SK1572019U1

SK1572019U1 - Intelligent harmonic transmission with axial output

Info

Publication number: SK1572019U1
Application number: SK1572019U
Authority: SK
Inventors: Ing. Tkáč Peter
Original assignee: Ing. Tkáč Peter
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2021-01-13
Also published as: SK9122Y1

Abstract

Inteligentná harmonická prevodovka s axiálnym výstupom je zložená zo statora motora (2), pevne uloženého na nosiči (1) generátora vĺn, pevným spojením pripojeného k spojke (9) generátora vĺn a rotora (4) motora, pevne uloženého vnútri hriadeľa (3) rotora s nalisovaným pružným guľkovým ložiskom (6) na jeho vonkajšej eliptickej vačke (5), pričom hriadeľ (3) rotora je valivým uložením, cez ložisko (13) s obojstranným tesnením a ložisko (14) s obojstranným tesnením, viazaný na nosič (1) generátora vĺn. Pružný vlnovec (7), vnútorným priemerom nasadený na pružné guľkové ložisko (6), je svojím vonkajším ozubením vsunutý do záberu s vnútorným ozubením tuhého telesa (8), pevným spojením pripojeného k spojke (9) generátora vĺn, a svojou prírubou je pevným spojením pripojený k výstupnej prírube (10), viazanej k valivým telieskam (12), na ktoré je ďalej viazaný nosič (1) generátora vĺn, tuhé teleso (8) s vnútorným ozubením a krúžky (11) príruby, ktoré sú pevným spojením pripojené k výstupnej prírube (10).The intelligent harmonic gearbox with axial output consists of a motor stator (2) fixedly mounted on a wave generator carrier (1), firmly connected to a wave generator coupling (9) and a motor rotor (4) fixedly mounted inside the rotor shaft (3) with a pressed-in flexible ball bearing (6) on its outer elliptical cam (5), the rotor shaft (3) being a roller bearing, via a bearing (13) with a double-sided seal and a bearing (14) with a double-sided seal, bonded to the carrier (1) wave generator. The resilient bellows (7), fitted with an inner diameter to the resilient ball bearing (6), is engaged by its external toothing with the internal toothing of the rigid body (8), by a fixed connection connected to the wave generator coupling (9), and by its flange is a fixed connection. connected to an outlet flange (10) connected to rolling elements (12), to which a carrier (1) of a wave generator, a rigid body (8) with internal gearing and flange rings (11) are further connected, which are firmly connected to the outlet body. flanges (10).

Description

S K157-2019 U1S K157-2019 U1

Oblasť technikyTechnical field

Technické riešenie sa týka inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálny m výstupom v oblasti strojárstva, elektrotechniky, manipulačnej, robotickej a automatizačnej techniky.The technical solution concerns an intelligent harmonic gearbox with axial output in the field of mechanical engineering, electrical engineering, handling, robotic and automation technology.

Doterajší stav technikyPrior art

Navrhované riešenie usporiadania inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom a konfigurácia bloku jeho inteligentného generátora vln v súčasných usporiadaniach a vyhotoveniach harmonických prevodoviek nebolo a ani nie je všeobecne rozšírené.The proposed solution of the arrangement of an intelligent harmonic transmission with axial output and the configuration of the block of its intelligent wave generator in the current arrangements and embodiments of harmonic transmissions was not and is not generally widespread.

Súčasné harmonické prevodovky/reduktory, určené na redukciu otáčok motora a zvýšenie výstupného krútiaceho momentu motora, sú riešené integráciou generátora vln, pružného guľkového ložiska nalisovaného na špeciálnej eliptickej vačke generátora vln, pružného člena s vonkajšímozubeníma tuhého telesa s vnútorným ozubením do kompaktného celku. Tieto konvenčné riešenia integrácie uvedených komponentov do kompaktného celku harmonickej prevodovky plne pokrývajú potreby dosiahnutia precíznej redukcii rýchlosti, vysokej kapacity krútiaceho momentu, vysokej presnosti polohovania a vysokej tuhosti prevodu, vďaka čomu sú využívané ako transformačné bloky v pohonných moduloch a kĺboch, ktoré sú aplikované predovšetkým v robotickej a manipulačnej technike.Current harmonic gearboxes / reducers, designed to reduce engine speed and increase engine output torque, are solved by integrating a wave generator, a flexible ball bearing pressed on a special elliptical cam of a wave generator, a flexible member with external teeth of a rigid body with internal gearing into a compact unit. These conventional solutions for integrating these components into a compact harmonic transmission unit fully cover the need to achieve precise speed reduction, high torque capacity, high positioning accuracy and high transmission rigidity, making them used as transformer blocks in drive modules and joints, which are mainly applied in robotic and manipulation technology.

Integrácia elektrického pohonu s reverzným usporiadaním statora a rotora priamo do generátora vln nie je rozšírená, v harmonických prevodovkách/reduktoroch je preferovaná klasická integrácia hlavných častí prevodovky do jedného kompaktného celku s integrovanou prírubou, hriadeľom alebo spojkou v generátore vln pre následné sériové pripojenie k akčnému členu/motoru. Príkladom usporiadania harmonických prevodoviek s integráciou hlavných častí prevodovky do jedného kompaktného celku s integrovanou prírubou, hriadeľom alebo spojkou v generátore vln pre následné sériové pripojenie k akčnému členu/motoru sú typové rady s označením Cup Type a Silk Hat z kategórie harmonických prevodiek s označením Component sets od spoločnosti Harmónie Drive LLC, typové rady s označením With hollow shaft a Without hollow shaft z kategórie harmonických prevodiek s označením Component sets od spoločnosti Harmónie Drive AG, typové rady s označením Cup style a Hat style z kategórie harmonických prevodiek s označením Cone drive Harmónie Solutions od spoločnostiCone Drive a typové rady ďalších výrobcov harmonických prevodoviek.The integration of an electric drive with reverse stator and rotor arrangement directly into the wave generator is not widespread, in harmonic gearboxes / reducers the classic integration of main gearbox parts into one compact unit with integrated flange, shaft or coupling in the wave generator for subsequent serial connection to the actuator is preferred. / engine. An example of an arrangement of harmonic gearboxes with the integration of the main parts of the gearbox into one compact unit with integrated flange, shaft or coupling in the wave generator for subsequent series connection to the actuator / motor is the Cup Type and Silk Hat series from the category of harmonic gearboxes with the designation Component sets. from Harmónie Drive LLC, With hollow shaft and Without hollow shaft series from the Component sets category from Harmónie Drive AG, Cup style and Hat style series from the Cone drive category Harmonie Solutions from Cone Drive and the range of other harmonic gearbox manufacturers.

