KR100970712B1

KR100970712B1 - Harmonic drive

Info

Publication number: KR100970712B1
Application number: KR1020080012951A
Authority: KR
Inventors: 조창현; 김문상
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2010-07-16
Also published as: KR20090087612A

Abstract

본 발명은 하모닉 감속기에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 하모닉 감속기는 서로 다른 피치 지름을 가지면서 동일 중심으로 평행하게 배치되는 복수 개의 외접 기어; 상기 복수 개의 각 외접 기어와 맞물리는 치열을 내주면에 구비하며, 상기 각 외접 기어의 원주 길이보다 긴 원주 길이를 가지는 가요성 기어; 상기 가요성 기어의 외주면을 구르면서 상기 외접 기어와 상기 가요성 기어의 맞물림을 발생시키는 복수 개의 롤러; 및 상기 복수 개의 롤러를 서로 연결하여 일체로 회전시키는 연결 스프로킷을 포함한다.The present invention relates to a harmonic drive, wherein the harmonic drive according to the present invention comprises a plurality of external gears having different pitch diameters and arranged in parallel with each other at the same center; A flexible gear provided on the inner circumferential surface and having a circumferential length longer than a circumferential length of each of the external gears, the teeth being engaged with the plurality of external gears; A plurality of rollers for generating engagement between the external gear and the flexible gear while rolling the outer peripheral surface of the flexible gear; And a connection sprocket which connects the plurality of rollers to each other and integrally rotates them.

감속, 하모닉, 롤러, 기어, 스프로킷 Deceleration, harmonic, roller, gear, sprocket

Description

HARMONIC DRIVE}

본 발명은 하모닉 감속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가요성 기어를 이용하여 액추에이터를 감속시키는 하모닉 감속기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention 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. 상기 파동 발생기가 장착된 가요성 기어는 상기 내접 기어의 내주면에 설치된다. 일반적으로 내접 기어 내주면과 가요성 기어 외주면에는 치형이 가공되어 미끌림이 발생되지 않도록 구성된다.Generally, a harmonic drive is basically composed of a cylindrical internal gear, a cup-shaped flexible gear, and a wave generator. The wave generator usually has an elliptical shape and is installed inside the flexible gear. The flexible gear on which the wave generator is mounted is installed on the inner peripheral surface of the internal gear. Generally, the inner peripheral surface of the internal gear and the peripheral surface of the flexible gear are configured such that the teeth are processed so as not to cause 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.In this harmonic reducer, when the internal gear is fixed and the wave generator is rotated, a slight rotation occurs in the flexible gear due to the circumferential length difference between the flexible gear and the internal gear, which is referred to as harmonic motion. This harmonic motion is the harmonic drive.

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-mentioned harmonic motion, 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 rigid to produce the output of the flexible gear. That is, one component requires different physical properties, which causes a lot of difficulty in designing and manufacturing. For example, there is a limitation in 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.In order to overcome this problem, a harmonic reducer using a band-like flexible gear has been developed. In order to make the rotation of the band-like flexible gear an effective output, an additional internal gear which is additionally engaged with the flexible gear is required, wherein the additional internal gear is designed to have the same dimensions as the band- And the band-shaped flexible gear is not generated.

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-like flexible gear is deformed by the elliptical wave generator, radial relative movement occurs between the additional internal gear and the band-shaped flexible gear. That is, relative movement is generated by the difference between the long axis and the short axis of the elliptical wave generator, and backlash occurs due to such relative movement.

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.Further, in the conventional harmonic drive, a substantial bite-up ratio between the internal gear and the flexible gear is low, resulting in a large loss in power transmission. In order to improve the bite rate, various studies have been carried out to modify the design of the tooth profile. However, there is a limit to improve the bite rate with the tooth profile, and it is difficult to manufacture such a specific tooth profile.

