는 상기에서 가정한 것처럼 분리된 것이 아니라, 가요성 기어(150)로 연결되어 있으므로, 제1 하모닉 운동과 제2 하모닉 운동은 중첩되고, 이에 따라, 제1 하모닉 운동과 제2 하모닉 운동의 차이만큼 이중의 하모닉 운동이 발생한다.Here, since the first external gear 121 and the second external gear 131 have different pitch diameters, a difference occurs between the first harmonic motion and the second harmonic motion generated by the rotation of the connection sprocket 140. . In addition, since the first harmonic reducer 120 and the second harmonic reducer 130 are not separated as assumed above, but connected to the flexible gear 150, the first harmonic motion and the second harmonic motion overlap. Accordingly, the double harmonic movement occurs by the difference between the first harmonic movement and the second harmonic movement.

예들 들어, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100A)에서, 제1 외접 기어(121)을 고정시키고, 연결 스프로킷(140)을 회전시키면, 자유회전이 가능한 제2 외접 기어(131)가 제1 하모닉 감속기(120)의 제1 하모닉 운동과 제2 하모닉 감속기(130)의 제2 하모닉 운동의 차만큼 회전하게 된다. 상기 제2 외접 기어(131)를 출력으로 사용하면 이중의 하모닉 운동을 이용한 감속이 이루어진다.For example, in the harmonic reducer 100A according to the first embodiment of the present invention, when the first external gear 121 is fixed and the connection sprocket 140 is rotated, the second external gear 131 capable of free rotation is provided. Is rotated by the difference between the first harmonic motion of the first harmonic reducer 120 and the second harmonic motion of the second harmonic reducer 130. When the second external gear 131 is used as an output, deceleration is performed using a dual harmonic motion.

도 3에 도시된 바와 같이, 2개의 서로 다른 피치 지름 또는 치열을 갖는 가요성 기어(150)를 절삭으로 가공하기에는 무리가 있다. 이러한 경우, 복수의 피치 지름 또는 치열을 갖는 금형을 만들어 고무 또는 플라스틱과 같은 유연한 재질로 성형하는 방법이 가능하다. 이와 유사하게 제1, 제2 외접기어(121, 131), 연결 스프로킷(140)도 몰드에 의한 성형이 가능하므로 대량생산시 제작단가를 획기적으로 낮출 수 있다.As shown in FIG. 3, it is difficult to machine the flexible gear 150 with two different pitch diameters or teeth by cutting. In such a case, it is possible to make a mold having a plurality of pitch diameters or teeth and to form a flexible material such as rubber or plastic. Similarly, since the first and second external gears 121 and 131 and the connecting sprocket 140 may be molded by a mold, the manufacturing cost may be significantly lowered during mass production.

본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100A)는 가요성 기어(150)와 제1 외접 기어(121) 간의 이물림 수가 종래의 하모닉 감속기보다 획기적으로 증대된다. 즉, 일반적인 하모닉 감속기는 가요성 기어와 내접 기어 간의 이물림 수가 그리 많지 않으며, 이물림 수를 늘리기 위한 치형설계에 대한 연구가 많이 진행되고 있지만, 치형 설계로 이물림 수를 늘리는 데에는 한계가 있다. 그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100A)는 도 2에 도시된 바와 같이, 가요성 기어(150) 내측에 제1 외접 기어(121)와 제1 파동 기어(122)를 배치하여, 가요성 기어와 외접 기어 간의 이물림 수(접촉 길이, L)를 증대시킨다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100A)는 벨트 및 풀리 감속장치와 유사한 구성으로 이루어지는 것이다.In the harmonic reducer 100A according to the first embodiment of the present invention, the number of debris between the flexible gear 150 and the first external gear 121 is significantly increased than the conventional harmonic reducer. That is, the general harmonic reducer does not have a large number of teeth between the flexible gear and the internal gear, and many studies on tooth design for increasing the number of teeth are limited, but there are limitations in increasing the number of teeth with tooth design. However, in the harmonic reducer 100A according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the first external gear 121 and the first wave gear 122 are disposed inside the flexible gear 150. Thus, the number of teeth (contact length, L) between the flexible gear and the external gear is increased. That is, the harmonic reducer 100A according to the first embodiment of the present invention has a configuration similar to that of the belt and pulley reduction apparatus.

여기서, 일반적인 벨트 및 풀리 감속장치에 있어서, 작은 풀리의 접촉각이 문제시되나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100A)에 있어서는 작은 풀리에 해당하는 파동 기어(122, 132)가 동력을 전달하는 것이 아니고 단순히 가요성 기어(150)의 변형을 유도하는 것이므로 문제되지 않는다.Here, in the general belt and pulley reduction apparatus, the contact angle of the small pulley is a problem, but in the harmonic reducer 100A according to the first embodiment of the present invention, the wave gears 122 and 132 corresponding to the small pulley are powered. It is not a problem because it does not transmit but simply induces deformation of the flexible gear 150.