Zaujímavým riešením harmonických prevodoviek sú typové rady s označením Pancake z kategórie harmonických prevodiek s označením Component sets od spoločnostiHarmonicAn interesting solution for harmonic transmissions is the Pancake series from the category of harmonic transmissions with the Component sets designation from Harmonic.

Drive LLC a typové rady s označením Fiat gear z kategórie harmonických prevodoviek s označením Component sets od spoločnosti Harmónie Drive AG, ktoré sú však zložené zo štyroch hlavných častí - generátora vln s nalisovaným pružným guľkovým ložiskom, pružného vlnovca s vonkajším ozubením, dynamického tuhého telesa s vnútomýmozubením a tuhého telesa s vnútomýmozubenímDrive LLC and Fiat gear series from the Component sets category from Harmónie Drive AG, which, however, consist of four main parts - a wave generator with a pressed-in flexible ball bearing, a flexible bellows with external gearing, a dynamic rigid body with internal teeth and rigid body with internal teeth

Ďalším príkladom sú typové rady harmonických prevodoviek z integrovaným axiálno - radiálnym ložiskom a výstupnou prírubou z kategórie harmonických prevodoviek s označením Gear units od spoločnosti Harmónie Drive LLC, Harmónie Drive AG a ďalších výrobcov harmonických prevodoviek.Another example is the harmonic gearbox series with an integrated axial - radial bearing and output flange from the category of harmonic gearboxes marked Gear units from Harmony Drive LLC, Harmony Drive AG and other harmonic gearbox manufacturers.

Príkladom sériového pripojenia akčného člena/motora k vstupnej prírube generátora vln harmonickej prevodovky sú typové rady Hollow Shaft Actuators a Solid Shaft A ctuators.z kategórie s označenímRotary Actuators od spoločnosti Harmónie Drive LLC, typové rady Actuators with hollow shaft a Actuators without hollow shaft z kategórie s označením Servo products od spoločnosti Harmónie Drive AG a tiež ďalšie rotačné aktuátory/moduly od výrobcov harmonických prevodoviek a výrobcov rotačných modulov, využívaných predovšetkým v robotickej a manipulačnej technike. Tieto uvedené typové rady rotačných modulov/aktuátorov však neriešia integráciu akčného člena do generátora vln, využívajú klasické pripojenie motora a snímačov ku konvenčnej skladbe harmonickej prevodovky, čo ich klasifikuje do kategórie pohonných jednotiek s pripojeným transfomračným blokomExamples of serial connection of an actuator / motor to the input flange of a harmonic transmission wave generator are the Hollow Shaft Actuators and Solid Shaft A ctuators.z series from the Rotary Actuators category from Harmony Drive LLC, the Actuators with hollow shaft and Actuators without hollow shaft with the designation Servo products from Harmónie Drive AG as well as other rotary actuators / modules from manufacturers of harmonic gearboxes and manufacturers of rotary modules, used mainly in robotic and handling technology. However, these mentioned series of rotary modules / actuators do not solve the integration of the actuator into the wave generator, they use the classic connection of the motor and sensors to the conventional composition of the harmonic transmission, which classifies them into the category of power units with connected transformation block.

Navrhované konštmkčné riešenie predkladaného úžitkového vzonr je originálne. Na rozdiel od súčasných konvenčných riešení harmonických prevodoviek, v predkladanom návrhu, je pôvodným originálnym riešením priama integrácia elektromotora s reverzným usporiadaním statora a rotora do inteligentného generátora vln s nalisovaným gulkovým ložiskom na jeho eliptickej vačke, na ktoré je nasunutý pružný vlnovec s pripojenou výstupnou prírubou uloženou v axiálno - radiálnom ložisku, pričom vonkajšie ozubenie pružného vlnovca je vsunuté do záberu s vnútomýmozubením tuhého telesa.The proposed design solution of the presented utility model is original. Unlike current conventional harmonic gearbox solutions, in the present proposal, the original solution is the direct integration of an electric motor with reverse stator and rotor arrangement into an intelligent wave generator with a pressed ball bearing on its elliptical cam, on which a flexible bellows with attached output flange is mounted in an axial - radial bearing, the outer toothing of the flexible bellows being inserted into engagement with the inner teeth of the rigid body.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Inteligentná harmonická prevodovka s axiálnym výstupom, zložená z inteligentného generátora vln s nalisovaným pružným guľkovým ložiskom, pružného vlnovca s vonkajším ozubením, tuhého telesa s vnútornýmIntelligent harmonic gearbox with axial output, consisting of an intelligent wave generator with a pressed-in flexible ball bearing, a flexible bellows with external gearing, a rigid body with an internal