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.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a harmonic drive reducer which improves the engaging efficiency and improves power transmission characteristics, and which is easy to fabricate and can superimpose double harmonic motions.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하모닉 감속기는 서로 다른 피치 지름을 가지면서 동일 중심으로 평행하게 배치되는 복수 개의 외접 기어; 상기 복수 개의 각 외접 기어와 맞물리는 치열을 내주면에 구비하며, 상기 각 외접 기어의 원주 길이보다 긴 원주 길이를 가지는 가요성 기어; 상기 가요성 기어의 외주면을 구르면서 상기 외접 기어와 상기 가요성 기어의 맞물림을 발생시키는 복수 개의 롤러; 및 상기 복수 개의 롤러를 서로 연결하여 일체로 회전시키는 연결 스프로킷을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a harmonic drive comprising: a plurality of external gears having different pitch diameters and disposed in parallel with each other at the same center; A flexible gear provided on the inner circumferential surface and having a circumferential length longer than a circumferential length of each of the external gears, the teeth being engaged with the plurality of external gears; A plurality of rollers for generating engagement between the external gear and the flexible gear while rolling the outer peripheral surface of the flexible gear; And a connection sprocket which connects the plurality of rollers to each other and integrally rotates them.

또한, 상기 연결 스프로킷에는 상기 롤러의 개수에 대응하는 개수의 연결바가 외측으로 돌출 형성되며, 상기 연결바의 각 단부에는 상기 롤러가 회전축에 의해 연결될 수 있다. The connection sprocket may have a number of connection bars protruding outwardly corresponding to the number of the rollers, and the rollers may be connected to the respective ends of the connection bars by a rotation shaft.

또한, 상기 연결바는 상기 연결 스프로킷의 회전 중심을 기준으로 대칭 구조로 형성될 수 있다. 이때, 상기 롤러의 회전축을 이으면 정삼각형이 되도록 롤러가 3개로 배치될 수 있다. 즉, 대칭구조인 경우 롤러의 회전축을 이으면 정다각형 이, 비대칭인 경우 다각형이 되도록 롤러가 배치될 수 있다. The connection bar may be formed in a symmetrical structure with respect to the center of rotation of the connection sprocket. At this time, three rollers may be arranged so as to have a regular triangle when the rotation axis of the roller is moved. That is, in the case of a symmetrical structure, the rollers can be arranged so that a regular polygon becomes the rotation axis of the roller and a polygon becomes asymmetric.

또한, 상기 연결바는 상기 연결 스프로킷의 회전 중심을 기준으로 비대칭 구조로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 연결 스프로킷은 회전 밸런싱을 맞추기 위한 무게추를 더 구비할 수 있다.The connection bar may be formed in an asymmetric structure with respect to the center of rotation of the connection sprocket. Here, the connection sprocket may further include a weight for adjusting rotational balance.

또한, 상기 연결 스프로킷은 상기 연결바의 각 단부를 연결하는 동력 전달부를 구비할 수 있으며, 상기 동력 전달부의 외주면 또는 내주면에는 치형이 가공될 수 있다.The connecting sprocket may include a power transmitting portion connecting each end of the connecting bar, and a tooth may be formed on an outer circumferential surface or an inner circumferential surface of the power transmitting portion.

또한, 상기 가요성 기어는 고무 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으며, 이때, 상기 가요성 기어는 몰드에 의해 성형될 수 있다.In addition, the flexible gear may be made of rubber or a plastic material, and the flexible gear may be molded by a mold.

