TWI558935B - A gear reducer with a self-locking function, a cam profile and a socket profile forming method, and a compound reduction gear - Google Patents

A gear reducer with a self-locking function, a cam profile and a socket profile forming method, and a compound reduction gear Download PDF

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Chia Sheng Liang
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Description

具自鎖功能之波動減速器、其凸輪輪廓與承窩輪廓的形成方法及複合式減速裝置
本發明涉及減速器的結構配置技術，特別有關一種具自鎖功能之波動減速器、其凸輪輪廓與承窩輪廓的形成方法及其複合式減速裝置。
在傳統減速器的結構技術領域中，本發明所要探討的自鎖功能，係指由一主動件負載動力而驅動一從動件產生既定減速比的正轉出力(假設是正轉)，當該主動件未負載動力而成為自由端時，縱使該從動件負載有動力(包含外界動力源所施加的驅動力，或由從動件自身或其連動構件自身重力所生成的扭矩而產生動力)，也不能驅動自由端的主動件產生反轉，即稱為自鎖；而且，所述自鎖，專指生成於主動件與從動件相互囓觸的齒面之間，但不包括以其它會增加構件配製成本的活動鎖閂等配置(例如是可被驅動而往復位移的擋桿或定位閂或梢等)。
傳統所見的減速器，一般包括有蝸桿驅動蝸輪的機構、行星齒輪組、旋波傳動器(spin-wave driver)等，其中只有蝸桿驅動蝸輪的機構，可憑藉蝸桿與蝸輪之齒面間的相囓角度設計，而產生上述的自鎖功能。
請合併參閱圖1及圖2所示，分別揭露出傳統蝸桿與蝸輪的配置及其導程角的示意，說明一般蝸桿71與蝸輪72相囓的齒面之間具有一導程角α(或稱磨擦角)，對蝸桿71而言，此一導程角α是由蝸桿導程L與蝸桿圓周長S之間的斜率構成；其中，作為主動件的蝸桿71產生自轉時，會經由蝸 桿71的齒面71a對作為從動件之蝸輪72的齒面72a施加一正向力F，當該正向力F於導程角α之正旋方向產生的分力Fsinα小於蝸桿71與蝸輪72之間的齒面71a、72a所生成的摩擦力μ×Fcosα時(μ為所述齒面71a、72a間的磨擦係數)，亦即Fsinα<μ×Fcosα時即會產生自鎖；換言之，有此自鎖設計的情況下，蝸輪72即無法憑藉所述齒面71a、72a之間的相囓而反向驅動蝸桿71產生逆轉。因此，自鎖功能的優點在於保護減速機構中各傳動組件之間免於發生非預期性的逆向轉動而遭致損壞或危險。
除了上述蝸桿驅動蝸輪的機構之外、傳統所見的行星齒輪組與旋波傳動器，截至目前，都未見有搭載所述自鎖功能的設計。由於傳統的旋波傳動器與行星齒輪組均為典型的減速傳動機構。其中，旋波傳動是一種可以產生旋波的減速機構；旋波傳動的原理，最早可見由C.W.Musser於1955年提出申請的美國發明第2906143號專利所揭露的諧波傳動(harmonic driver)；其次，經過不斷的改進，例如美國第5643128號專利，更進一步的揭露出旋波傳動(或稱旋波減速)機構的構件細節。
相較於傳統行星齒輪，傳統旋波傳動能提供較多的囓合齒數及較大的傳動範圍，因此在整體減速比的出力值上，旋波傳動相對的具有較佳的傳動精度及傳動效率。
且知，先前技術中並未公開有關本發明所涉及的波動減速器(wave-motion)，傳統技術中較為接近者，首推為上述的旋波傳動機構。
傳統旋波傳動機構的組成，由內而外包括同軸配置有一凸輪(cam)(或稱波形產生器wave generator)、多數個滾子(rollers)及一承窩輪(具有特殊內齒型鋼輪circular spline wheel)；其中該凸輪通常作為入力軸，所述多數個滾子是圍繞的配置於凸輪與承窩輪之間，且承窩輪上呈環狀的佈設有多 數個滾子之中的部分滾子囓觸於承窩輪的對應承窩之中，以驅動珠環產生減速比的出力轉動。
進一步的說，由上述專利所揭技術可以知悉，傳統旋波傳動機構中每一承窩包括由一齒谷的雙側分別延伸形成斜傾狀的齒面，且雙側齒面並延伸連接至雙側的齒峰，使得每一承窩的輪廓形狀概略呈V形。由於旋波傳動過程中所述的多個滾子之中只有部分滾子會接受凸輪輪面的驅動而囓觸承窩的齒面，因此承窩的齒面是傳達滾子驅動力的有效接觸面；其次，例如前述的美國第5643128號專利中，揭露於所述凸輪與承窩輪之間還配置有一容載多個滾子用的珠環(rollers ring)，在部分實施上該珠環亦可作為出力端，而使得凸輪的驅動力能經由承窩齒面的傳遞而對滾子提供分力去推動珠環產生減速比的出力轉動。
由上述可知，承窩的齒面不但能作為傳達作用力的有效接觸面，還可以作為對滾子提供凸輪所產生之分力的有效接觸面；此外，在旋波傳動過程中還可以進一步察覺，當凸輪輪面推引滾子接觸承窩齒面的過程中，該被推引的滾子包含朝著凸輪軸心的徑向以及圓周角方向產生位移，這也將影響到所述齒面是否能充分的或真實的作為傳達作用力及提供凸輪所產生之分力的有效接觸面；雖然，在整體減速比的出力值上，傳統旋波傳動能維持良好的傳動精度及傳動效率；但是，先前技術中僅揭露承窩的輪廓概略呈V形，並沒有進一步揭露、探討或教示該承窩與凸輪的輪廓形成技術是否足以有效傳遞作用力，例如入力軸旋轉半周時滾子會進入下一個承窩位置，此過程的速度會因V形承窩輪廓的定義不明，導致滾子進入下一承窩的速度不穩定，乃至於影響到傳統旋波傳動器的出力端在細微轉動角度上的傳動精度。