본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100A)는 2개의 하모닉 감속기를 중첩 시킨 형태로 이루어졌으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 3개 이상의 하모닉 감속기를 중첩시킨 형태로 이루어질 수도 있다.Although the harmonic reducer 100A according to the first embodiment of the present invention is formed in a form in which two harmonic reducers are superimposed, the present invention is not limited thereto and may be formed in a form in which three or more harmonic reducers are superimposed.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하모닉 감속기의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 하모닉 감속기의 측면도이며, 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 하모닉 감속기의 측면도이다. 이하의 실시예들에서 상기 제1 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.4 is a cross-sectional view of a harmonic reducer according to a second embodiment of the present invention, Figure 5 is a side view of a harmonic reducer according to a third embodiment of the present invention, Figure 6 is a harmonic reducer according to a fourth embodiment of the present invention Side view. In the following embodiments, a description of the same configuration as in the first embodiment will be omitted.

도 4를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 하모닉 감속기(100B)는 상기 제1 실시예의 하모닉 감속기(100A)와 비교하여 연결 스프로킷의 위치가 다르다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기(100B)는 연결 스프로킷의 연결바(240)의 위치가 제1 외접 기어(221)와 제2 외접 기어(231)의 사이에 위치한다. 이와 같이 구성함으로써, 하모닉 감속기의 부피 및 연결 스프로킷의 수를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.Referring to FIG. 4, the harmonic reducer 100B according to the second embodiment of the present invention is different from the position of the sprocket in comparison with the harmonic reducer 100A of the first embodiment. That is, in the harmonic reducer 100B according to the embodiment of the present invention, the position of the connection bar 240 of the connection sprocket is located between the first external gear 221 and the second external gear 231. By configuring in this way, there is an advantage that can reduce the volume of the harmonic reducer and the number of connecting sprockets.

도 5를 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 하모닉 감속기(100C)는 연결 스프로킷(340)이 외접 기어(321)를 중심으로 대칭적으로 배치되어 구성된다. 따라서, 연결 스프로킷(340)의 양단에는 파동 기어(322)가 연결되어 가요성 기어(350) 내측에서 대칭적으로 회전한다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 하모닉 감속기(100C)는 파동 기어와 연결 스프로킷이 편심되어 있는 제1 및 제2 실시예에 따른 하모닉 감속기보다 고속회전시 진동의 발생을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.Referring to FIG. 5, the harmonic reducer 100C according to the third exemplary embodiment of the present invention is configured such that a connection sprocket 340 is symmetrically disposed about an external gear 321. Accordingly, the wave gear 322 is connected to both ends of the connection sprocket 340 and symmetrically rotates inside the flexible gear 350. Therefore, the harmonic reducer 100C according to the third embodiment of the present invention has an advantage of reducing the occurrence of vibration during high-speed rotation than the harmonic reducer according to the first and second embodiments in which the wave gear and the connecting sprocket are eccentric. There is this.

또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 하모닉 감속기(100C)는 연결 스프로킷(340)을 대칭으로 구성하므로 이물림 수(접촉 길이)가 감소될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명의 제3 실시예에 따른 하모닉 감속기(100C)는 연결 스프로킷(340)과 같이 회전하는 보조 스프로킷(361)을 구비한다. 상기 보조 스프로킷(361)의 양단에는 외접 기어(321)와 가요성 기어(350)의 견고한 이물림을 보장하는 롤러(360)가 설치된다. 이때, 롤러(360)는 가요성 기어(150) 외측에 최대한 밀착되어 설치된다. 또한, 연결 스프로킷(340)과 보조 스프로킷(361)은 일체로 고정되어 회전하는 것이 바람직하다.In addition, since the harmonic reducer 100C according to the third embodiment of the present invention configures the connecting sprocket 340 symmetrically, the number of bites (contact length) can be reduced. To prevent this, the harmonic reducer 100C according to the third embodiment of the present invention includes an auxiliary sprocket 361 that rotates together with the connecting sprocket 340. Both ends of the auxiliary sprocket 361 is provided with a roller 360 to ensure a firm bite of the external gear 321 and the flexible gear 350. At this time, the roller 360 is installed as close as possible to the outside of the flexible gear 150. In addition, it is preferable that the connection sprocket 340 and the auxiliary sprocket 361 are integrally fixed and rotated.