본 발명에 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 발명에 따른 하몬닉 감속기의 가요성 기어, 외접 기어 및 연결 스프로킷은 몰드에 의해 성형이 가능하므로 대량 생산시 제작단가를 감소시킬 수 있다.The harmonic reducer according to the present invention improves the engagement ratio between the band-like flexible gear and the external gear to improve the power transmission characteristic, thereby achieving a high reduction ratio. The double harmonic movement can be overlapped to obtain various reduction ratios, Can be removed. Also, since the flexible gear, the external gear, and the connection sprocket of the damonic reducer according to the present invention can be formed by a mold, the production cost can be reduced in mass production.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a harmonic drive 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 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I선을 따라 절개한 하모닉 감속기의 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 가요성 기어의 치열을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 1에 도시된 하모닉 감속기의 정면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a harmonic drive according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a harmonic reducer cut along a line II in FIG. 1, FIG. 3 is a cross- And FIG. 4 is a front view of the harmonic drive shown in FIG. 1. FIG.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100)는 동일 중심으로 평행하게 배치되는 제1 외접 기어(121) 및 제2 외접 기어(131)를 포함한다. 상기 제1 외접 기어(121)의 중심에는 양측으로 회전축(123)이 연장되며, 회전축(123)의 일측에는 제2 외접 기어(131)가 끼워진다. 회전축(123)과 제2 외접 기어(131) 사이에는 제1 베어링(133)이 설치된다.Referring to FIGS. 1 and 2, the harmonic drive 100 according to the first embodiment of the present invention includes a first external gear 121 and a second external gear 131 arranged in parallel with each other at the same center. A rotating shaft 123 extends to both sides of the center of the first external gear 121 and a second external gear 131 is fitted to one side of the rotating shaft 123. A first bearing 133 is provided between the rotating shaft 123 and the second external gear 131.

상기 제1, 제2 외접 기어(121, 131)는 서로 다른 피치 지름을 갖는 제1, 제2 치열(122, 132)을 외주면에 각각 구비한다.The first and second external gears 121 and 131 have first and second teeth 122 and 132, respectively, having different pitch diameters on the outer circumferential surface.

그리고, 제1, 제2 외접 기어(121, 131)의 외측에는 원형 띠 형상의 가요성 기어(110)가 배치된다. 가요성 기어(110)는 내주면에 상기 제1, 제2 외접 기어(121, 131)의 제1, 제2 치열(122, 132)과 맞물리는 치열(111, 112)을 각각 구비한다. 즉, 가요성 기어(110)는 내접 기어이다. 도 3은 가요성 기어(110)의 치열(111, 112)을 확대하여 보여준다. 또한, 가요성 기어(110)의 원주 길이는 상기 제1, 제2 외접 기어(121, 131)의 원주 길이보다 크다.A ring-shaped flexible gear 110 is disposed outside the first and second external gears 121 and 131. The flexible gear 110 has tooth rows 111 and 112 on its inner circumferential surface to engage with the first and second teeth 122 and 132 of the first and second external gears 121 and 131, respectively. That is, the flexible gear 110 is an internal gear. 3 shows an enlarged view of teeth 111 and 112 of the flexible gear 110. As shown in Fig. The circumferential length of the flexible gear 110 is larger than the circumferential length of the first and second external gears 121 and 131.

도 3에 도시된 바와 같은 2개의 서로 다른 피치 지름 또는 치열을 갖는 가요성 기어(110)를 절삭으로 가공하기에는 가공 시간 및 비용이 증가한다. 이러한 경우, 복수의 피치 지름 또는 치열을 갖는 몰드를 만들어 고무 또는 플라스틱과 같은 유연한 재질로 가요성 기어(110)를 성형하는 방법이 가능하다. 이와 같은 방법에 의해 가요성 기어(110)의 대량 생산이 용이해지고, 제작 단가도 획기적으로 낮출 수 있다. 이와 유사하게 제1, 제2 외접기어(121, 131)도 몰드에 의한 성형 방법을 적용할 수 있다.Cutting the flexible gear 110 having two different pitch diameters or teeth as shown in Fig. 3 increases machining time and cost. In such a case, it is possible to make a mold having a plurality of pitch diameters or teeth and to mold the flexible gear 110 with a flexible material such as rubber or plastic. By this method, mass production of the flexible gear 110 is facilitated, and the production cost can be remarkably lowered. Similarly, the first and second external gears 121 and 131 may be formed by a molding method using a mold.