S K157-2019 U1 ozubením, valivých teliesok a výstupnej príruby, má stator motora pevne uložený na nosiči generátora vln, ktoiý je pevným spojením pripojený k spojke generátora vln a rotor motora má pevne uložený vo vnútri hriadeľa rotora s nalisovaným pružným guľkovým ložiskom, v mieste jeho eliptickej osi, na jeho vonkajšej eliptickej vačke, pričom hriadeľ rotora je valivým uložením, cez ložiská s obojstranným tesnením, viazaný na nosič generátora vln. Na vonkajší krúžok pružného gulkového ložiska je nasadený pružný vlnovec s vonkajším ozubením, ktorý je svojím vonkajším ozubením vsunutý do záberu s vnútorným ozubením tuhého telesa, pevným spojením viazaného k spojke generátora vln, a svojou prírubou je pevným spojením pripojený kvýstupnej prírube, ktorá je viazaná k valivým telieskam, na ktoré je ďalej viazaný nosič generátora vln, tuhé teleso s vnútorným ozubením akrúžky príruby, ktoré sú pevným spojením pripojené k výstupnej p rímb e.With K157-2019 U1 gearing, rolling elements and output flange, the motor stator is fixedly mounted on a wave generator carrier, which is firmly connected to the wave generator coupling and the motor rotor is fixedly mounted inside the rotor shaft with a pressed flexible ball bearing, in place its elliptical axis, on its outer elliptical cam, the rotor shaft being roll-mounted, via bearings with a double-sided seal, to the wave generator carrier. A resilient bellows with external gearing is mounted on the outer ring of the flexible ball bearing, which is inserted by its external toothing into engagement with the internal gearing of the rigid body, firmly connected to the wave generator coupling, and is connected by its flange to the output flange connected to rolling elements to which the wave generator carrier is further bonded, a rigid body with internal toothing and flange rings, which are connected to the outlet flange by a fixed connection.

Spojenie týchto častí do jednotného celku vytvára kompaktnú inteligentnú harmonickú prevodovku s axiálnym výstupom, ktorá svojím konštrukčným prevedením zaručuje jednoduchú montáž na nadväzujúce fúnkčné skupiny/uzly, možnosť jednoduchého rozšírenia o senzorické a elektronické vybavenie, bezpečnostný systém, ako aj možnosť konfigurácie a možnosť vytvoriť modulámu typovú a výkonovú radu inteligentných harmonických prevodoviek s axiálnym výstupom.Combining these parts into a single unit creates a compact intelligent harmonic gearbox with axial output, which with its design guarantees easy mounting on subsequent function groups / nodes, the possibility of easy expansion with sensor and electronic equipment, safety system, as well as configuration and the ability to create a module type and a power range of intelligent harmonic transmissions with axial output.

Inteligentná harmonická prevodovka s axiálny m výstup o m, svojim usporiadaním a vnútornou štruktúrou, predstavuje spoľahlivé riešenie inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom pre robotické zariadenia, predovšetkým pre kĺbové a kolaboratívne roboty, ale aj pre priemyselná roboty, manipulátory, otočné stoly a jednoúčelové prostriedky, ktoré sú určené pre mechanizáciu a automatizáciu manipulačných a technologickýchprocesovThe intelligent harmonic gearbox with axial output, its arrangement and internal structure, represents a reliable solution of the intelligent harmonic gearbox with axial output for robotic devices, especially for articulated and collaborative robots, but also for industrial robots, manipulators, rotary tables and single-purpose devices. are designed for mechanization and automation of handling and technological processes

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of figures in the drawings

Na obr. 1 je horizontálny rez inteligentnou harmonickou prevodovkou s axiálnym výstupom. Na obr. 2 je vertikálny rez inteligentnou harmonickou prevodovkou s axiálnym výstupom.In FIG. 1 is a horizontal section of an intelligent harmonic transmission with axial output. In FIG. 2 is a vertical section of an intelligent harmonic transmission with axial output.

Na obr. 3 je detailne zobrazenie vetracieho otvoru motora a vetracej zátky v inteligentnej harmonickej prevodovke s axiálnym výstupom.In FIG. 3 is a detailed view of the motor vent and vent plug in an intelligent harmonic transmission with axial output.

Na obr. 4 je detailne zobrazenie mazacieho otvoru a zátky mazacieho otvoru v inteligentnej harmonickej prevodovke s axiálnym výstupom.In FIG. 4 is a detailed view of the lubrication hole and lubrication hole plug in an intelligent harmonic transmission with axial output.

Na obr. 5 je 3D pohľad na hriadeľ rotora motora s nalisovaným pružným guľkovým ložiskom a rotorom motora.In FIG. 5 is a 3D view of a motor rotor shaft with a pressurized resilient ball bearing and a motor rotor.

Na obr. 6 je zadný 3D pohľad na inteligentnú harmonickú prevodovku s axiálny m výstup o m. Na obr. 7 je predný 3D pohľad na inteligentnú harmonickú prevodovku s axiálny m výstupom. Na obr. 8 je detailne zobrazenie pripojenia výstupného konektora káblov do integrovaného vývodu káblov inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 6 is a rear 3D view of an intelligent harmonic transmission with an axial output of m. In FIG. 7 is a front 3D view of an intelligent harmonic transmission with axial output. In FIG. 8 is a detailed illustration of the connection of the cable output connector to the integrated cable outlet of an axial output intelligent harmonic transmission.

Na obr. 9 je zadný 3D pohľad na pripojené výstupné konektoiy káblov inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 9 is a rear 3D view of the connected output connectors of the axial output smart harmonic transmission cables.

Na obr. 10 je zadný 3D pohľad na integrované vetracie otvory, vývody káblov motora a snímača polohy, aretačné vedenie elektromagnetického solenoidu a pasívne chladenie v nosiči generátoravln.In FIG. 10 is a rear 3D view of the integrated vents, motor and position sensor cable terminals, electromagnetic solenoid detent line, and passive cooling in the generator carrier.

Na obr. 11 je bočný 3D pohľad na uloženie a rozmiestnenie valivých teliesok inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 11 is a side 3D view of the mounting and arrangement of the rolling elements of an intelligent harmonic transmission with an axial output.

Na obr. 12 je 3D pohľad na uloženie a rozmiestnenie valivých tehesok inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 12 is a 3D view of the mounting and arrangement of rolling axes of an axial output intelligent harmonic transmission.

Na obr. 13 je predný 3D pohľad na inteligentný generátor vln inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 13 is a front 3D view of an intelligent wave generator of an intelligent harmonic transmission with axial output.

