SK782019U1 - Elektrický harmonický reduktor - Google Patents

Abstract

Elektrický harmonický reduktor je zložený zo statora (3) motora pevne uloženého na nosnom hriadeli (1) statora s integrovanými vývodkami (5) káblov, pevným spojením pripojeného k tuhému telesu (11) s vnútorným ozubením, a rotora (4) motora, pevne uloženého vnútri hriadeľa (2) rotora s nalisovaným pružným guľkovým ložiskom (7) na jeho vonkajšej eliptickej vačke (6), uloženého na ložiskách viazaných na nosný hriadeľ (1) statora a ložisko viazané k tuhému telesu (11) s vnútorným ozubením. K nosnému hriadeľu (1) statora a tuhému telesu (11) s vnútorným ozubením je valivým uložením viazaná výstupná príruba (10) reduktora, ku ktorej je pevným spojením pripojené krycie veko (12) reduktora a pevným spojením, cez spojku (9) vlnovca, pripojený pružný ozubený vlnovec (8), ktorý je vnútornou časťou nasunutý na pružné guľkové ložisko (7) a vonkajším ozubením vložený do záberu s vnútorným ozubením tuhého telesa (11).

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka elektrického harmonického reduktora (EHR) v oblasti strojárstva, elektrotechniky, manipulačnej, robotickej a automatizačnej techniky.

Doterajší stav techniky

Navrhované riešenie elektrického harmonického reduktora (EHR) s integráciou elektromotora priamo do generátora vln v súčasných usporiadaniach a vyhotoveniach harmonických prevodoviek/ieduktorov a pohonných jednotkách, nebolo a ani nie je všeobecne rozšírené. Súčasné harmonické prevodovky využívajú konvenčné usporiadanie generátora vln, pružného ozubeného prstenca a tuhého ozubeného kolesa do kompaktného celku s následným sériovým pripojením hriadeľa elektromotora k prírube generátora vln.

Riešenia súčasných harmonických prevodoviek/reduktorov s tradičným, sériovým, pripojením elektromotora ku generátoru vln plne pokrývajú potreby štandardných pohonných jednotiek. Aplikácia týchto konvenčných riešení, využívaných predovšetkým v robotickej technike ako robotické kĺby, však vyžaduje väčšie zástavbové rozmery a vyššiu hmotnosť pohonných jednotiek, čo v malom rozsahu pokrýva požiadavky na stavbu kĺbových a kolaboratívnych robotov.

Integrácia elektromotora priamo do generátora vln harmonického reduktora nie je rozšírená, v pohonných jednotkách/moduloch je preferované klasické pripojenie pohonného bloku k prírube harmonickej prevodovky. Príkladom takéhoto usporiadania je typová rada servo prevodoviek/aktuátorov od spoločnosti Harmónie drive AG, priamych pohonov pre kĺbové roboty od spoločnosti Kinavo a od spoločnosti Yaskawa America, Inc. a pod.

Navrhované konštrukčné riešenie predkladaného úžitkového vzoru je originálne. Na rozdiel od súčasných konvenčných riešení sériového pripojenia elektromotora k prírube harmonického reduktora v predkladanom návrhu je pôvodným návrhom riešenie priamej integrácie elektromotora do generátora vln harmonického reduktora.

Podstata technického riešenia

Elektrický harmonický reduktor zložený z funkčného bloku elektrického generátora vln, pružného ozubeného vlnovca, tuhého telesa s vnútorným ozubením a výstupnou prírubou ma stator motora pevne uložený na nosnom hriadeli statora s integrovanými vývodkami káblov, ktorý je pevným spojenímuchytený k tuhému telesu s vnútorným ozubením a rotor motora ma pevne uložený vnútri hriadeľa rotora s nalisovaným pružným guľôčkovým ložiskom na jeho vonkajšej eliptickej vačke, pričom hriadeľ rotora je uložený v ložiskách viazaných na nosný hriadeľ statora a ložisku viazanom k tuhému telesu s vnútorným ozubením K nosnému hriadeľu statora a tuhému telesu s vnútorným ozubením je valivým uložením viazaná výstupná príruba reduktora, ku ktorej je pevným spojením pripojené krycie veko reduktora a skrutkovým spojením cez spojku vlnovca, pevne pripojený pružný ozubený vlnovec, ktorý je vnútornou časťou nasunutý napružné guľôčkové ložisko a jeho vonkajším ozubením vsunutý do záberu s vnútomýmozubením tuhého telesa.

Spojenie týchto častí do jednotného celku vytvára kompaktný elektrický harmonický reduktor, ktorý svojím konštrukčným vyhotovením a svojimi vstupmi a výstupmi zaručuje jednoduchú montáž na nadväzujúce funkčné skupiny/uzly, možnosť jednoduchého rozšírenia o senzorické a elektronické vybavenie, možnosť konfigurácie, ako aj možnosť vytvoriť modulámu typovú a výkonovú radu elektrických harmonických reduktorov. EHR svojím usporiadaním a vnútornou stavbou funkčných uzlov predstavuje spoľahlivé riešenie elektrického harmonického reduktora pre robotické zariadenia, manipulátory a jednoúčelové prostriedky určené pre mechanizáciu a automatizáciu manipulačných a technologickýchprocesov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr. 1 je rez elektrickým harmonickým reduktorom

Na obr. 2 je zobrazenie usporiadania funkčného bloku elektrického generátora vln elektrického harmonického reduktora.