가요성 기어(110)의 외측에는 복수 개의 롤러(150)가 배치된다. 상기 롤러(150)는 가요성 기어(110)의 외주면을 구르면서 가요성 기어(110)와 제1, 제2 외접 기어(121, 131) 간의 맞물림을 유지시킨다. 상기 각 롤러(150)는 서로 간의 간격이 일정하게 유지될 수 있게 연결 스프로킷(140)에 연결되어 회전한다.A plurality of rollers 150 are disposed outside the flexible gear 110. The roller 150 keeps the engagement between the flexible gear 110 and the first and second external gears 121 and 131 while rolling the outer peripheral surface of the flexible gear 110. Each of the rollers 150 is connected to the connection sprocket 140 so as to maintain a constant gap therebetween and rotates.

연결 스프로킷(140)은 제1 외접 기어(121)의 회전축(123)에 끼워져 회전하며, 그 외주면에는 롤러(150)의 개수에 대응하는 수만큼 연결바(141)가 외측으로 돌출 형성된다. 각 연결바(141)의 단부에는 연결축(142)이 고정되고, 이 고정축(142)에는 롤러(150)가 끼워져 회전한다. 회전축(123)과 연결 스프로킷(140) 사이에는 제2 베어링(143)이 설치된다.The connecting sprocket 140 is fitted on the rotating shaft 123 of the first external gear 121 and rotates. On the outer circumferential surface of the connecting sprocket 140, a connecting bar 141 is formed protruding outward by the number corresponding to the number of the rollers 150. A connection shaft 142 is fixed to an end of each connection bar 141 and the roller 150 is inserted into the fixing shaft 142 and rotated. A second bearing 143 is installed between the rotating shaft 123 and the connecting sprocket 140.

이로써, 연결 스프로킷(140)이 회전하면, 연결 스프로킷(140)에 연결된 롤러(150)는, 연결축(142)에 끼워져 회전함과 동시에 가요성 기어(110)를 사이에 두고 제1, 제2 외접기어(121, 131) 주위를 공전하게 된다. 이때, 각 롤러(150)는 연결 스프로킷(140)에 일체로 연결되므로, 서로 간 거리는 일정하게 유지된다. 이와 같이, 롤러(150)와 연결 스프로킷(140)은 하모닉 감속기(100)의 파동 발생기로서 기능을 한다.When the connection sprocket 140 rotates, the roller 150 connected to the connection sprocket 140 rotates while being inserted into the connection shaft 142. At the same time, the first and second So that the external gears 121 and 131 revolve around the gears. At this time, since the rollers 150 are integrally connected to the connection sprocket 140, the distance between them is kept constant. Thus, the roller 150 and the connection sprocket 140 function as a wave generator of the harmonic drive 100.

또한, 복수 개의 롤러(150)는, 회전시 밸런스를 맞출 수 있도록 연결 스프로 킷(140)의 회전 중심을 기준으로 대칭적인 구조로 배치되는 것이 바람직하다.The plurality of rollers 150 are preferably arranged symmetrically with respect to the center of rotation of the connection sprocket 140 so as to balance the rotation.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 롤러(150)가 3개 배치되는 경우, 각 롤러(150)의 중심을 연결하면 정삼각형이 되도록 복수 개의 롤러(150)가 배치된다. 다른 실시예로서, 롤러가 2개 배치되는 경우는, 롤러의 각 중심과 회전 중심을 서로 연결하면 일직선이 되고, 롤러가 4개 배치되는 경우는, 롤러의 각 중심을 연결하면 정사각형이 된다. 상기와 같이, 롤러(150)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다.That is, as shown in FIG. 4, when three rollers 150 are arranged, a plurality of rollers 150 are disposed so as to have a regular triangle when the centers of the rollers 150 are connected. In another embodiment, when two rollers are arranged, the centers of the rollers and the centers of rotation of the rollers are in a straight line, and when four rollers are disposed, connecting the centers of the rollers results in a square. As described above, the number of the rollers 150 can be variously modified.

상기와 같은 구성을 갖는 하모닉 감속기는 제1 하모닉 감속기(120)와 제2 하모닉 감속기(130)가 연결 스프로킷(140)과 가요성 기어(110)를 공유하는 형태로 이루어진 것으로 볼 수 있다.The harmonic drive according to the present invention can be seen in that the first harmonic drive 120 and the second harmonic drive 130 share the connection sprocket 140 and the flexible gear 110.