有鑑於此，本發明之一目的，旨在取用波動減速 器(wave-motion driver)來改善傳統旋波傳動機構的出力端在細微轉動角度上的傳動精度不足的問題，本發明更進一步設計該波動減速器中的凸輪，使得凸輪、滾子、珠環與承窩之間能於反向傳動時能產生自鎖，解決傳統旋波傳動機構沒有具備自鎖功能的問題。
其中，本發明所定義的波動減速器，其具備的凸輪、滾子、珠環與承窩輪等主要構件的機能，概括與傳統旋波傳動機構相同，但是本發明之波動減速器(或稱波動傳動器)所產生的傳動波形排除是弦波。
為了實現上述目的並解決問題，本發明之一較佳實施例是提供一種具自鎖功能之波動減速器，包括以同心圓方式配置有：一凸輪，其環周具有一凸輪輪廓，該凸輪輪廓包含形成至少一弧凸部；一承窩輪，配置於凸輪外圍，該承窩輪的內環壁面環設有多個承窩；一珠環，配置於該凸輪與承窩輪之間，該珠環圓周等間隔設有多個珠槽，所述每個珠槽中活動空間各配置一滾子，該凸輪入力驅動弧凸部轉動，該弧凸部施力推觸滾子移動至相對應的承窩內，並帶動承窩輪與珠環的其中之一生成既定減速比的出力轉動；其中，該弧凸部的形成接受下式的拘束：
其中：F為滾子施力於弧凸部的正向力，R為弧凸部與滾子間的接觸點相對於凸輪軸心的距離，θ為F的導程角，μ為弧凸部與滾子之間的相對摩擦係數。其中，所述導程角意指滾子與凸輪接觸點的切線相對於此接觸點至凸輪軸心連線所產生之垂直線的夾角。
在進一步實施中，上述：F×Rsinθ=T 1 R×μ×Fcosθ=T 2
其中：T 1 為滾子施力於弧凸部時的旋轉扭矩，T 2 為弧凸部與滾子接觸時之摩擦力(μ×F)的分力(μ×Fcosθ)的旋轉扭矩。
根據上述，本發明的技術效果在於：能使所述波動減速器具備自鎖功能，特別是當作為出力端使用的珠環與承窩輪的其中之一反向傳動作為入力端使用時，經由該弧凸部的形成，能使得凸輪、滾子、珠環與承窩之間產生自鎖，以保護減速機構中各傳動組件之間免於發生非預期性的逆向轉動而遭致損壞或危險。
在進一步實施上，上述凸輪輪廓包括以下列步驟形成：依單位時間等比例劃分滾子在凸輪與承窩之間的徑向移動軌跡以及圓周旋轉軌跡，而依序取得滾子在移動過程中的多個軌跡圓的圓心及其圓面切點；接著連接所述多個圓面切點成為凸輪輪廓中的單位輪面輪廓；隨後以凸輪軸心上的X軸線及Y軸線分別鏡射所述單位輪面輪廓而合組成所述凸輪輪廓。
其中，所述多個軌跡圓的圓心，係依下式取得圓心座標(X m ,Y m )：[X m ,Y m ]=[(L f -M．△y')．sin(M．△α),(L f -M．△y')．cos(M．△α),]
其中，L f 為最遠離凸輪軸心之滾子軌跡圓的圓心與凸輪軸心之間的距離，M為滾子之多個軌跡圓所劃分的等分量，△y'為等份有效徑向位移量的每一滾子軌跡圓的徑向位移量，△α為等份有效移動轉角的每一滾子軌跡圓的移動轉角。
更進一步的，所述多個軌跡圓的圓面切點(X' m ,Y' m )，表示如下式：
其中，m表示滾子移動之軌跡圓的號數，m為>0的自然數，R d 為滾子直徑，X m-1 ,Y m-1 為第m號軌跡圓的圓心座標，m-1為第m號滾子軌跡圓的號數。
在另一實施上，該承窩具有一承窩輪廓，該承窩輪廓包括以下列步驟形成：依單位時間等比例劃分滾子在凸輪與承窩之間的徑向移動軌跡以及圓周旋轉軌跡，而依序取得滾子在移動過程中的多個軌跡圓的圓心及其圓面切點；接著連接所述多個圓面切點成為承窩上介於齒峰與齒谷之間的單邊齒面輪廓；隨後以齒谷的中心線鏡射所述單邊齒面輪廓成為對應邊齒面輪廓，並由單邊齒面輪廓與對應邊齒面輪廓之間連結齒谷輪廓而組成所述承窩輪廓。
其中，所述多個軌跡圓的圓心，係依下式取得圓心座標(X n ,Y n )：[X n ,Y n ]=[(L f -N．△y)．sin(N．△θ),(L f -N．△y)．cos(N．△θ),]
其中，L f 為最遠離凸輪軸心之滾子軌跡圓的圓心與凸輪軸心之間的距離，N為承窩之單邊齒面輪廓所劃分的等分量，△y為等分有效徑向位移量的每一滾子軌跡圓的徑向位移量，△θ為等分有效移動轉角的每一滾子軌跡圓的移動轉角。
更進一步的，所述多個軌跡圓的圓面切點(X' n ,Y' n )，表示如下式：
其中，n表示滾子移動之軌跡圓的號數，n為>0的自然數，R d 為滾子直徑，X n-1 ,Y n-1 為第n號軌跡圓的圓心座標，n-1為第n號滾子軌跡圓的號數。
在次一實施上，還包括以凸輪軸心為旋轉中心，陣列所述承窩輪廓等圓周間距的環繞於承窩輪的內輪面，而形成該承窩輪所具有的一承窩輪輪廓。
實施上述凸輪輪廓、承窩輪廓以及承窩輪輪廓的技術效果在於：使得波動減速器具備自鎖功能的前提下，當凸輪輪面推引滾子接觸承窩齒面的過程中，能透過該齒面來充分且真實的傳遞滾子所施加的驅動力，而且該齒面也能作為對滾子提供凸輪所產生之分力的有效接觸面，以便於能夠維持波動減速器在整體減速比之出力值的傳動精度及傳動效率的情況下，進一步的提升波動減速器出力端的傳動精度。
上述中，依通常知識可得判斷凸輪輪廓之弧凸部的自鎖拘束條件與凸輪輪廓的設計方法並不衝突且能相互融合。
此外，本發明之另一較佳實施例是提供一種應用上述波動減速器的複合式減速裝置，包括複合一行星齒輪組於該波動減速器之一側，其中該凸輪形成有一環齒部，該行星齒輪組包括多個行星齒輪，等間隔組配於一輪盤之一側圓周端面，並且分別和凸輪的環齒部相囓組；其中，該輪盤軸接一旋轉驅動器。進一步實施中，該行星齒輪組還包括一太陽輪，該輪盤經由太陽輪軸接旋轉驅動器，所述多個行星齒輪分別囓組於太陽輪的周邊接受傳動。
上述實施中，該行星齒輪還包括一作為固定端使 用的環齒輪，該環齒輪係囓組於所述多個行星齒輪的外圍，所述多個行星齒輪包含多個齒輪組，每一齒輪組包含同軸配置的一前齒輪與一後齒輪，所述多個前齒輪與環齒輪相囓組，且所述多個行星齒輪係憑藉所述的多個後齒輪和凸輪的環齒部相囓組。更進一步的，該珠環延伸形成一環形接座，該弧凸部係帶動滾子，因滾子與承窩所產生的分力進而推動珠環的環形接座出力轉動。