도시하지는 않았지만, 제3 실시예에 따른 하모닉 감속기(100C)는 파동 기어 중 1개를 제거하고, 이를 가요성 기어(350)의 외측에 접하는 롤러(360)로 대체할 수 있다. 여기서, 보조 스프로킷(361) 및 보조 스프로킷(361)에 설치된 롤러(360) 의 구성은 제거된다. 이와 같은 하모닉 감소기는 파동 기어와 롤러가 서로 대칭적으로 위치하여 회전의 밸런싱을 맞춤과 동시에 외접 기어와 가요성 기어의 견고한 이물림을 보장한다.Although not shown, the harmonic reducer 100C according to the third embodiment may remove one of the wave gears and replace it with a roller 360 that contacts the outside of the flexible gear 350. Here, the structure of the roller 360 provided in the auxiliary sprocket 361 and the auxiliary sprocket 361 is removed. This harmonic reducer ensures that the wave gears and the rollers are symmetrically positioned to balance the rotation, while at the same time ensuring a firm bite of the external and flexible gears.

그리고, 도시하지는 않았지만, 고속회전시 파동 발생기로 인하여 발생할 수 있는 진동을 막는 또 다른 방법으로, 상기 제1 실시예의 연결 스프로킷(140)에서 파동 기어(122, 132)의 반대쪽에 무게추를 장착하여 동적인 밸런싱을 맞출 수 있다.And, although not shown, as another way to prevent the vibration that may occur due to the wave generator during high-speed rotation, by mounting the weight on the opposite side of the wave gear (122, 132) in the connection sprocket 140 of the first embodiment Dynamic balancing can be achieved.

도 6을 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 하모닉 감속기(100D)는 상기 제1 실시예의 기본구성을 바탕으로 가요성 기어(150)과 외접 기어(121) 사이의 견고한 이물림을 위해 가요성 기어(150)에 장력을 부가하는 방법을 나타낸 구성이다. 즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 하모닉 감속기(100D)는 장력 조절 풀리(170)를 구비한다. 장력 조절 풀리(170)는 중심축(180)에 설치되고, 중심축(180)에는 나사(190)가 통과할 수 있는 구멍(181)이 형성된다. 연결 스프로킷(140)에는 상기 나사(190)가 체결될 수 있는 나사 구멍(148)이 형성된다. 나사(190)을 회전시키면 나사(190)는 나사 구멍(148) 내에서 전진 또는 후진하며, 이에 따라 중심축(180)과 장렬 조절 풀리(170)도 나사(190)와 함께 전진 또는 후진하여 가요성 기어(150)의 장력을 조절할 수 있다.Referring to FIG. 6, the harmonic reducer 100D according to the fourth exemplary embodiment of the present invention is configured to secure a solid bite between the flexible gear 150 and the external gear 121 based on the basic configuration of the first exemplary embodiment. A configuration showing a method of applying tension to the flexible gear 150. That is, the harmonic reducer 100D according to the fourth embodiment of the present invention includes a tension control pulley 170. The tension control pulley 170 is installed on the central shaft 180, and the central shaft 180 is formed with a hole 181 through which the screw 190 can pass. The connection sprocket 140 is formed with a screw hole 148 to which the screw 190 can be fastened. When the screw 190 is rotated, the screw 190 moves forward or backward in the screw hole 148, and accordingly, the central shaft 180 and the long row adjusting pulley 170 also move forward or backward together with the screw 190. The tension of the castle gear 150 can be adjusted.

도시하지는 않았지만, 가요성 기어(150)의 장력을 조절하는 더욱 간편한 방법으로는 연결 스프로킷(140) 자체의 길이를 조절하여 가요성 기어(150)의 장력을 조절하는 방법도 있다.Although not shown, a more convenient way to adjust the tension of the flexible gear 150 is also a method of adjusting the tension of the flexible gear 150 by adjusting the length of the connection sprocket 140 itself.

도 7은 가요성 기어의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 기어의 백래쉬를 없애는 방법으로 하나의 기어를 반으로 잘라 약간 틀어서 조립하는 방법을 나타낸 것이다. 도 7을 참고하면, 가요성 기어(450) 자체에 위상이 다른 동일한 치형 및 피치 지름을 갖는 치열을 구성하는 것이다. 본 실시예에 따른 가요성 기어(450)의 제1 치열(451)은 치형 및 피치지름은 갖지만 위상이 다른 치열(451-1, 451-2)로 이루어지고, 가요성 기어(450)의 제2 치열(452)은 치형 및 피치지름은 갖지만 위상이 다른 치열(452-1, 452-2)로 이루어진다.FIG. 7 is a view showing another embodiment of the flexible gear, and shows a method of assembling one gear in half and slightly twisting it in such a manner as to eliminate backlash of the gear. Referring to FIG. 7, the flexible gear 450 itself configures teeth having the same teeth and pitch diameters with different phases. The first tooth 451 of the flexible gear 450 according to the present embodiment is composed of teeth 451-1 and 451-2 having different teeth and pitch diameters but different phases, and the first gear 451 of the flexible gear 450. The two teeth 452 are composed of teeth 452-1 and 452-2 having a tooth shape and a pitch diameter but different in phase.