즉, 제1 하모닉 감속기(120)는 제1 외접 기어(121), 롤러(150), 연결 스프로킷(140) 및 치열(111)을 갖는 가요성 기어(110) 부분으로 이루어진 것으로 볼 수 있다. 또한, 제2 하모닉 감속기(130)는 제2 외접 기어(131), 롤러(150), 연결 스프로킷(140) 및 치열(112)을 갖는 가요성 기어(110) 부분으로 이루어진 것으로 볼 수 있다.That is, the first harmonic drive 120 may include a first external gear 121, a roller 150, a connection sprocket 140, and a flexible gear 110 having teeth 111. The second harmonic drive 130 may include a second external gear 131, a roller 150, a connection sprocket 140, and a flexible gear 110 having teeth 112.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100)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, in the harmonic drive 100 according to the first embodiment of the present invention, the first harmonic motion by the first harmonic drive 120 and the second harmonic motion by the second harmonic reducer 130 are superimposed on the double harmonic motion 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 기 어(121)를 고정시키고 연결 스프로킷(140)을 일 방향으로 회전시키면, 가요성 기어(110)는 제1 외접 기어(121)와 가요성 기어(110)의 원주길이 차이만큼 연결 스프로킷(140)의 회전방향으로 회전한다.First, the first harmonic motion by the first harmonic drive 120 will be described. At this time, it is assumed that the first harmonic drive is separated from the second harmonic drive. When the first external gear 121 is fixed and the connection sprocket 140 is rotated in one direction, the flexible gear 110 is connected to the first external gear 121 by the circumferential length difference of the flexible gear 110, And rotates in the rotating direction of the sprocket 140.

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(110)는 제2 외접기어(131)의 치열(132)과 가요성 기어(110)의 치열(112)의 피치지름 차이만큼 연결 스프로킷(140)의 회전방향으로 회전한다.Next, the second harmonic motion by the second harmonic drive 130 will be described. At this time, it is also assumed that the second harmonic drive is separated from the first harmonic drive. When the second external gear 131 is fixed and the connection sprocket 140 is rotated in one direction, the flexible gear 110 is rotated in a direction perpendicular to the teeth 132 of the second external gear 131, And rotates in the direction of rotation of the connection sprocket 140 by the pitch diameter difference of the sprocket 112.

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(110)로 연결되어 있고 연결 스프로킷(140)으로 동일한 입력을 받으므로, 제1 하모닉 운동과 제2 하모닉 운동은 중첩된다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기(100)는 제1 하모닉 운동과 제2 하모닉 운동의 차이만큼 이중의 하모닉 운동을 발생시킨다.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 . The first harmonic drive 120 and the second harmonic drive 130 are not separated as assumed above but are connected to the flexible gear 110 and receive the same input as the connection sprocket 140, The first harmonic motion and the second harmonic motion overlap. Accordingly, the harmonic drive 100 according to the embodiment of the present invention generates a double harmonic motion as much as the difference between the first harmonic motion and the second harmonic motion.

예들 들어, 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기(100)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 drive 100 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, Is rotated by the difference between the first harmonic motion of the first harmonic speed reducer (120) and the second harmonic motion of the second harmonic drive (130). When the second external gear 131 is used as an output, deceleration is performed using a double harmonic motion.

본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기(100)는 가요성 기어(110)와 제1, 제2 외접 기어(121, 131) 간의 이물림 수가 종래의 하모닉 감속기보다 증대된다. 즉, 일반적인 하모닉 감속기는 가요성 기어와 내접 기어 간의 이물림 수가 그리 많지 않으며, 이물림 수를 늘리기 위한 치형 설계에 대한 연구가 많이 진행되고 있지만, 치형 설계로 이물림 수를 늘리는 데에는 한계가 있다.The number of bites between the flexible gear 110 and the first and second external gears 121 and 131 is increased in comparison with that of the conventional harmonic drive, in the harmonic speed reducer 100 according to the embodiment of the present invention. That is, in the general harmonic reducer, the number of teeth between the flexible gear and the internal gear is not so large, and the tooth design for increasing the number of teeth is being studied. However, there is a limit to increase the number of teeth by the tooth design.