再者，本發明之再一較佳實施例是提供另一種具有多段減速比配置的複合式減速裝置，包括複合一行星齒輪組於該波動減速器之一側，其中該行星齒輪組包括：一太陽輪，軸接一旋轉驅動器；及多個行星齒輪，等間隔組配於凸輪之一側圓周端面，並且分別囓組於該太陽輪的周邊。
上述實施中，所述多個行星齒輪包含：一第一組行星齒輪，包含等間隔配置於一輪盤之一側圓周端面上的多個前齒輪，所述多個行星齒輪係經由所述多個前齒輪而囓組於太陽輪的周邊，該輪盤另一側的旋轉中心固設一中心齒輪；及一第二組行星齒輪，包含等間隔配置於凸輪之一側圓周端面上的多個後齒輪，所述多個後齒輪並囓組於中心齒輪的周邊。其中，該行星齒輪還包括一作為固定端使用的環齒輪，該環齒輪係囓組於所述多個前齒輪的周邊。
實施上述複合式減速裝置的技術效果在於：憑藉行星齒輪組對旋轉驅動器所輸出的動力產生一前階段減速作用，並憑藉波動減速器接續對行星齒輪組所輸出的動力產生一後階段減速作用。其中，所述前階段減速可包括多款多段減速比的配置，使整體形成多段減速的配置，以提供出力端使用上的需求。
以上所述之技術手段及其產生效能的具體實施細節，請續參照下列實施例及圖式加以詳細說明。
1、100、101‧‧‧凸輪
10‧‧‧輪面
11‧‧‧軸心
110‧‧‧環齒部
12‧‧‧弧凸部
13‧‧‧凸輪輪廓
13a‧‧‧單位輪面輪廓
14‧‧‧入力軸
2、200、201‧‧‧滾子
3、300‧‧‧承窩輪
30、310、311‧‧‧承窩
31‧‧‧承窩輪廓
31a‧‧‧單邊齒面輪廓
31b‧‧‧對應邊齒面輪廓
32‧‧‧齒峰輪廓
33‧‧‧齒谷輪廓
34‧‧‧承窩輪輪廓
4、400、401‧‧‧珠環
40‧‧‧珠槽
41‧‧‧出力軸
410‧‧‧環形接座
5、50、500‧‧‧座體
6、60、600‧‧‧座蓋
71‧‧‧蝸桿
72‧‧‧蝸輪
71a、72a‧‧‧齒面
800、840‧‧‧行星齒輪組
810、811‧‧‧太陽輪
820、84‧‧‧行星齒輪
82‧‧‧齒輪組
82a、841a‧‧‧前齒輪
82b、842a‧‧‧後齒輪
841‧‧‧第一組行星齒輪
842‧‧‧第二組行星齒輪
841b、85‧‧‧輪盤
841c‧‧‧中心齒輪
88、880‧‧‧環齒輪
90、91‧‧‧旋轉驅動器
S1至S5‧‧‧凸輪輪廓設計流程的步驟說明
S1、S2及S30至S50‧‧‧承窩輪廓設計流程的步驟說明
S50至S60‧‧‧承窩輪輪廓設計流程的步驟說明
圖1是傳統蝸桿與蝸輪的配置示意圖。
圖2是圖1所示蝸桿與蝸輪之間的導程角解說圖。
圖3是本發明波動減速器的立體分解圖。
圖4是圖3所示構件的配置剖示圖。
圖4a是圖4所示凸輪、滾子與承窩間的放大解說圖。
圖5是圖4所示凸輪、滾子、珠環與承窩間產生力系平衡的解說圖。
圖6是圖5所示凸輪、滾子、珠環與承窩間生成導程角的解說圖。
圖7是本發明形成凸輪輪廓的步驟流程圖。
圖8是本發明承窩輪廓及凸輪輪廓的設計解說圖。
圖9是本發明凸輪外圍之滾子軌跡圓的有效移動範圍的解說圖。
圖10是本發明形成承窩輪廓的步驟流程圖。
圖11是圖8所示承窩中滾子軌跡圓的有效移動範圍的放大解說圖。
圖12是圖11所示滾子軌跡圓有效移動範圍的等比例劃分解說圖，用以解說承窩輪廓之設計。
圖13是本發明設計承窩輪輪廓的步驟流程圖。
圖14是本發明複合式波動減速裝置之第一種實施例的立體分解圖。
圖14a是圖14所示實施例的另一種形態的立體局部分解圖。
圖15及圖16分別是圖14所示波動減速裝置在不同向角的立體剖示圖。
圖17是圖14所示複合式波動減速裝置的平面剖示圖。
圖18是本發明複合式波動減速裝置之第二種實施例的立體分解圖。
圖19是圖18所示複合式波動減速裝置的平面剖示圖。
首先請合併參閱圖3及圖4，分別揭露出本發明波動減速器的構件配置細節，說明該波動減速器包括在一座體5及座蓋6之間採同心圓方式由內而外的配置一凸輪1、多個滾子2、珠環4及一承窩輪3；其中，該凸輪1的軸心位置形成有入力軸14作為波動減速器的入力端，該入力軸14能銜接動力源入力驅動凸輪1自轉，該凸輪1之輪面10包含有至少一相對遠離軸心11且由雲形線(spline)構成的弧凸部12，該弧凸部12為施力推觸所述滾子2傳遞動力的有效作用區，進而圍組成一凸輪輪廓13；所述滾子2在本實施中為滾柱，但不排除可以是滾珠等滾動元件；該承窩輪3呈環體狀，係配置於凸輪1之輪面10的外圍，且承窩輪3的內環壁面環設有多個承窩30，進而使得所述多個滾子2能環設於凸輪1之輪面10與承窩輪3的承窩30之間；該珠環4係配置於凸輪1與承窩輪3之間，且該珠環4圓周等間隔設置多個珠槽40，用以配合滾子2的形體而使滾子2局部的活動容置於內。其中，可以考量維護珠環4強度，而於實施上將滾子2與珠槽40的數量分別實施為實際珠槽40數量的1/2。
請續參閱圖4a，揭露出上述承窩30、凸輪1與滾子2之間的放大配置示意圖，說明本實施中可經由凸輪輪面10的弧凸部12驅動部分滾子2移動至相對應的承窩30內接觸承窩輪廓31，以傳遞驅動作用力而帶動珠環4產生既定減速比的出力轉動。
為了方便說明，在發明以下所述的實施細節中，將以凸輪1的入力軸14作為入力端，並且以固定承窩輪3而使珠環4的軸心位置所形成的出力軸41成為出力端的方式作解說。但本發明所概括的範圍，還應包含固定珠環4而使承窩輪3成為出力端的實施方式。其中，必須說明的是，無論 是以承窩輪3或珠環4作為出力端，皆不影響本發明表述於下之相關承窩輪廓、承窩輪輪廓及凸輪輪廓的形成結果。
上述中，所述承窩輪廓31包含有單邊齒面輪廓31a及其鏡射之對應端所形成的對應邊齒面輪廓31b，且單邊齒面輪廓31a與對應邊齒面輪廓31b之間連結有一齒谷輪廓33；依此陣列承窩輪廓31而環繞圍組成一承窩輪輪廓34(如圖1所示)；其中，當承窩輪輪廓34形成後，每一承窩輪廓31中之單邊齒面輪廓31a與對應邊齒面輪廓31b相對遠離的端部分別銜接有齒峰輪廓32，以完整呈現該承窩輪輪廓34；再者，本發明中所述的承窩輪輪廓34係專指該承窩輪3之內環壁面的特徵輪廓。