Na obr. 14 je predný 3D pohľad na pripojenie pružného vlnovca k výstupnej prírube inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 14 is a front 3D view of the connection of the flexible bellows to the output flange of the intelligent harmonic transmission with axial output.

Na obr. 15 je zadný 3D pohľad na pripojenie pružného vlnovca k výstupnej prírube inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 15 is a rear 3D view of the connection of the flexible bellows to the output flange of the intelligent harmonic transmission with axial output.

Na obr. 16 je predný 3D pohľad na tuhé teleso s vnútorným ozubením inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 16 is a front 3D view of a rigid body with internal gearing of an intelligent harmonic transmission with axial output.

Na obr. 17 je detailne zobrazenie statických a rotačných tesnení inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 17 is a detailed view of the static and rotary seals of an intelligent harmonic transmission with axial output.

Na obr. 18 je rez inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálny m výstupom s pripojenou bezpečnostnou brzdou, elektronickým a riadiacim blokom a chladičom.In FIG. 18 is a cross-sectional view of an intelligent harmonic transmission with axial output with a safety brake, an electronic and control block, and a heat sink connected.

Na obr. 19 je zadný 3D pohľad na inteligentnú harmonickú prevodovku s axiálnym výstupom s pripojenou bezpečnostnou brzdou, elektronickým a riadiacim blokom a chladičom.In FIG. 19 is a rear 3D view of an intelligent harmonic transmission with axial output with a safety brake, electronic and control block and heat sink connected.

Na obr. 20 je detailne zobrazenie výstupnej montážnej príruby inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 20 is a detailed view of the output mounting flange of an intelligent harmonic transmission with axial output.

S K157-2019 U1S K157-2019 U1

Na obr. 21 je zobrazený príklad integrácie inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom, s pripojenou bezpečnostnou brzdou, elektronickým a riadiacim blokom a chladičom, do otočného stola.In FIG. 21 shows an example of the integration of an intelligent harmonic transmission with an axial output, with a safety brake, an electronic and control block and a heat sink, connected to a rotary table.

Na obr. 22 je zobrazený príklad integrácie inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom, s pripojenou bezpečnostnou brzdou, elektronickým a riadiacim blokom a chladičom, do prvej pohybovej osi robotického zariadenia.In FIG. 22 shows an example of the integration of an intelligent harmonic transmission with an axial output, with a safety brake, an electronic and control block and a heat sink, connected to the first axis of motion of the robotic device.

Príklady uskutočneniaExamples of embodiments

Príklad uskutočnenia inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnymvýstupomje znázornený na obr. 1 až obr.16. Inteligentná harmonická prevodovka s axiálnym výstupom, zložená z inteligentného generátora vln s nalisovaným pružným guľkovým ložiskom, pružného vlnovca s vonkajším ozubením, tuhého telesa s vnútorným ozubením, valivých teliesok a výstupnej príruby, je riešená tak, že stator 2 motora má pevne uložený na nosiči 1 generátora vln, ktorý je pevným spojením pripojený k spojke 9 generátora vln a rotor 4 motora je pevne uložený vo vnútri hriadeľa 3 rotora s nalisovaným pružným guľkovým ložiskom 6 na jeho vonkajšej eliptickej vačke 5, pričom hriadeľ 3 rotora motora je valivým uložením, cez ložisko 13 s obojstranným tesnením a ložisko 14 s obojstranným tesnením, viazaný na nosič 1 generátora vln. Pružný vlnovec 7, ktorý je svojím vnútorným priemerom nasadený na vonkajší krúžok pružného guľkového ložiska 6, je svojím vonkajším ozubením vsunutý do záberu s vnútorným ozubením tuhého telesa 8, pevným spojením pripojeného k spojke 9 generátora vln, a svojou prírubou je pevným spojením pripojený k výstupnej prírube 10, ktorá je viazaná k valivým telieskam 12, na ktoré je ďalej viazaný nosič 1 generátora vln, tuhé teleso 8 s vnútorným ozubením a krúžky 11 príruby, ktoré sú pevným spojením pripojené k výstup nej prírub e 10.An exemplary embodiment of an intelligent harmonic transmission with axial output is shown in FIG. 1 to FIG. The intelligent harmonic gearbox with axial output, consisting of an intelligent wave generator with a pressed flexible ball bearing, a flexible bellows with external gearing, a rigid body with internal gearing, rolling elements and an output flange, is designed so that the stator 2 of the motor is firmly mounted on the carrier 1. a wave generator which is firmly connected to the wave generator coupling 9 and the motor rotor 4 is fixedly housed inside the rotor shaft 3 with a pressurized resilient ball bearing 6 on its outer elliptical cam 5, the motor rotor shaft 3 being a roller bearing, via a bearing 13 with a double-sided seal and a bearing 14 with a double-sided seal, bonded to the carrier 1 of the wave generator. The resilient bellows 7, which is mounted with its inner diameter on the outer ring of the resilient ball bearing 6, is inserted by its outer toothing into engagement with the inner toothing of the rigid body 8, fixedly connected to the wave generator coupling 9, and connected by its flange to the output a flange 10, which is connected to the rolling elements 12, to which the carrier 1 of the wave generator, a rigid body 8 with internal gearing and flange rings 11, which are firmly connected to the output flange 10, are further connected.