기어는 맞물림 동작시 한쪽 면만 접촉하도록 구성되므로, 역회전을 하는 순간 다른 쪽면에 접촉하기 전까지 유격이 있으며 이를 백래쉬라고 한다. 이러한 백래쉬는 기어의 소음 등을 유발하는 등 많은 문제점을 일으킨다. 그런데, 본 발명의 실시예와 같이 가요성 기어(450)의 치열을 위상이 다른 치열로 나누어 형성하면, 외접 기어와 가요성 기어 간의 백래쉬는 제거될 수 있다.Since the gear is configured to contact only one side during the engagement operation, there is a play until it touches the other side at the time of reverse rotation, which is called backlash. Such backlash causes many problems such as causing noise of a gear. However, when the teeth of the flexible gear 450 are formed by dividing the teeth of the flexible gear 450 into phases different from each other, the backlash between the external gear and the flexible gear can be removed.

또한, 앞서 논의된 바와 같이 몰딩방법으로 제작할 경우 이러한 복잡한 가요성 기어를 용이하게 제작할 수 있다. 이러한 구성은 외접기어에도 가능하며, 가요성 기어의 구성예로부터 쉽게 구현할 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.In addition, when fabricated by the molding method, as discussed above, such a complex flexible gear can be easily manufactured. Such a configuration is also possible for the external gear, and since it can be easily implemented from the configuration example of the flexible gear, a detailed description thereof will be omitted.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a harmonic reducer according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 하모닉 감속기의 측면도이다.FIG. 2 is a side view of the harmonic reducer shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1에 도시된 가요성 기어의 치열을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the teeth of the flexible gear shown in FIG.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하모닉 감속기의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a harmonic reducer according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 하모닉 감속기의 측면도이다.5 is a side view of a harmonic reducer according to a third embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 하모닉 감속기의 측면도이다.6 is a side view of a harmonic reducer according to a fourth embodiment of the present invention.

도 7은 가요성 기어의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.7 illustrates another embodiment of a flexible gear.

Claims

A plurality of external gears having different pitch diameters;

A plurality of rotors disposed to be spaced apart from each external gear by a predetermined distance;

A connecting sprocket connecting the external gear and the rotating body so that the rotating body can rotate based on the center of the external gear; And

A single flexible gear wound around the external gear and the rotating body, each having a tooth corresponding to the pitch diameter of each external gear on an inner circumferential surface thereof to superimpose a plurality of harmonic movements,

The connecting sprocket includes a connecting bar rotatably installed at the central axis of the external gear and a connecting shaft fixed to the connecting bar through the center of each rotating body,

The connecting bar of the connecting sprocket is harmonic reducer, characterized in that arranged in a pair on the outside of the external gear.

delete

A plurality of external gears having different pitch diameters;

A single flexible gear wound around the external gear and the rotating body and provided with an inner tooth surface corresponding to the pitch diameter of each external gear to superimpose a plurality of harmonic movements,

The connecting bar of the connecting sprocket is harmonic reducer, characterized in that arranged in a single number between the external gear.

The method of claim 1,

And said rotating body is a wave gear having a tooth engaged with a tooth of said flexible gear.

The method of claim 1,

The rotating body is a harmonic reducer, characterized in that the cylindrical pulley.

The method of claim 1,

The rotational body is a harmonic reducer, characterized in that the pair is arranged symmetrically around the external gear to adjust the dynamic balancing during rotation of the rotational body.

The method of claim 6,

And a departure-avoidance roller in close contact with the outer side of the flexible gear to strengthen the bite between the flexible gear and the external gear.

The method of claim 1,

The connection sprocket is provided with weights on the opposite side of the rotating body is harmonic reducer, characterized in that to adjust the dynamic balancing during rotation of the rotating body.

The method of claim 1,

And a tension adjusting pulley movably connected to the connection sprocket in one direction to adjust the tension of the flexible gear.

The method of claim 1,

Each tooth of the flexible gear is divided into a plurality of harmonic reducer, characterized in that arranged to have a phase difference.

The method of claim 1,

And said flexible gear is molded by a mold.