除了上述波動減速器的實施細節之外，本發明為了使波動減速器具備自鎖功能，必須自上述弧凸部12施力推觸滾子2進而推觸珠環4及承窩30的力系中創設出一導程角θ，該導程角θ的實施細節，進一步說明如下：
請續參閱圖5，揭示出圖4所示之凸輪1的弧凸部12、滾子2、珠環4與承窩30的承窩輪廓31之間產生力系平衡的狀態，說明當凸輪1朝著順時鐘方向驅動時，弧凸部12會施加一作用力F推觸滾子2，使得承窩輪廓31相對的對滾子2產生一分力F'，且珠環4的珠槽40也會同時對滾子2產生一分力F"，此時，F、F'、F"三力會產生力系平衡。
進一步的，請續參閱圖6，說明圖4b所示的弧凸部12以作用力F推觸滾子2時，會於弧凸部12與滾子2之間形成一接觸點P，且知接觸點P相對於凸輪軸心11的距離為R，依作用力與反作用力的原理可知，滾子2經由P點施力於弧凸部12的正向力F會與弧凸部12推觸滾子2的作用力F相同，而且在該接觸點P還會形成一摩擦力μ×F，其中μ為弧凸部12與滾子2之間的相對摩擦係數；由於弧凸部12相對於凸輪1的軸心11並非真圓輪面輪廓，因此使得接觸點P上的 所述正向力F的作用線會與接觸點P相對於凸輪軸心11的距離R的連線之間產生一夾角θ，在本發明中即定義此夾角為導程角θ，且知，上述摩擦力μ×F會因導程角θ的存在而生成一磨擦分力μ×Fcosθ。
更進一步的，由圖6可知，凸輪1的旋轉軸心11上，可以連接一條垂直於上述正向力F的作用線r，且知r=Rsinθ；而且，由於導程角θ的形成，使得滾子2對弧凸部12施加的正向力F會進一步對凸輪1的旋轉軸心11生成一扭矩T 1，且知T 1=F×r=F×Rsinθ；再者，由於弧凸部12與滾子2接觸時生成之摩擦力μ×F的關係，使該摩擦力μ×F之磨擦分力μ×Fcosθ會進一步對凸輪1的旋轉軸心11生成一扭矩T 2，且T 2=R×μ×Fcosθ；依此，當T 1<T 2時，本發明的波動減速器即能產生自鎖效果。因此，本發明於設計弧凸部12時，必須受到下式(一)的拘束，以滿足自鎖需求：F×Rsinθ<R×μ×Fcosθ 式(一)
將上式(1)左右平衡算後，可進一步經由下式(二)而取得導程角θ：
根據式(2)，本發明以鋼材製成凸輪1的弧凸部12、滾子2、珠環4與承窩30的承窩輪廓31為例，說明經由查表可知鋼材與鋼材之間的相對摩擦係數μ值，是介於0.1~0.12之間，本發明進一步假設當弧凸部12與滾子2之間的相對摩擦係數μ=0.07時帶入式(2)可得導程角θ<4°，由此可知本發明假設的相對摩擦係數μ=0.07相對小於查表得知的0.1~0.12，因此當0<θ 4°時，可充分達到自鎖效果。
上述自鎖，係指當作為出力端使用的珠環4(替換成承窩輪3亦可)反向傳動作為入力端使用的凸輪1時，經由 該弧凸部12受到上述式(1)的拘束而且使導程角落入0<θ 4°的角度範圍內時，即能使得凸輪1、滾子2、珠環4與承窩輪3之間產生自鎖，以保護減速機構中各傳動組件之間免於發生非預期性的逆向轉動而遭致損壞或危險(容後詳述)。
在符合上述導程角θ的需求條件情況下，本發明可進一步具體設計形成凸輪輪廓13；具體的說，包括執行下述步驟S1至步驟S5(如圖7所示)：
步驟S1：分析滾子的移動軌跡
本發明先針對滾子2的移動軌跡進行分析；更具體的說，當滾子2接受凸輪輪面10的弧凸部12漸近推觸時會在相對應的承窩30內同時產生兩種移動速度，所述兩種移動速度包括朝著凸輪軸心11的徑向產生徑向移動速度v，以及朝著凸輪1之圓周方向產生角速度ω(如圖4a所示)；本發明的具體手段是以單位時間t來等比例劃分該徑向位移量L成為徑向位移速度v(△L=ν×△t)，同時並以該單位時間t來等比例劃分該圓周方向的有效的旋轉角度θ成為圓周方向的角速度ω(△θ=ω×△t)，依此，可於承窩30內模擬滾子2的移動路徑而繪製出多個軌跡圓(詳如步驟2至步驟4，容後詳述)。
步驟S2：初始設定
本發明基於減速比及配置尺寸上的需求，可以依據下列設定的數據而逐步的繪製形成如圖8，其中圖8是舉例在X-Y座標系的四個象限中作圖，特別是依據下列設定的數據而在第二象限中繪製滾子2的多個軌跡圓表示，所述設定的數據包括：
1.預設所述多個滾子的數量Rn=40，但為了確保珠環4中各個珠槽40的剛性，其珠槽與滾子數目皆為其1/2。
2.預設凸輪1的輪面弧凸部12數量Cn=2。
3.承窩數量Sn=Rn-Cn=40-2=38。
4.滾子直徑Rd=2.0mm。
5.滾子有效作用數量可設定為非整數，例如En=5.3。
步驟S3：繪製凸輪的滾子軌跡圓
依據上述步驟2的設定之後，本發明可進一步依據下列參數的定義而繪製如圖9所示凸輪1外圍之滾子軌跡圓的有效移動範圍的圖面。
在圖9中，本發明舉例在X-Y座標系的第二象限中作圖，包括在滾子2有效移動範圍內(包含有效徑向位移量δy與有效圓周移動轉角δθ)劃分出合適的等份量M，並以該等分量M來作為凸輪輪廓13所劃分的等分量，例如以M=300來等比例劃分有效徑向位移量的每一軌跡圓位移量△y'，使，並將產生的弧線由外而內依序編號為L’0、L’1、.....、L’M(M=300)，隨後依設定的等份量M來等比例劃分有效移動轉角的每一滾子軌跡圓的轉動角△α，使，所產生的輻射線由右至左依序編號為A’0、A’1、......、A’M(M=300)。
接著，以上述弧線L’0、L’1、.....、L’M與其編號對應相同的輻射線A’0、A’1、......、A’M的各交點(例如L’0與A’0的交點等)作為滾子軌跡圓的圓心，而依序劃出多個軌跡圓(滾子直徑Rd=2.0mm)，其中可以考量到滾子2與凸輪輪面10間的裕度，例如本案以滾子直徑Rd+預設的裕度=2.0-+0.04=2.04mm，依此繪製出多個軌跡圓的圓心座標[X m ,Y m ]，所述圓心座標[X m ,Y m ]可依式(三)取得：式(三) [X m ,Y m ]=[(L f -M．△y')．sin(M．△α),(L f -M．△y')．cos(M．△α),]