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 가요성 기어(10) 내측에 제1 외접 기어(121), 외측에 롤러(150)를 배치하여, 가요성 기어와 외접 기어 간의 이물림 수(접촉 길이, L)를 증대시킨다.However, in the harmonic drive 100 according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the first external gear 121 is disposed inside the flexible gear 10 and the roller 150 is disposed outside, Thereby increasing the number of teeth (contact length, L) between the sex gear and the external gear.

본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기는 2개의 하모닉 감속기(120, 130)를 중첩 시킨 형태로 이루어졌으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 3개 이상의 하모닉 감속기를 중첩시킨 형태로 이루어질 수도 있다.Although the harmonic drive according to the embodiment of the present invention is formed by superimposing two harmonic reducers 120 and 130, the present invention is not limited to this, and three or more harmonic reducers may be superimposed.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 하모닉 감속기는 연결 스프로킷(140)을 일측에만 구비하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 양측에 모두 구비할 수도 있다.In addition, although the harmonic drive according to the embodiment of the present invention includes the connection sprocket 140 on only one side, the present invention is not limited thereto and may be provided on both sides.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하모닉 감속기의 연결 스프로킷를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 하모닉 감속기의 연결 스프로킷를 도시한 사시도이다.FIG. 5 is a perspective view illustrating a connection sprocket of a harmonic drive according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a perspective view illustrating a connection sprocket of a harmonic drive according to a third embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 하모닉 감속기는 비대칭 구조의 연결 스프로킷(240)을 포함한다. 즉, 연결 스프로킷(240)은 회전 중심(241) 을 기준으로 좌측, 우측 및 하측에 3개의 연결바(242)가 형성되고, 연결 스프로킷(240)의 상측에는 무게추(243)가 형성되어 있다. 무게추(243)는 연결 스프로킷(240)의 회전시 정적 및 동적 회전 밸런스를 맞추도록 한다.Referring to FIG. 5, the harmonic drive according to the second embodiment of the present invention includes a connection sprocket 240 having an asymmetric structure. That is, the connection sprocket 240 has three connection bars 242 formed on the left, right, and lower sides with respect to the rotation center 241, and a weight weight 243 is formed on the connection sprocket 240 . The weight 243 adjusts the static and dynamic rotation balance during rotation of the connection sprocket 240.

요컨대, 본 발명은 비대칭 구조의 연결 스프로킷을 사용하는 경우, 무게추를 구비함으로써, 연결 스프로킷의 회전 평형을 맞출 수 있다.In short, in the case of using a connection sprocket having an asymmetric structure, the present invention can provide a weight to match the rotational balance of the connection sprocket.

한편, 본 실시예에서는 연결 스프로킷(240)의 프레임에 무게추(243)가 일체로 형성되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 별개의 무게추(243)를 연결 스프로킷(240)에 부착하여 구성할 수도 있다.In the present embodiment, the weights 243 are integrally formed on the frame of the connection sprocket 240. However, the present invention is not limited to this, and a separate weight weight 243 may be attached to the connection sprocket 240, You may.

상기와 같은 비대칭 구조의 연결 스프로킷(240)은 가요성 기어의 최소 굴곡 반경을 크게 할 수 있어 가요성 기어의 재질 선택에 도움을 줄 수 있는 장점이 있다. 즉, 비대칭 구조의 연결 스프로킷(240)은, 좌측 연결바(242)에 연결된 롤러와 우측 연결바(242)에 연결된 롤러 사이의 거리가 커지므로, 가요성 기어의 최소 굴곡 반경은 커지게 된다. 굴곡 반경이 작을 경우, 가요성 기어의 수명이 현저히 감소하여 재질 선정에 많은 제약을 주므로, 고무 재질만이 적용 가능한 반면, 비대칭 구조의 연결 스프로킷(240)을 적용한 하모닉 감속기의 경우는 최소 굴곡 반경이 커져 플라스틱 또는 스프링강 등도 적용할 수 있다.The connection sprocket 240 having the asymmetric structure as described above can increase the minimum bending radius of the flexible gear, which is advantageous in selecting the material of the flexible gear. That is, the asymmetrical connection sprocket 240 has a large distance between the roller connected to the left connection bar 242 and the roller connected to the right connection bar 242, so that the minimum bending radius of the flexible gear becomes large. When the bending radius is small, the life of the flexible gear is remarkably reduced to restrict the selection of the material. Therefore, only the rubber material can be applied, while in the case of the harmonic reducer using the asymmetric connecting sprocket 240, Large plastic or spring steel can also be applied.