V nosiči 1 generátora vln je integrovaná vstupná príruba 20 elektromagnetického solenoidu, ku ktorej je, v prípade nepoužitia elektromagnetického solenoidu, pevne pripojená krycia zátka 22 s tesnenímzabraňujúca vniknutiu nečistôt do priestoru prevodovky, ďalej aretačné vedenie 26 elektromagnetického solenoidu, pasívny chladič 19 motora zabezpečujúci odvod tepla z motora inteligentného generátora vln, vetracie otvory 27 motora, ku ktorým sú pevným spojením pripevnené vetracie zátky 28, a vývody 18 káblov motora a snímača 15 polohy motora, ktorý je pevne pripojený k statoru 2 motora. Do integrovaných vývodov 18 káblov, zabezpečujúcich vedenie výstupných káblov motora a snímača 15 polohy motora k riadiacemu a elektronickému systému, sú pevne pripojené vývodky 21 káblov alebo pevne pripojené výstupné konektory 31 káblov snímača polohy a motora.An integrated flange 20 of the electromagnetic solenoid is integrated in the carrier 1 of the wave generator, to which, if the electromagnetic solenoid is not used, a cover plug 22 with a seal preventing the ingress of dirt into the gearbox, a locking line 26 of the electromagnetic solenoid, a passive motor cooler 19 from the motor of the intelligent wave generator, the ventilation openings 27 of the motor, to which the ventilation plugs 28 are fixedly connected, and the terminals 18 of the motor cables and the motor position sensor 15, which is fixedly connected to the stator 2 of the motor. Cable glands 21 or fixed output connectors 31 of the position sensor and motor cables are firmly connected to the integrated cable outlets 18, which route the output cables of the motor and the motor position sensor 15 to the control and electronic system.

V zadnej časti hriadeľa 3 rotora motora je integrovaný brzdový kotúč 17 bezpečnostnej brzdy, ktorý je predpripravený pre prípad použitia bezpečnostnej brzdy. Zadná príruba 23 elektronického a riadiaceho bloku, ktorá je integrovaná na zadnej ploche nosiča 1 generátora vln, slúži k možnému priamemu pripevneniu elektronického a riadiaceho bloku k inteligentnej harmonickej prevodovke s axiálnymvýstupom. Montážna príruba 24, ktorá je integrovaná v zadnej časti nosiča 1 generátora vln, slúži ako príruba pre pripevnenie nadväzujúcich časti, ako napríklad statická časť prvej osi manipulačného ramena, otočného stola a pod. Predná príruba 25, ktorá je integrovaná na vonkajšej ploche spojky 9 generátora vln, slúži k možnému pripevneniu prídavných komponentov ako napríklad snímača krútiaceho momentu, absolútneho snímača a pod. Mazanie inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnymvýstupomje riešené tak, že vo výstupnej prírube 10 je integrovaná dvojica mazacích otvorov 29, cez ktoré je zabezpečovaný prísun mazacej látky do priestoru inteligentnej harmonickej prevodovky. Do dvojice mazacích otvorov 29 sú pevne pripevnené krycie zátky 30 mazacích otvorov s tesnením, ktoré bránia vniknutiu nežiadúcich nečistôt do vnútorného priestoru inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom a úniku mazacej látky z vnútorného priestoru inteligentnej harmonickej prevodovky. V prípade potreby doplnenia mazacej látky vo vnútornom priestore inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnymvýstupom sa demontuje aspoň jedna krycia zátka 30 mazacieho otvoru s tesnením.In the rear part of the shaft 3 of the motor rotor there is an integrated brake disc 17 of the safety brake, which is prepared for the use of the safety brake. The rear flange 23 of the electronic and control block, which is integrated on the rear surface of the carrier 1 of the wave generator, serves for the possible direct attachment of the electronic and control block to the intelligent harmonic transmission with axial output. The mounting flange 24, which is integrated in the rear part of the wave generator carrier 1, serves as a flange for attaching subsequent parts, such as a static part of the first axis of the handling arm, the rotary table and the like. The front flange 25, which is integrated on the outer surface of the coupling 9 of the wave generator, serves for the possible attachment of additional components such as a torque sensor, an absolute sensor and the like. Lubrication of the intelligent harmonic transmission with axial output is solved in such a way that a pair of lubrication holes 29 is integrated in the output flange 10, through which the supply of lubricant to the space of the intelligent harmonic transmission is ensured. Lubrication cover caps 30 with a seal are firmly attached to the pair of lubrication holes 29 to prevent unwanted contaminants from entering the interior of the smart harmonic transmission with axial output and leaking lubricant from the interior of the smart harmonic transmission. If it is necessary to add lubricant in the interior of the intelligent harmonic gearbox with axial output, at least one cover plug 30 of the lubrication hole with a seal is removed.

Na obr. 17 je detailne zobrazenie osadenia a rozmiestnenia statických a rotačných tesnení inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom, ktoré zabraňujú úniku mazacej látky z vnútra inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnymvýstupom, ale aj vniknutiu nečistôt do vnútra prevodovky z okolitého prostredia. Utesnenie inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnymvýstupomje riešené tak, že rotačné hriadeľové tesnenie 32 valivých teliesok je fixovane ku krúžku 11 príruby, pripojeného k zadnej časti výstupnej príruby 10, a viazané k vonkajšiemu priemeru nosiča 1 generátora vln a rotačné hriadeľové tesnenie 33 valivých teliesok je fixované ku krúžku 11 príruby, pripojeného k prednej časti výstupnej príruby 10, a viazané k vonkajšiemu priemeru spojky 9 generátora vln alebo k vonkajšiemu priemeru tuhého telesa 8 s vonkajším ozubením. Rotačné hriadeľové tesnenie 16 hriadeľa rotora, ktoré je fixovane k nosiču 1 generátora vln a viazané k hriadeľu 3 rotora motora, plní funkciu zabránenia vniknutiu mazacej látky do zadného priestoru inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 17 is a detailed view of the mounting and arrangement of static and rotary seals of the axial output smart harmonic transmission, which prevent lubricant from escaping from inside the axial output smart harmonic gearbox but also dirt from entering the gearbox interior from the environment. The sealing of the intelligent harmonic transmission with axial output is solved so that the rotary shaft seal 32 of the rolling elements is fixed to the flange ring 11 connected to the rear part of the output flange 10 and bound to the outer diameter of the wave generator carrier 1 and the rotary shaft seal 33 is fixed to the rolling elements. a flange ring 11 connected to the front part of the outlet flange 10 and bonded to the outer diameter of the wave generator coupling 9 or to the outer diameter of the rigid body 8 with external gearing. The rotary shaft seal 16 of the rotor shaft, which is fixed to the wave generator carrier 1 and connected to the motor rotor shaft 3, serves to prevent the ingress of lubricant into the rear space of the intelligent harmonic transmission with axial output.

