KR20200108270A - 3차 하모닉 감속기 - Google Patents

Abstract

본 개시는 파 발생기가 한바퀴 회전하고, 플렉시블 내부 기어에 3개의 오정렬 운동이 발생하고, 하모닉 감속기의 위치 정확도 및 회전 정확도를 더욱 향상시키고 회동 및 작동이 더욱 안정적인 3차 하모닉 감속기를 제공한다. 상기 3차 하모닉 감속기는 파 발생기, 플렉시블 휠 및 스틸 휠을 포함하고, 플렉시블 휠은 플렉시블 내부 기어 및 출력부분을 포함하고, 파 발생기는 플렉시블 내부 기어의 내부 장착 챔버 내에 배치되고, 파 발생기는 입력축단부 및 캠을 포함하고, 캠의 외주면과 플렉시블 내부 기어의 내주면 사이에 플렉시블 베어링이 배치되고, 파 발생기의 캠은 구체적으로 3개 돌기가 있는 구조이며, 캠의 외주면에 3개의 돌기 주면이 균일하게 배치되어 있으며, 인접한 돌기 주면 사이에 점진적인 전이 주면이 형성되어 있고, 플렉시블 내부 기어의 톱니부는 스틸 휠의 대응하는 외부 기어에 치합연결되고, 스틸 휠은 외곽의 연결 플랜지를 통해 외부의 캐비닛에 고정연결된다.

Description

3차 하모닉 감속기

본 개시는 하모닉 감속기의 기술분야에 관한 것으로, 특히 3차 하모닉 감속기에 관한 것이다.

하모닉 감속기는 적재능력이 높으며, 전동비가 크고, 부피가 작고 무게가 가벼우며, 회동이 안정적이고 회동 정확도가 높은 장점이 있어 전자, 우주항공, 로봇 등 분야에 광범위하게 적용되고 있다.

종래의 하모닉 감속기는 파 발생기가 내부 기어에 내장될 때, 내부 기어를 강제로 탄성 변형시켜 타원형이 되게 함으로써 2차 주파수를 생성시켜 소위 말하는 두 개의 오정렬 운동을 일으켜 능동적인 파 발생기와 플렉시블 휠 사이의 운동 전달을 실현한다.

하지만, 종래의 하모닉 감속기 구조는 회동과정에서 톱니와 톱니면의 치합 접촉면이 적어 단위면적당 하중이 크기 때문에 회동 안정성이 좋지 않을 뿐만 아니라 작동 안정성이 좋지 않은 편이다. 또한 파 발생기가 한 바퀴 회전할 때 단지 두 개의 오정렬 운동이 있으므로 기어 피치 오차와 누적 피치 오차 비가 상대적으로 크고 회동 정확도가 상대적으로 낮다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 본 개시는 파 발생기가 한바퀴 회전할 때 플렉시블 내부 기어에 3개의 오정렬 운동이 발생하고, 하모닉 감속기의 위치 정확도 및 회전 정확도를 더욱 향상시키고 회동 및 작동이 더욱 안정적인 3차 하모닉 감속기를 제공한다.

3차 하모닉 감속기는, 파 발생기, 플렉시블 휠 및 스틸 휠을 포함하고, 상기 플렉시블 휠은 플렉시블 내부 기어 및 출력부분을 포함하고, 상기 파 발생기는 상기 플렉시블 내부 기어의 내부 장착 챔버 내에 배치되고, 상기 파 발생기는 입력축단부 및 캠을 포함하고, 상기 캠의 외주면과 상기 플렉시블 내부 기어의 내주면 사이에 플렉시블 베어링이 배치되고, 상기 파 발생기의 캠은 구체적으로 3개 돌기가 있는 구조이며, 상기 캠의 외주면에 3개의 돌기 주면이 균일하게 배치되어 있으며, 인접한 돌기 주면 사이에 점진적인 전이 주면이 형성되어 있고, 상기 플렉시블 내부 기어의 톱니부는 스틸 휠의 대응하는 외부 기어에 치합연결되고, 상기 스틸 휠은 외곽의 연결 플랜지를 통해 외부의 캐비닛에 고정연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 3차 하모닉 감속기는 추가로 다음 것을 특징으로 한다.

상기 스틸 휠의 외부 기어의 톱니 개수는 플렉시블 내부 기어의 톱니 개수보다 3개 많다.

상기 캠의 각 돌기 주면은 같은 구조를 가지며, 상기 캠의 각 점진적인 전이 주면은 같은 구조를 가진다.