依此，可以依序取得第一點圓心座標[X0,Y0]=[0,L f ]=[0,14.6]，第二點圓心座標[X1,Y1]=[-0.032868,14.598230]，並以此類推而取得第m+1號軌跡圓的圓心座標[X m ,Y m ]=[-8.8034166,10.988460](當m=M=300等比例劃分時)。
步驟S4：繪製凸輪的單位輪面輪廓
隨後在上述每兩個相鄰的軌跡圓之間作一切線T’，並選取各切線T’的第一個圓面切點，依下式計算各圓面切點座標[X' m ,Y' m ]，表示如式(四)：
其中，X m-1 ,Y m-1 為第m號軌跡圓的圓心座標，m-1為第m號滾子軌跡圓的號數。
依此，可依序取得第一軌跡圓的切點座標[X’ 0 ,Y’ 0 ]=[0.053785,13.601447]，第二軌跡圓的切點座標[X’ 1 ,Y’ 1 ]=[0.023171,13.599801]，並以此類推而取得第m+1號軌跡圓的切點座標[X’ m ,Y’ m ]=[-8.135657,10.244083](當m=M=300等比例劃分時)。接著，以雲形線連接第二象限中的所述多個圓面切點成一體，即形成凸輪輪廓13中的單位輪面輪廓13a；其中，由切線T’所連接涵蓋的多個切點位置，即是形成凸輪1位在第二象限中之局部弧凸部12的雲形線輪廓位置，而由雲形線所連接形成的單位輪面輪廓13a的範圍，包含該局部弧凸部12的雲形線輪廓及其它非屬弧凸部12的輪面 輪廓。
步驟S5：繪製凸輪輪廓
請合併參閱圖4及圖9所示，係將步驟S4繪製形成在第二象限中的單位輪面輪廓13a(如圖9所示)，以其凸輪軸心11上的X軸線及Y軸線分別鏡射於其它三個象限(包括第一、第三及第四象限)中而合組成所述凸輪輪廓13；所述分別鏡射，包括先對X軸線鏡射之後再對Y軸線鏡射，或者先對Y軸線鏡射之後再對X軸線鏡射，使得存在於X-Y座標的四個象限中之任一象限的單位輪面輪廓13a，能夠依序鏡射至其它三個象限之中，佈滿X-Y座標的四個象限，而圍繞合組成一完整的凸輪輪廓13(如圖4所示)。其中，各單位輪面輪廓13a位在Y軸線的交點上(亦即弧凸部位置)所產生的多餘線段及尖點，可施予倒圓角處理或小圓弧修除。
上述實施方式中所述之有效，意指當滾子2、承窩3、凸輪1及珠環4同時接觸時的角度範圍為有效，在此範圍以外的角度則為無效，而且上述導程角θ的拘束條件[式(1)]，應該被合併實施於弧凸部12的有效推觸滾子2移動的角度範圍內。
另外，本發明還可以進一步設計所述的承窩輪廓31；具體的說，包括接續上述步驟S1至S2之後執行步驟S30至步驟S50(如圖10所示)：
步驟S30：繪製承窩中的滾子軌跡圓
依據步驟2的設定之後，本發明可進一步依據下列所舉例之參數定義而繪製如圖11所示滾子軌跡圓的有效移動範圍圖面(配合圖8所示)：
6.最遠離凸輪軸心11之滾子軌跡圓的圓心與凸輪軸心11之間的距離L f ，預設座標(0,L f )，其中L f =14.6mm。
7.本實施例設定初始兩軌跡圓之間的切線角度為44.5° ~45.5°。
8.滾子有效作用位移0.52mm。
9.滾子有效作用圓周角度1)=38.7°(如圖3所示)。
10.由上述可以計算出承窩與滾子相對角度差△β，亦即(圖中未示)。
11.進而設定承窩30的單邊齒面輪廓31a有效作用範圍的移動轉角δθ，亦即 。
接續圖11狀態，本發明可以在滾子2有效移動範圍內(包含有效徑向位移量δy與有效圓周移動轉角δθ)劃分出合適的等份量N，並以該等分量N來作為承窩之單邊齒面輪廓31a所劃分的等分量，詳如圖12所示，依該等份量N(例如N=100)等比例劃分有效徑向位移量的每一軌跡圓的徑向位移量，並將產生的弧線由外而內依序編號為L0、L1、.....、LN，隨後依設定的等份量N來等比例劃分有效移動轉角的每一滾子軌跡圓的移動轉角△θ=，所產生的輻射線由左至右依序編號為A0、A1、......、AN。
接著，以上述弧線L0、L1、.....、LN與其編號對應相同的輻射線A0、A1、......、AN的各交點(例如L0與A0的交點等)作為滾子軌跡圓的圓心，而依序劃出多個軌跡圓(滾子直徑Rd=2.0mm)，其中所述多個軌跡圓的圓心座標(X n ,Y n )， 可依式(五)取得：[X n ,Y n ]=[(L f -N．△y)．sin(N．△θ),(L f -N．△y)．cos(N．△θ),] 式(五)
其中，N表示滾子移動之軌跡圓的號數，N為>0的自然數。
依此，可以依序取得第一點圓心座標[X0,Y0]=[0,L f ]=[0,14.6]，第二點圓心座標[X1,Y1]=[0.005188,14.594799]，並以此類推而取得第n+1號軌跡圓的圓心座標[X n ,Y n ]=[0.500433,14.071104](當n=N=100等比例劃分時)。
步驟S40：繪製承窩的單邊齒面輪廓
接續上述步驟S30，而在每兩個相鄰的軌跡圓之間作一切線T，並選取各切線T的第一個圓面切點，依下式計算各圓面切點座標[X' n ,Y' n ]，表示如式(六)：
其中，X n-1 ,Y n-1 為第n號軌跡圓的圓心座標，n-1為第n號滾子軌跡圓的號數。
依此，可依序取得第一軌跡圓的切點座標[X’ 0 ,Y’ 0 ]=[0.707959,15.306254]，第二軌跡圓的切點座標[X’ 1 ,Y’ 1 ]=[0.713524,15.300675]，並以此類推而取得第n+1號軌跡圓的切點座標[X’ n ,Y’ n ]=[1.245266,14.738354](當n=N=100等比例劃分時)。