Statické tesnenia 43 výstupnej príruby sú osadené vo vnútorných radiálnych tesniacich drážkach 34 príruby, integrovaných vo výstupnej príruby 10, a statické tesnenia 44 výstupnej príruby sú osadené vo vnútorThe static seals 43 of the outlet flange are fitted in the inner radial sealing grooves 34 of the flange integrated in the outlet flange 10, and the static seals 44 of the outlet flange are fitted in the inner

S K157-2019 U1 ných axiálnych tesniacich drážkach 35 výstupnej príruby, integrovaných vo výstupnej príruby 10. Statické tesnenia 43 výstupnej príruby a statické tesnenia 44 výstupnej príruby v zostave inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom plnia funkciu utesnenie pevného spojenia výstupnej príruby 10 s krúžkami 11 príruby. Utesnenie pevného spojenia spojky 9 generátora vln s tuhým telesom 8 s vnútorným ozubením zabezpečuje statické tesnenie 45 tuhého telesa, ktoré je osadené vo vnútornej axiálnej tesniacej drážke 36 tuhého telesa, integrovanej v tuhom telesa 8 s vnútorným ozubením, a statické tesnenie 46 spojky, ktoré je osadené vo vnútornej axiálnej tesniacej drážke 37 spojky, integrovanej v spojke 9 generátora vln. Statické tesnenie 51, osadené vo vnútornej radiálnej tesniacej drážke 42 nosiča generátora vln, integrovanej v nosiči 1 generátora vln, zabezpečuje utesnenie pevného spojenia spojky 9 generátora vln s nosičom 1 generátora vln. Funkciu utesnenie vnútorného a vonkajšieho krúžku ložiska 13 s obojstranným tesnením zabezpečuje statické tesnenie 50, osadené vo vnútornej radiálnej tesniacej drážke 41 nosiča generátora vln, integrovanej v nosiči 1 generátora vln, a statické tesnenie 48, osadené vo vonkajšej radiálnej tesniacej drážke 39 hriadeľa rotora, integrovanej v hriadeli 3 rotora. Utesnenie vnútorného a vonkajšieho krúžku ložiska 14 s obojstranným tesnením zabezpečuje statické tesnenie 49, osadené vo vnútornej radiálnej tesniacej drážke 40 nosiča generátora vln, integrovanej v nosiči 1 generátora vln, a statické tesnenie 47, osadené vo vonkajšej radiálnej tesniacej drážke 38 hriadeľa rotora, integrovanej v hriadeli 3 rotora motora.S K157-2019 U1 axial sealing grooves 35 of the outlet flange integrated in the outlet flange 10. The static seals 43 of the outlet flange and the static seals 44 of the outlet flange in the axial output intelligent harmonic transmission assembly seal the function of sealing the fixed connection of the outlet flange 10 with the flange rings 11. . The sealing of the fixed connection of the coupling 9 of the wave generator with the rigid body 8 with internal gearing provides a static seal 45 of the rigid body which is fitted in the inner axial sealing groove 36 of the rigid body integrated in the rigid body 8 with internal gearing and a static seal 46 of the coupling which is fitted in the inner axial sealing groove 37 of the coupling, integrated in the coupling 9 of the wave generator. The static seal 51, fitted in the inner radial sealing groove 42 of the wave generator carrier, integrated in the wave generator carrier 1, ensures the sealing of the fixed connection of the coupling 9 of the wave generator with the carrier 1 of the wave generator. The function of sealing the inner and outer rings of the double-sealed bearing 13 is provided by a static seal 50 mounted in the inner radial sealing groove 41 of the wave generator carrier integrated in the wave generator carrier 1 and a static seal 48 mounted in the outer radial sealing groove 39 of the rotor shaft integrated. in shaft 3 rotor. The sealing of the inner and outer rings of the double-sealed bearing 14 provides a static seal 49 mounted in the inner radial sealing groove 40 of the wave generator carrier integrated in the wave generator carrier 1 and a static seal 47 mounted in the outer radial sealing groove 38 of the rotor shaft integrated in shaft 3 rotor motor.

Na obr. 18 až obr. 19 je zobrazená inteligentná harmonická prevodovka s axiálny m výstupom s pripojenou bezpečnostnou brzdou, elektronickým a riadiacim blokom a chladičom. K inteligentnej harmonickej prevodovke s axiálnym výstupom je možné pripojiť bezpečnostnú brzdu, elektronický a riadiaci blok a chladič tak, že elektronický a riadiaci blok 53 je pevne pripojený k zadnej prírube 23 elektronického a riadiaceho bloku, ktorá je integrovaná v nosiči 1 generátora vln. Chladič 54, ktorý je pevným spojením pripojený k elektronickému a riadiacemu bloku 53, slúži na chladenie elektronického a riadiaceho bloku 53 ako aj pre prípadne dodatočné chladenie elektromotora inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom.In FIG. 18 to FIG. 19 shows an intelligent harmonic gearbox with axial output with connected safety brake, electronic and control unit and heat sink. A safety brake, an electronic and control block and a heat sink can be connected to the intelligent harmonic transmission with axial output so that the electronic and control block 53 is fixedly connected to the rear flange 23 of the electronic and control block which is integrated in the wave generator carrier 1. The heat sink 54, which is firmly connected to the electronic and control units 53, serves to cool the electronic and control units 53 as well as to possibly additionally cool the electric motor of the intelligent harmonic transmission with axial output.