Na obr. 3 je zobrazenie usporiadania pružného ozubeného vlnovca elektrického harmonického reduktora.

Na obr. 4 je predný 3D pohľad na elektrický harmonický reduktor.

Na obr. 5 je zadný 3D pohľad na elektrický harmonický reduktor.

Na obr. 6 je rez elektrickým harmonickým reduktorom rozšíreným o senzorické vybavenie a riadiaci a elektronický blok.

S K 78-2019 U1

Na obr. 7 je predný 3D pohľad na elektrický harmonický reduktor rozšírený o senzorické vybavenie a riadiaci a elektronický blok

Na obr. 8 je zadný 3D pohľad na elektrický harmonický reduktor rozšírený o senzorické vybavenie a riadiaci a elektronický blok.

Na obr. 9 je 3D pohľad na elektrický harmonický reduktor rozšírený o senzorické vybavenie a riadiaci a elektronický blok s výstupnýmdrážkovaným hriadeľom

Na obr. 10 je 3D pohľad na elektrický harmonický reduktor rozšírený o senzorické vybavenie a riadiaci a elektronický blok s výstupnýmhriadeľom pre pero.

Príklady uskutočnenia

Príklad uskutočnenia elektrického harmonického reduktora je znázornený na obr. 1 až obr. 5. Elektrický harmonický reduktor je zložený z funkčného bloku elektrického generátora vln, pružného ozubeného vlnovca, tuhého telesa s vnútorným ozubením a výstupnou prírubou.

Funkčný blok elektrického generátora vln je riešený priamou integráciou elektromotora s reverzným usporiadaním statora a rotora do eliptického generátora vln tak, že stator 3 motora je pevne uložený na nosnom hriadeli 1 statora, pevne pripojenom k tuhému telesu lis vnútorným ozubením a rotor 4 motora je pevne uložený vnútri hriadeľa 2 rotora s nalisovaným špeciálnym pružným guľôčkovým ložiskom 7 na jeho vonkajšej eliptickej vačke 6, pričom hriadeľ 2 rotora je uložený na ložiskách viazaných na nosný hriadeľ 1 statora a ložisku viazanomk tuhému telesu 11 s vnútorným ozubením Kvýstupnej prírube 10 reduktora, ktorá je valivým uložením viazaná k nosnému hriadeľu 1 statora a tuhému telesu lis vnútorným ozubením, je pevným spojením, cez spojku 9 vlnovca, pripojený pružný ozubený vlnovec 8, ktorý je svojou vnútornou časťou nasunutý na špeciálne pružné guľôčkové ložisko 7 a zároveň svojím vonkajším ozubením vložený do záberu s vnútorným ozubením tuhého telesa 11. Krycie veko 12 reduktora je pevným spojením pripojené k výstupnej prírube 10 reduktora, t. j. táto montážna skupina má rotačný pohyb parametrický zodpovedajúci výkonovým parametrom EHR. Vývodky 5 káblov elektromotora, ktoré sú integrované v nosnom hriadeli 1 statora, slúžia na usporiadanie a vedenie káblov elektromotora.

Na obr. 6 až obr. 8 je znázornený príklad uskutočnenia rozšírenia elektrického harmonického reduktora o senzorické vybavenie a riadiaci a elektronický blok. Elektrický harmonický reduktor (EHR) je rozšírený o snímač otáčok motora slúžiaci na monitoring a riadenie otáčok motora, absolútny snímač polohy zabezpečujúci monitoring a riadenie presnosti polohy, elektrický rozvodný krúžok pre rozvod káblov v systéme a riadiaci a elektronický blok tak, že snímacia hlava 13 snímača otáčok motora je pevným spojením pripojená k nosnému hriadeľu 1 statora a snímací krúžok 14 snímača otáčok motora je pevným spojením pripojený k zadnej ploche hriadeľa 2 rotora. Riadiaci a elektronický blok 15 s integrovanou čítacou hlavou absolútneho snímača polohy je pevným spojením pripojený k nosnému hriadeľu 1 statora. Vstupné vývodky 18, slúžiace na vedenie a usporiadanie káblových rozvodov, sú pevným spojením pripojené k zadnej prírube 17 riadiaceho a elektronického bloku, ktorá je pevným spojením pripojená k tuhému telesu 11 s vnútorným ozubením Elektrický rozvodný krúžok 19 je svojou statickou časťou pevne spojený so zadnou prírubou 17 riadiaceho a elektronického bloku a svojou rotačnou časťou pripojený k vnútornému priemeru hriadeľa krycieho veka 12 reduktora, ktorý je valivým uložením viazaný k nosnému hriadeľu 1 statora. K hriadeľu krycieho veka 12 reduktora je pevným spojením pripojený krúžok 16 absolútneho snímača polohy.