接著，以雲形線(spline)連接所述多個圓面切點成一體，即形成承窩30上介於齒峰與齒谷之間的單邊齒面輪廓31a；必須說明的是，此時的齒峰與齒谷可意指為已預留空間但未形成真實輪廓線的虛擬部位，通常知識者應能瞭解一 般的承窩齒面雙端皆具有齒峰及齒谷的普通知識，且依前述步驟S2初始設定之承窩數量Sn、滾子的數量Rn及滾子直徑Rd等數據，即可無歧異得知承窩輪3上所應預留的齒峰及齒谷的距離，以便於在形成單邊齒面輪廓31a及其對應邊齒面輪廓31b之後才形成齒峰及齒谷的輪廓(容後詳述)。
步驟S50：繪製承窩輪廓
接續步驟S40，請回復參閱圖4，係以虛擬的齒谷的中心線Y(實質上即是圖6所示第0號軌跡圓的圓心與凸輪軸心11之間的連接線)鏡射所述單邊齒面輪廓31a成為對應邊齒面輪廓31b。
接著以單邊齒面輪廓31a與對應邊齒面輪廓31b之間最鄰近的兩個軌跡圓的圓面切點作連線，而虛擬的齒谷位置形成真實的齒谷輪廓33，該齒谷輪廓33以不干涉所述多個軌跡圓的輪面為原則，而得以例如是凹形或弧凹形的輪廓線連接形成。藉此，經由單邊齒面輪廓31a與對應邊齒面輪廓31b之間連結齒谷輪廓33而組成完整的承窩輪廓31。此外，上述中虛擬的齒峰部位必須等到整個承窩輪輪廓34形成之後，再予繪製(容後詳述)。
根據上述承窩輪廓31，本發明可以進一步設計所述的承窩輪輪廓34的繪製；具體的說，本發明必須依據上述步驟S50繪製成承窩輪廓31之後，進一步實施下述的步驟S60(如圖13所示)：
步驟S60：繪製承窩輪輪廓
在上述步驟S50之後，本發明續以凸輪軸心11為旋轉中心(如圖9所示)，將所述承窩輪廓31依上述既定的承窩數量Sn而等圓周間距的陣列於承窩輪3的內輪面環繞，而形成該承窩輪輪廓34；其中，所述的等圓周間距，意指預留上述虛擬的齒峰的形成距離。
進一步的說，所述齒峰部位必須繪製形成真實的 齒峰輪廓32，包括在每一承窩輪廓31中之單邊齒面輪廓31a與對應邊齒面輪廓31b相對遠離的端部之間以倒圓角方式作連線，而形成真實的齒峰輪廓32(如圖4所示)；其中，所述相對遠離的端部之間作倒圓角連線，可意指每一承窩輪廓31中之單邊齒面輪廓31a與對應邊齒面輪廓31b之間最遠離的兩個相對應的軌跡圓的圓面切點作圓角連線，而形成銜接於每一承窩輪廓31之間的齒峰輪廓32，以完整呈現該承窩輪輪廓34。其中該齒峰輪廓32用以導引所述滾子2移動至相鄰的承窩30內接觸承窩輪廓31；所述導引，包含持續接觸式的導持及非持續接觸或非接觸式的護持。
本發明透過上述凸輪輪廓13、承窩輪廓31以及承窩輪輪廓34的形成技術，除了能使得波動減速器具備自鎖功能之外，當凸輪輪面10推引滾子2接觸承窩3的齒面輪廓31a、31b的過程中，能透過該齒面來充分且真實的傳遞滾子2所施加的驅動力，而且該齒面也能作為對滾子2提供凸輪1所產生之分力的有效接觸面，以便於能夠維持波動減速器在整體減速比之出力值的傳動精度及傳動效率的情況下，進一步的提升波動減速器出力端的傳動精度。
除上述之外，請續參閱圖14至圖17，分別揭露出本發明應用上述波動減速器所複合形成的複合式減速裝置的較佳實施例的構件配置細節。大體上來說，本實施包括複合一行星齒輪組800於上述波動減速器的一側。
本實施中，有關上述圖3所描述到的波動減速器的主要構件，其配置形體、方位雖與本實施例略有不同，但上述圖4至圖13所揭露的波動減速器的主要構件之間的拘束條件、形成技術及配置關係與本實施例一致的。
進一步的說，如圖14所示，本實施例中的波動減速器同樣是在作為固定端使用的座體50及座蓋60之間，採同心圓方式由內而外的配置一凸輪100、多個滾子200、珠 環400及一承窩輪300；其中，本實施仍舉例以凸輪100作為入力端，並且以固定承窩輪300而使珠環400成為出力端的方式作解說。
具體的說，如圖14所示，本實施與圖3所示實施例不同之處在於：座體50的中心位置形成有一作為行星齒輪組800之構件使用的環齒輪88，且作為入力端使用的凸輪100並不存在入力軸，而是改以在凸輪的內環位置形成一齒孔形態的環齒部110，該環齒部110的旋轉中心同為凸輪100的旋轉軸心，以便作為入力端的動力輸入界面使用。除此之外大致與上述實施例(圖4至圖13)是一致的。
在圖14中，揭露出該行星齒輪組800包括有一太陽輪810及多個行星齒輪820；其中，請合併圖14、圖15及圖17所示，揭露該太陽輪810軸接有一旋轉驅動器90，該旋轉驅動器90實施上可選用足以提供旋轉動力的馬達，更具體的說，該馬達可為伺服馬達與步進馬達的其中之一，以便旋轉驅動器90能提供旋轉動力驅動太陽輪810自轉，且所述多個行星齒輪820係等間隔組配於一輪盤85之一側圓周端面，該輪盤85的盤面中心位置可開設通孔，供太陽輪810穿伸通過該通孔而能和多個行星齒輪820相囓組，且該輪盤85並經由太陽輪810而間接軸接該旋轉驅動器90。
更進一步的，由圖15及圖17中可以見悉，所述的多個行星齒輪820是分別囓組於該太陽輪810的周邊，且所述多個行星齒輪820並和凸輪100內環的環齒部110相囓組，且該環齒輪88係囓組於所述多個行星齒輪820的外圍。
進一步的說，由圖15及圖17中可以見悉，所述多個行星齒輪820於實施上可以包含由多個齒輪組82組成，其中每一齒輪組82包含同軸配置的一前齒輪82a與一後齒輪82b；所述多個前齒輪82a與環齒輪88相囓組，其中由於形成於座體50上的環齒輪88是固定的，因此該環齒輪88能對 前齒輪82a提供導引及支承作用，使所述的多個行星齒輪820中的多個前齒輪82a能穩定的接受太陽輪810的驅動，並且繞行於太陽輪810與環齒輪88之間產生公轉，形成第一段減速比的出力轉動，隨後，憑藉和多個前齒輪82a同軸配置的所述多個後齒輪82b，在公轉過程中係和凸輪100的環齒部110相囓組，用以驅動凸輪100產生第二段減速比的出力轉動；隨後，透過上述實施例已經揭露的波動減速器，令具有第二段減速比出力轉動的凸輪100驅動部分滾子200移動至相對應的承窩310內接觸承窩輪廓，用以傳遞第三段減速比的驅動作用力帶動珠環400出力轉動。