상기 돌기 주면과 대응하는 플렉시블 내부 기어의 톱니부는 대응하는 위치의 상기 외부 기어의 톱니부와 치합되고, 상기 점진적인 전이 주면은 인접한 두 상기 돌기 주면을 연결하여 원활하게 전이되도록 하며, 상기 점진적인 전이 주면의 최내측 오목 영역과 대응하는 플렉시블 내부 기어의 영역이 톱니분리 영역이다.

상기 돌기 주면은 중심 최돌출점 및 양측 전이 아크를 포함하고, 상기 점진적인 전이 주면은 중심 최내측 오목 영역 및 양측 점진적인 전이 아크를 포함하고, 상기 돌기 주면과 대응하는 측의 전이 아크의 말단은 상기 점진적인 전이 주면의 대응하는 측의 점진적인 전이 아크의 말단에 연결된다.

상기 출력부분이 컵타입 구조이며, 이때 하모닉 감속기전체가 컵타입 하모닉 감속기이다.

상기 출력부분이 드레스 해트타입 구조이며 이때 하모닉 감속기 전체가 드레스 해트타입 하모닉 감속기이다.

상기 기술방안을 적용한 후 하모닉 감속기 장치는 파 발생기의 캠구조를 개선하여 플렉시블 내부 기어를 탄성 변형시켜 3개 돌기가 있는 구조가 되게 하는바 3개의 위치에서 대응하는 외부 기어에 동시에 치합되므로 기어 피치 오차와 누적 피치 오차가 기존의 하모닉 감속기의 위치 정확도 및 회전 정확도보다 높다. 회동과정에서, 톱니와 톱니면의 치합 접촉면이 더 많고, 치합의 톱니 개수가 전통적인 것보다 더 많으므로 단위면적당 하중이 더 적고 적재력 및 강성이 전통적인 정밀 감속기보다 더 높으며 3차 주파수 정밀 하모닉 감속기의 회동이 더 안정적일 뿐만 아니라 작동이 더 안정적이고 정확도가 더 높다.

도 1은 본 개시의 구조 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 구체적인 실시예1의 구조도이다.
도 3은 본 개시의 구체적인 실시예2의 구조도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 3차 하모닉 감속기는 파 발생기(1), 플렉시블 휠(2) 및 스틸 휠(3)을 포함하고, 플렉시블 휠(2)은 플렉시블 내부 기어(21) 및 출력부분(22)을 포함하고, 파 발생기(1)는 플렉시블 내부 기어(21)의 내부 장착 챔버 내에 배치되고, 파 발생기(1)는 입력축단부(11) 및 캠(12)을 포함하고, 캠(12)의 외주면과 플렉시블 내부 기어(21)의 내주면 사이에 플렉시블 베어링(4)이 배치되어 있고, 파 발생기(1)의 캠(12)은 구체적으로 3개 돌기가 있는 구조이며, 캠(12)의 외주면에 3개의 돌기 주면(121)이 균일하게 배치되어 있으며, 인접한 돌기 주면(121) 사이에 점진적인 전이 주면(122)이 형성되어 있고, 플렉시블 내부 기어(21)의 톱니부는 스틸 휠(3)의 대응하는 외부 기어(31)에 치합연결되고, 스틸 휠(3)은 외곽의 연결 플랜지(32)를 통해 외부의 캐비닛에 고정연결된다.

스틸 휠(3)의 외부 기어(31)의 톱니 개수는 플렉시블 내부 기어(21)의 톱니 개수보다 3개 많다.

캠(12)의 각 돌기 주면(121)은 같은 구조를 가지고, 캠(12)의 각 점진적인 전이 주면(122)은 같은 구조를 가진다.

돌기 주면(121)이 대응하는 플렉시블 내부 기어(21)의 톱니부는 대응하는 위치의 외부 기어(31)의 톱니부와 치합되고, 점진적인 전이 주면(122)은 입접한 두 돌기 주면(121)을 연결하여 원활하게 전이되도록 하며, 점진적인 전이 주면(122)의 최내측 오목 영역과 대응하는 플렉시블 내부 기어(21)의 영역이 톱니분리 영역이다.

돌기 주면(121)은 중심 최돌출점(1211) 및 양측 전이 아크(1212)를 포함하고, 점진적인 전이 주면(122)은 중심 최내측 오목 영역(1221) 및 양측 점진적인 전이 아크(1222)를 포함하며, 돌기 주면(121)의 대응측의 점진적인 전이 아크(1212)의 말단은 점진적인 전이 주면(122)의 대응측의 점진적인 전이 아크(1222)의 말단에 연결된다.

구체적인 실시예1

도 2를 참조하면 출력부분(22)이 컵타입 구조이며, 이때 하모닉 감속기 전체가 컵타입 하모닉 감속기이다.