도 6을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 하모닉 감속기는 각 연결바(341)의 단부를 서로 연결하는 동력 전달부(342)를 구비한 연결 스프로킷(340)을 구비한다. 동력 전달부(342)의 외주면에는 동력 전달을 위한 치형(343)이 형성되어 있다. 이로써, 연결 스프로킷(340)은 1차 감속을 유도할 수 있다.Referring to FIG. 6, the harmonic drive according to the third embodiment of the present invention includes a connection sprocket 340 having a power transmitting portion 342 connecting the ends of the connecting bars 341 to each other. A tooth 343 for transmitting power is formed on the outer circumferential surface of the power transmitting portion 342. [ Thereby, the connection sprocket 340 can induce the first deceleration.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 연결 스프로킷을 몰딩방법으로 제작할 경우, 상기한 복잡한 구조의 연결 스프로킷을 용이하게 제작할 수 있다.Also, as described above, when the connecting sprocket is manufactured by a molding method, the connecting sprocket having the complicated structure can be easily manufactured.

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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하모닉 감속기의 사시도이다.1 is a perspective view of a harmonic drive according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 I-I선을 따라 절개한 하모닉 감속기의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the harmonic drive according to the present invention taken along line I-I of FIG.

도 3은 도 2에 도시된 가요성 기어의 치열을 나타낸 도면이다.Fig. 3 is a diagram showing teeth of the flexible gear shown in Fig. 2. Fig.

도 4는 도 1에 도시된 하모닉 감속기의 정면도이다.4 is a front view of the harmonic drive shown in Fig.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하모닉 감속기의 연결 스프로킷를 도시한 사시도이다.5 is a perspective view showing a connection sprocket of a harmonic drive according to a second embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 하모닉 감속기의 연결 스프로킷를 도시한 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a connection sprocket of a harmonic drive according to a third embodiment of the present invention.

Claims

A plurality of external gears having different pitch diameters and disposed in parallel to each other at the same center;

A flexible gear integrally formed on an inner circumferential surface of the tooth and having a circumferential length longer than a circumferential length of each of the circumscribed gears;

A plurality of rollers that roll over the entire width of the outer circumferential surface of the flexible gear and generate engagement of the external gear and the flexible gear; And

And a connection sprocket for connecting the plurality of rollers to each other and integrally rotating the connection sprocket.

The method according to claim 1,

Wherein the connection sprocket is formed with a number of connection bars protruding outward corresponding to the number of the rollers,

And the roller is connected to each end of the connecting bar by a rotation shaft.

3. The method of claim 2,

Wherein the connection bar is formed symmetrically with respect to a center of rotation of the connection sprocket.

The method of claim 3,

And when the rotary shaft of the roller is tilted, it becomes a regular polygon.

3. The method of claim 2,

Wherein the connection bar is formed in an asymmetrical structure with respect to a rotation center of the connection sprocket,

Wherein the connection sprocket further comprises a weight for adjusting rotation balance.

6. The method of claim 5,

And a polygonal shape when the rotary shaft of the roller is formed.

3. The method of claim 2,

Wherein the connection sprocket includes a power transmitting portion connecting each end of the connecting bar,

And the outer peripheral surface of the power transmission portion is machined to have a tooth shape.

The method according to claim 1,

Wherein the flexible gear is made of rubber or a plastic material.

9. The method of claim 8,

And the flexible gear is molded by a mold.