通常知識者應當不難瞭解，依上述行星齒輪組800與波動減速器之複合式配置，係能分別透過行星齒輪組800與波動減速器來產生多段式減速比的輸出，以提供出力端使用上的需求。
在上述圖14至圖17所示的實施中，基於行星齒輪組800所能提供之減速比配置上的不同需求，該太陽輪810實質上是可以省略的，其實施細節請參閱圖14a，說明該行星齒輪組不包括太陽輪，且該輪盤85的盤面中心不開設提供太陽輪通過的通孔，相對的，係使該輪盤85的盤面中心開設成一軸孔而直接軸接旋轉驅動器90的心軸。如此實施，可省略太陽輪傳動多個行星齒輪820所產生的減速比，而改由旋轉驅動器90直接驅動多個行星齒輪820來帶動凸輪100產生減速比的轉動。
此外，在上述圖14至圖17所示的實施中，該珠環400的中心延伸形成一環形接座410，該環形接座410即是作為圖4實施中的出力軸41使用，使得環形接座410能對外銜接待以驅動之物件(例如機械手臂等)。
接著，請另參閱圖18及圖19，揭示出本發明複合式減速裝置中實施多段減速比輸出的另一較佳實施例配置， 其於上述圖14至圖17所示實施例不同之處在於：行星齒輪組840中的多個行星齒輪84係等間隔的配置於凸輪101之一側圓周端面，並且分別囓組於太陽輪811的周邊。具體的說，所述多個行星齒輪84可以區分成一第一組行星齒輪841及一第二組行星齒輪842；其中，該第一組行星齒輪841包含等間隔配置於一輪盤841b之一側圓周端面上的多個前齒輪841a，輪盤841b另一側的旋轉中心固設有一中心齒輪841c，且該第二組行星齒輪842包含等間隔配置於上述凸輪101之一側圓周端面上的多個後齒輪842a，所述多個後齒輪842a並囓組於中心齒輪841c的周邊，並使得所述多個後齒輪842a能作為凸輪101動力輸入的介面；其中，所述多個前齒輪841a同樣是與作為固定端使用之座體500上的環齒輪880相囓組，且凸輪101的可以不開設環齒部而為實心體，除此之外，其餘配置皆與上述相同。
根據上述配置，可憑藉旋轉驅動器91所軸接的太陽輪811囓合傳動所述多個前齒輪841a繞行於環齒輪880內公轉，並藉此連帶使得輪盤841b及中心齒輪841c產生第一段減速比的出力轉動，接著憑藉中心齒輪841c居中囓合驅動多個後齒輪842a及凸輪101產生第二段減速比的出力轉動，隨後經由凸輪101驅動部分滾子201移動至相對應的承窩311內接觸承窩輪廓，用以傳遞第三段減速比的驅動作用力帶動珠環401出力轉動；依此實施，同樣能產生多段式減速比的輸出。
綜合上述實施例可知，本發明可使用例如是伺服馬達作為旋轉驅動器，並於出力端銜接例如是機械手臂等荷重物件，透過多段式減速、優質的傳動精度以及自鎖功能，驅動機械手臂在細微的角度間作精確的移動，而且依普通知識可知，例如伺服馬達等驅動器遭遇停電瞬間隨即失去動力，且馬達的心軸會隨即的成為自由端而無法自保持，且出力端 的機械手臂起因於自身的荷重會形成與出力轉動方向相反的扭矩而施加於複合式減速裝置內，此刻，透過本發明的自鎖設計，便能經由凸輪的弧凸面設計，而凸輪、滾子、珠環與承窩之間產生自鎖，亦即產生與出力轉動方向相反的制動逆轉作用，以保護出力端之機械手臂及其把持的工作件免於掉落或撞毀，而且還能保護複合式減速裝置中各傳動組件之間免於發生非預期性的逆向轉動而遭致損壞或危險。
然而，必須說明的是，以上實施例僅為表達了本發明的較佳實施方式而已，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。因此，本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。
1‧‧‧凸輪
10‧‧‧輪面
11‧‧‧軸心
12‧‧‧弧凸部
13‧‧‧凸輪輪廓
2‧‧‧滾子
3‧‧‧承窩輪
30‧‧‧承窩
34‧‧‧承窩輪輪廓
4‧‧‧珠環
40‧‧‧珠槽

Claims (21)

  1. 一種具自鎖功能之波動減速器，包括以同心圓方式配置有：一凸輪，其軸心的環周具有一凸輪輪廓，該凸輪輪廓包含形成至少一弧凸部；一承窩輪，配置於凸輪外圍，該承窩輪的內環壁面環設有多個承窩；一珠環，配置於該凸輪與承窩輪之間，該珠環圓周等間隔設有多個珠槽，所述各珠槽中活動空間配置有一滾子，該凸輪入力驅動弧凸部轉動，該弧凸部施力推觸滾子移動至相對應的承窩內，並帶動承窩輪與珠環的其中之一生成既定減速比的出力轉動；其中，該弧凸部的形成接受下式的拘束：F×Rsinθ<R×μ×Fcosθ 0<θ 4°其中：F為滾子施力於弧凸部的正向力，R為弧凸部與滾子間的接觸點相對於凸輪軸心的距離，θ為F的導程角，μ為弧凸部與滾子之間的相對摩擦係數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述具自鎖功能之波動減速器，其中：F×Rsinθ=T 1 R×μ×Fcosθ=T 2其中：T 1 為滾子施力於弧凸部時的旋轉扭矩，T 2 為弧凸部與滾子接觸時之摩擦力(μ×F)的分力(μ×Fcosθ)的旋轉扭矩。