Bezpečnostná brzda, skladajúca sa z brzdového kotúča 17 a elektromagnetického solenoidu 52, je riešená tak, že elektromagnetický solenoid 52 je pevným spojením pripojený k vstupnej prírube 20 elektromagnetického solenoidu a brzdový kotúč 17 je integrovaný v zadnej časti hriadeľa 3 rotora. Princíp činnosti bezpečnostnej brzdy spočíva v aietácií hriadeľa rotora motora pri vypnutí motora tak, že po vypnutí motora sa vysunie hriadeľ elektromagnetického solenoidu 52 do jednej z drážok brzdného kotúča 17, pričom hriadeľ elektromagnetického solenoidu je vedený v aietačnom vedení 26 elektromagnetického solenoidu, čím je zabezpečené nežiadúce poškodenie hriadeľa elektromagnetického solenoidu 52.The safety brake, consisting of a brake disc 17 and an electromagnetic solenoid 52, is designed such that the electromagnetic solenoid 52 is firmly connected to the input flange 20 of the electromagnetic solenoid and the brake disc 17 is integrated in the rear part of the rotor shaft 3. The principle of operation of the safety brake is to rotate the shaft of the motor rotor when the motor is switched off so that after switching off the motor the shaft of the electromagnetic solenoid 52 slides into one of the grooves of the brake disc 17, the shaft of the electromagnetic solenoid being guided in the guide line 26 electromagnetic solenoid shaft damage 52.

Na obr. 20 je detailne zobrazenie montážneho výstupu inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom. Montážny výstup inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnymvýstupomje tvorený krúžkami 11 príruby s integrovanou montážnou plochou 55 montážneho výstupu na vonkajšej ploche krúžkov 11 príruby, priechodnými otvormi 56 montážneho výstupu, zabezpečujúcimi prechod k montážnym závitom 57 montážneho výstupu, integrovaných vo výstupnej prírube 10, a vnútornou radiálnou tesniacou drážkou 58 montážneho výstupu, integrovanou na vonkajšom priemere krúžkov 11 príruby, ktorá slúži pre osadenie statického tesnenia, ktoré je osadené pri spájaní nadväzujúcej časti z dôvodu utesnenia nadväzujúcej časti.In FIG. 20 is a detailed view of the mounting output of an intelligent harmonic transmission with an axial output. The mounting output of an intelligent harmonic gearbox with axial output is formed by flange rings 11 with an integrated mounting surface 55 of the mounting output on the outer surface of the flange rings 11, through holes 56 of the mounting output providing transition to mounting mounting threads 57 integrated in the output flange 10 and an inner radial seal. a groove 58 of the mounting outlet, integrated on the outer diameter of the rings 11 of the flange, which serves to fit a static seal, which is fitted when joining the adjoining part due to the sealing of the adjoining part.

Na obr. 21 je zobrazený príklad integrácie inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom, s pripojenou bezpečnostnou brzdou, elektronickým a riadiacim blokom a chladičom, do otočného stola. Integrácia inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom, s pripojenou bezpečnostnou brzdou, elektronickým a riadiacim blokom a chladičom, do otočného stola je riešená tak, že k montážnej prírube je pevným spojením pripojená statická časť otočného sto la a k montážnemu výstupu je pevne pripojená rotačná časť otočného stola.In FIG. 21 shows an example of the integration of an intelligent harmonic transmission with an axial output, with a safety brake, an electronic and control block and a heat sink, connected to a rotary table. The integration of an intelligent harmonic gearbox with axial output, with connected safety brake, electronic and control block and heat sink, into the turntable is solved so that the static part of the turntable is firmly connected to the mounting flange and the rotating part of the turntable is firmly connected to the mounting output. .

Na obr. 22 je zobrazený príklad integrácie inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom, s pripojenou bezpečnostnou brzdou, elektronickým a riadiacim blokom a chladičom, do prvej pohybovej osi robotického zariadenia. Integrácia inteligentnej harmonickej prevodovky s axiálnym výstupom, s pripojenou bezpečnostnou brzdou, elektronickým a riadiacim blokom a chladičom, do prvej pohybovej osí robotického je riešená tak, že k montážnej prírube je pevným spojením pripojená základňa robotického zariadenia a k montážnemu výstupu je pevne pripojené nadväzujúce rameno.In FIG. 22 shows an example of the integration of an intelligent harmonic transmission with an axial output, with a safety brake, an electronic and control block and a heat sink, connected to the first axis of motion of the robotic device. The integration of an intelligent harmonic gearbox with axial output, with connected safety brake, electronic and control block and heat sink, into the first robotic axis of motion is solved by firmly connecting the base of the robotic device to the mounting flange and firmly connected to the mounting output.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Navrhnutá inteligentná harmonická prevodovka s axiálnymvýstupomje určená pre širokú oblasť robotickej a manipulačnej techniky, hlavne pre manipulačné zariadenia, otočné stoly, kĺbové, kolaboratívne a priemyselné roboty, ktoré sú nasadzované do automatizovaných pracovísk inštalovaných v obmedzených operačných priestoroch, ku ktorým patria najmä výrobné pracoviská v automobilovom priemysle, elektrotechnickom priemysle, farmaceutickom priemysle ako aj v ďalších odvetviach priemyslu, kde sú kladené vysoké nároky na prenos axiálnych a radiálnych síl, klopného momentu, presnosť polohovania, plynulosť pohybu pohybových mechanizmov pri realizácii požadovaných pracovných/manipulačných úkonov.The designed intelligent harmonic gearbox with axial output is designed for a wide range of robotic and handling technology, especially for handling equipment, rotary tables, articulated, collaborative and industrial robots, which are used in automated workplaces installed in limited operating spaces, which include mainly production workplaces in automotive industry, electrical industry, pharmaceutical industry as well as in other industries, where high demands are placed on the transmission of axial and radial forces, tilting moment, positioning accuracy, fluidity of movement of movement mechanisms in the implementation of the required work / handling operations.

S K157-2019 U1S K157-2019 U1

Navrhovaná inteligentná harmonická prevodovka s axiálnym výstupom svojimi funkciami a vlastnosťami napĺňa požiadavky harmonických prevodoviek predurčených na stavbu nie len kĺbových robotov, ale aj pri stavbe robotických a manipulačných ramien a periférnych zariadení robotických systémov.The proposed intelligent harmonic gearbox with axial output with its functions and properties meets the requirements of harmonic gearboxes predestined not only for the construction of articulated robots, but also in the construction of robotic and handling arms and peripheral devices of robotic systems.