구체적인 실시예2

도 3를 참조하면 출력부분(22)이 드레스 해트타입 구조이며, 이때 하모닉 감속기 전체가 드레스 해트타입 하모닉 감속기이다.

하모닉 감속기 장치는 파 발생기의 캠구조를 개선하여 플렉시블 내부 기어를 탄성 변형시켜 3개 돌기가 있는 구조가 되게 하는데 3개 위치에서 대응하는 외부 기어와 동시에 치합되므로 기어 피치 오차와 누적 피치 오차가 기존의 하모닉 감속기의 위치 정확도 및 회전 정확도보다 높다. 회동과정에서, 톱니와 톱니면의 치합 접촉면이 더 많고, 치합의 톱니 개수가 전통적인 것보다 더 많으므로 단위면적당 하중이 더 적고 적재력 및 강성이 전통적인 정밀 감속기보다 더 높으며 고차 주파수 정밀 하모닉 감속기의 회동이 더 안정적일

뿐만 아니라 작동이 더 안정적이고 정확도가 더 높다.

이상 본 개시의 구체적인 실시예에 대해 설명하였으나 이는 단지 본 개시의 바람직한 실시예일 뿐 본 개시의 실시 범위를 한정하지 않는다. 본 개시의 범위 내에서 진행한 균등한 변화 및 변경 등은 모두 본 특허청구범위에 속한다.

1 : 파 발생기
11 : 입력축단부
12 : 캠
121 : 돌기 주면
1211 : 중심 최돌출점
1212 : 전이 아크
122 : 점진적인 전이 주면
1221 : 중심 최내측 오목 영역
1222 : 점진적인 전이 아크
2 : 플렉시블 휠
21 : 플렉시블 내부 기어
22 : 출력부분
3 : 스틸 휠
31 : 외부 기어
32 : 연결 플랜지
4 : 플렉시블 베어링

Claims (7)

1. 파 발생기, 플렉시블 휠 및 스틸 휠을 포함하고, 상기 플렉시블 휠은 플렉시블 내부 기어 및 출력부분을 포함하고, 상기 파 발생기는 상기 플렉시블 내부 기어의 내부 장착 챔버 내에 배치되고, 상기 파 발생기는 입력축단부 및 캠을 포함하고, 상기 캠의 외주면과 상기 플렉시블 내부 기어의 내주면 사이에 플렉시블 베어링이 배치되고, 상기 파 발생기의 캠은 구체적으로 3개 돌기가 있는 구조이며, 상기 캠의 외주면에 3개의 돌기 주면이 균일하게 배치되어 있으며, 인접한 돌기 주면 사이에 점진적인 전이 주면이 형성되어 있고, 상기 플렉시블 내부 기어의 톱니부는 스틸 휠의 대응하는 외부 기어에 치합연결되고, 상기 스틸 휠은 외곽의 연결 플랜지를 통해 외부의 캐비닛에 고정연결된 것을 특징으로 하는 3차 하모닉 감속기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스틸 휠의 외부 기어의 톱니 개수는 플렉시블 내부 기어의 톱니 개수보다 3개 많은 것을 특징으로 하는 3차 하모닉 감속기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 캠의 각 돌기 주면은 같은 구조를 가지며, 상기 캠의 각 점진적인 전이 주면은 같은 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 3차 하모닉 감속기.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 돌기 주면과 대응하는 플렉시블 내부 기어의 톱니부는 대응하는 위치의 상기 외부 기어의 톱니부와 치합되고, 상기 점진적인 전이 주면은 인접한 두 상기 돌기 주면을 연결하여 원활하게 전이되도록 하며, 상기 점진적인 전이 주면의 최내측 오목 영역과 대응하는 플렉시블 내부 기어의 영역이 톱니분리 영역인 것을 특징으로 하는 3차 하모닉 감속기.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 돌기 주면은 중심 최돌출점 및 양측 전이 아크를 포함하고, 상기 점진적인 전이 주면은 중심 최내측 오목 영역 및 양측 점진적인 전이 아크를 포함하고, 상기 돌기 주면과 대응하는 측의 전이 아크의 말단은 상기 점진적인 전이 주면의 대응하는 측의 점진적인 전이 아크의 말단에 연결되는 것을 특징으로 하는 3차 하모닉 감속기.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 출력부분이 컵타입 구조이며, 이때 하모닉 감속기 전체가 컵타입 하모닉 감속기인 것을 특징으로 하는 3차 하모닉 감속기.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 출력부분이 드레스 해트타입 구조이며, 이때 하모닉 감속기 전체가 드레스 해트타입 하모닉 감속기인 것을 특징으로 하는 3차 하모닉 감속기.

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