Na obr. 9 až obr. 10 je znázornený príklad uskutočnenia rozšíreného elektrického harmonického reduktora o senzorické vybavenie a riadiaci a elektronický blok s rozličným vyhotovením krycieho veka reduktora. Krycie veko 12 elektrického harmonického reduktora je možné konštrukčne vyhotoviť s výstupnýmhriadeľom 21 pre pero alebo s výstupnýmdrážkovaným hriadeľom 20.

Priemyselná využiteľnosť

Navrhnutý elektrický harmonický reduktor (EHR) je určený pre širokú oblasť automatizačnej a robotickej techniky, predovšetkým pre skupiny, ktoré využívajú rotačné pohonné jednotky na realizáciu rotačných akyvných pohyboch svojich funkčných častí (ramien a pod.). Tieto pohyby sú základnými pohybmi kinematických štruktúr robotov a manipulačných zariadení, ktoré sú nasadzované do automatizovaných pracovísk, ku ktorým patria najmä výrobné pracoviská v automobilovom priemysle, elektrotechnickom priemysle, farmaceutickom priemysle ako aj v ďalších odvetviach priemyslu, kde je potreba dosiahnutia plynulého pohybu a vysokej presnosti pohybových mechanizmov pre realizáciu požadovaných pracovných/manipulačných úkonov, pri minimálnych zástavbových rozmeroch a nízkej hmotnosti.

Claims (11)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Elektrický harmonický reduktor zložený z funkčného bloku elektrického generátora vln, pružného ozubeného vlnovca, tuhého telesa s vnútorným ozubením a výstupnou prírubou, vyznačujúci sa tým, že stator (3) motora je pevne uložený na nosnom hriadeli (1) statora, ktorý je pevným spojením pripojený k tuhému telesu (11) s vnútorným ozubením a rotor (4) motora je pevne uložený vnútri hriadeľa (2) rotora s nalisovaným pružným guľôčkovým ložiskom (7) na jeho vonkajšej eliptickej vačke (6), pričom hriadeľ (2) rotora je uložený v ložiskách viazaných na nosný hriadeľ (1) statora a k ložisku viazanom k tuhému telesu (11) s vnútorným ozubením, ďalej že k nosnému hriadeľu (1) statora a tuhému telesu (11) s vnútorným ozubením je valivým uložením viazaná výstupná príruba (10) reduktora, pevným spojením spojená s krycím vekom (12) reduktora, ku ktorej je, pevným spojením, cez spojku (9) vlnovca, pripojený pružný ozubený vlnovec (8), ktorý je vnútornou časťou nasunutý na pružné guľôčkové ložisko (7) a vonkajším ozubením vložený do záberu s vnútomýmozubením tuhého telesa (11).

2. Elektrický harmonický reduktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že hriadeľ krycieho veka (12) reduktora je valivým uložením viazaný k nosnému hriadeľu (1) statora.

3. Elektrický harmonický reduktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, žev nosnom hriadeli (1) statora sú priamo integrované vývodky (5) káblov elektromotora.

4. Elektrický harmonický reduktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, žek nosnému hriadeľu (1) statoraje pevným spojením pripojená snímacia hlava (13) snímača otáčok motora.

5. Elektrický harmonický reduktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, žek zadnej ploche hriadeľa (2) rotora je pevným spojením pripojený snímací krúžok (14) snímača otáčok motora.

6. Elektrický harmonický reduktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, žek nosnému hriadeľu (1) statora je pevným spojením pripevnený riadiaci a elektronický blok (15) s integrovanou čítacou hlavou absolútneho snímačapolohy.

7. Elektrický harmonický reduktor podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, žek hriadeľu krycieho veka (12) reduktora je pevným spojením pripojený krúžok (16) absolútneho snímačapolohy.

8. Elektrický harmonický reduktor podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, žek tuhému telesu (11) s vnútorným ozubením je pevným spojením pripojená zadná príruba (17) riadiaceho a elektronického bloku.

9. Elektrický harmonický reduktor podľa nárokov la 8, vyznačujúci sa tým, že k zadnej prírube (17) riadiaceho a elektronického bloku sú pevným spojením pripojené vstupné vývodky (18).

10. Elektrický harmonický reduktor podľa nárokov 1, 2a 8, vyznačujúci sa tým, žek zadnej prírube (17) je pevným spojením, svojou statickou časťou, a k hriadeľu krycieho veka (12) reduktora, svojou rotačnou časťou,pripojený elektrický rotačný rozvod (19).

11. Elektrický harmonický reduktor podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že krycie veko (12) reduktora je vo vyhotovení s výstupným hriadeľom (21) pre pero, alebo s výstupným drážkovaným hriadeľom (20).