Claims

S K157-2019 U1

CLAIMS FOR PROTECTION

An intelligent harmonic gearbox with axial output, consisting of an intelligent wave generator with a pressed-in flexible ball bearing, a flexible bellows with external gearing, a rigid body with internal gearing, rolling weights and an output flange, characterized in that the motor stator (2) is fixed mounted on a wave generator carrier (1) which is firmly connected to the wave generator coupling (9) and the motor rotor (4) is fixedly housed inside the rotor shaft (3) with a pressurized spring ball bearing (6) on its outer elliptical cam (5). ), the rotor shaft (3) being a roller bearing, via a bearing (13) with a double-sided seal and a bearing (14) with a double-sided seal, bonded to the carrier (1) of the wave generator, furthermore that the resilient bellows (7) is its inner mounted on the outer ring of the flexible ball bearing (6), is inserted by its external toothing into engagement with the internal toothing of the rigid body (8), by a fixed connection connected to the coupling (9) of the wave generator, and by its manual is connected by a fixed connection to an outlet flange (10) which is connected to rolling elements (12), to which a carrier (1) of a wave generator, a rigid body (8) with internal gearing and flange rings (11) are further connected, which are connected to the outlet flange (10) by a fixed connection.

Intelligent harmonic gearbox with axial output m according to Claim 1, characterized in that a motor position sensor (15) is fixedly connected to the motor stator (2).

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 1 or 2, characterized in that the carrier (1) of the wave generator are integrated terminals (18) of the motor cables and the position sensor.

Intelligent harmonic gearbox with axial output according to Claim 1, characterized in that an input flange (20) of an electromagnetic solenoid, a locking line (26) of the electromagnetic solenoid, a passive motor cooler (19) are integrated in the wave generator carrier (1). and engine vents (27).

Intelligent harmonic transmission with axial output according to claim 3, characterized in that cable glands (21) or output connectors (31) of position sensor and motor cables are fixedly connected to the terminals (18) of the motor cables and the position sensor.

An intelligent harmonic transmission with an axial output according to claim 4, characterized in that a cover plug (22) with a seal or an electromagnetic solenoid (43) is fixedly connected to the input flange (20) of the electromagnetic solenoid.

Intelligent harmonic transmission with axial output according to claim 4, characterized in that ventilation plugs (28) are fixedly connected to the ventilation openings (27) of the motor.

Intelligent harmonic transmission with axial output o according to claim 1, characterized in that a brake disc (17) of the safety brake is integrated in the rear part of the rotor shaft (3).

Axial output intelligent harmonic transmission according to Claim 1, characterized in that a rear flange (23) of the electronic and control block is integrated on the outer surface of the wave generator carrier (1).

Axial output intelligent harmonic transmission according to Claim 1, characterized in that a mounting flange (24) of the intelligent harmonic transmission is integrated in the rear part of the wave generator carrier (1).

Axial output intelligent harmonic transmission according to Claim 1, characterized in that a front flange (25) of additional components is integrated on the outer surface of the coupling (9) of the wave generator.

Intelligent harmonic gearbox with axial output according to Claim 1, characterized in that lubrication openings (29) are integrated in the output flange (10).

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 12, characterized in that lubrication hole covers (30) are fastened to the lubrication openings (29).

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 1, characterized in that a rotary shaft seal (32) is fixed to the flange ring (11) and connected to the outer diameter of the wave generator carrier (1).

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 1, characterized in that a rotary shaft seal is fixed to the flange ring (11) and to the outer diameter of the wave generator coupling (9) or to the outer diameter of the rigid body (8). (33).

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 1, characterized in that a rotary shaft seal (16) is fixed to the wave generator carrier (1) and connected to the motor rotor shaft (3).

Axial output intelligent harmonic transmission according to Claim 1, characterized in that an inner radial sealing groove (40) of the wave generator carrier is integrated in the wave generator carrier (1) with a fitted static seal (49) of the wave generator carrier, an inner radial sealing groove (41)

With K157-2019 U1 a wave generator carrier with fitted static seal (50) of the wave generator carrier and an inner radial sealing groove (42) of the wave generator with fitted static seal (51) of the wave generator carrier.

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 1, characterized in that inner radial sealing grooves (34) of the outlet flange with fitted static outlet flange seals (43) and inner axial sealing grooves (35) are integrated in the output flange (10). ) of the outlet flange with fitted static seals (44) of the outlet flange.

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 1, characterized in that an outer radial sealing groove (38) of the rotor shaft with a fitted static seal (47) of the rotor shaft and an outer radial sealing groove (39) are integrated in the motor rotor shaft (3). ) of the rotor shaft with fitted static seal (48) of the rotor shaft.

Axial output intelligent harmonic transmission according to Claim 1, characterized in that an inner rigid body axial sealing groove (36) with a fitted static rigid body seal (45) is integrated in the rigid body (8).

Axial output intelligent harmonic transmission according to Claim 1, characterized in that an inner axial sealing groove (37) of the coupling with a fitted static seal (46) of the generator coupling is integrated in the wave generator coupling (9).

Axial output intelligent harmonic transmission according to Claim 4, characterized in that an electromagnetic solenoid (52) is connected to the input flange (20) of the electromagnetic selenoid in a fixed connection.

Axial output intelligent harmonic transmission according to Claim 9, characterized in that the electronic and control blocks (53) are connected to the rear flange (23) of the electronic and control blocks by a fixed connection.

Axial output intelligent harmonic transmission according to Claim 23, characterized in that a heat sink (54) is connected to the electronic and control blocks (53) in a fixed connection.

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 1, characterized in that a mounting surface (55) for the mounting output is integrated on the outer surface of the flange rings (11).

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 1, characterized in that through-holes (56) of the mounting output are integrated in the flange rings (11).

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 1, characterized in that an inner radial sealing groove (58) of the mounting output is integrated in the flange rings (11).

Axial output intelligent harmonic gearbox according to Claim 1, characterized in that mounting threads (57) of the mounting output are integrated in the output flange (10).

11 drawings