  3. 一種如申請專利範圍第1或2項所述之波動減速器中凸輪輪廓的形成方法，包括下列步驟：依單位時間等比例劃分滾子在凸輪與承窩之間的徑向移動軌跡以及圓周旋轉軌跡，而依序取得滾子在移動過程 中的多個軌跡圓的圓心及其圓面切點；接著連接所述多個圓面切點成為凸輪輪廓中的單位輪面輪廓；隨後以凸輪軸心上的X軸線及Y軸線分別鏡射所述單位輪面輪廓而合組成所述凸輪輪廓。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之波動減速器中凸輪輪廓的形成方法，其中所述多個軌跡圓的圓心，係依下式取得圓心座標(X m ,Y m )：[X m ,Y m ]=[(L f -M．△y')．sin(M．△α),(L f -M．△y')．cos(M．△α),]其中，L f 為最遠離凸輪軸心之滾子軌跡圓的圓心與凸輪軸心之間的距離，M為滾子之多個軌跡圓所劃分的等分量，△y'為等份有效徑向位移量的每一滾子軌跡圓的徑向位移量，△α為等份有效移動轉角的每一滾子軌跡圓的移動轉角。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之波動減速器中凸輪輪廓的形成方法，其中所述多個軌跡圓的圓面切點(X' m ,Y' m )，表示如下式： 其中，m表示滾子移動之軌跡圓的號數，m為>0的自然數，R d 為滾子直徑，X m-1 ,Y m-1 為第m號軌跡圓的圓心座標，m-1為第m號滾子軌跡圓的號數。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之波動減速器中凸輪輪廓的形成方法，其中係以雲形線連接所述多個圓面切點而形成單位輪面輪廓。
  7. 一種如申請專利範圍第1或2項所述之波動減速器中承窩輪廓的形成方法，其中該承窩輪廓形成於該承窩，該承窩輪廓包括以下列步驟形成：依單位時間等比例劃分滾子在凸輪與承窩之間的徑向移動軌跡以及圓周旋轉軌跡，而依序取得滾子在移動過程中的多個軌跡圓的圓心及其圓面切點；接著連接所述多個圓面切點成為承窩上介於齒峰與齒谷之間的單邊齒面輪廓；隨後以齒谷的中心線鏡射所述單邊齒面輪廓成為對應邊齒面輪廓，並由單邊齒面輪廓與對應邊齒面輪廓之間連結齒谷輪廓而組成所述承窩輪廓。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之波動減速器中承窩輪廓的形成方法，其中所述多個軌跡圓的圓心，係依下式取得圓心座標(X n ,Y n )：[X n ,Y n ]=[(L f -N．△y)．sin(N．△θ),(L f -N．△y)．cos(N．△θ),]其中，L f 為最遠離凸輪軸心之滾子軌跡圓的圓心與凸輪軸心之間的距離，N為承窩之單邊齒面輪廓所劃分的等分量，△y為等分有效徑向位移量的每一滾子軌跡圓的徑向位移量，△θ為等分有效移動轉角的每一滾子軌跡圓的移動轉角。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之波動減速器中承窩輪廓的形成方法，其中所述多個軌跡圓的圓面切點(X' n ,Y' n )，表示如下式： 其中，n表示滾子移動之軌跡圓的號數，n為>0的自然數，R d 為滾子直徑，X n-1 ,Y n-1 為第n號軌跡圓的圓心座標，n-1為第n號滾子軌跡圓的號數。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之波動減速器中承窩輪廓的形成方法，其中係以雲形線連接所述多個圓面切點而形成單邊齒面輪廓。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之波動減速器中承窩輪廓的形成方法，其中所述齒谷輪廓係以單邊齒面輪廓與對應邊齒面輪廓之間最鄰近的兩個軌跡圓的圓面切點作連線而形成，該齒谷輪廓不干涉所述多個軌跡圓的輪面。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之波動減速器中承窩輪廓的形成方法，其中還包括以凸輪軸心為旋轉中心，陣列所述承窩輪廓等圓周間距的環繞於承窩輪的內輪面，而形成該承窩輪所具有的一承窩輪輪廓。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之波動減速器中承窩輪廓的形成方法，其中所述齒峰係以單邊齒面輪廓與對應邊齒面輪廓之間最遠離的兩個相對應的軌跡圓的圓面切點作圓角連線，而形成齒峰輪廓，該齒峰輪廓導引所述滾子移動至相鄰的承窩內接觸承窩輪廓。
  14. 如申請專利範圍第1或2項所述具自鎖功能之波動減速器，其中該凸輪內環形成一作為入力端之動力輸入界面使用的齒孔形環齒部。
  15. 一種應用如申請專利範圍第1項所述波動減速器的複合式減速裝置，包括複合一行星齒輪組於該波動減速器之一側，其中該凸輪內環形成有一環齒部，該行星齒輪組包括：多個行星齒輪，等間隔組配於一輪盤之一側圓周端面，並且分別和凸輪的環齒部相囓組；其中，該輪盤軸接一旋轉驅動器。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的複合式減速裝置，其中該 行星齒輪組還包括一太陽輪，該輪盤經由太陽輪軸接旋轉驅動器，所述多個行星齒輪分別囓組於太陽輪的周邊接受傳動。
  17. 如申請專利範圍第15或16項所述的複合式減速裝置，其中該行星齒輪還包括一作為固定端使用的環齒輪，該環齒輪係囓組於所述多個行星齒輪的外圍，所述多個行星齒輪包含多個齒輪組，每一齒輪組包含同軸配置的一前齒輪與一後齒輪，所述多個前齒輪與環齒輪相囓組，且所述多個行星齒輪係憑藉所述的多個後齒輪和凸輪的環齒部相囓組。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的複合式減速裝置，其中該珠環中心延伸形成一環形接座作為出力軸。
  19. 一種應用如申請專利範圍第1項所述波動減速器的複合式減速裝置，包括複合一行星齒輪組於該波動減速器之一側，其中該行星齒輪組包括：一太陽輪，軸接一旋轉驅動器；及多個行星齒輪，等間隔組配於凸輪之一側圓周端面，並且分別囓組於該太陽輪的周邊而帶動凸輪旋轉。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的複合式減速裝置，其中所述多個行星齒輪包含：一第一組行星齒輪，包含等間隔配置於一輪盤之一側圓周端面上的多個前齒輪，所述多個行星齒輪係經由所述多個前齒輪而囓組於太陽輪的周邊，該輪盤另一側的旋轉中心固設一中心齒輪；及一第二組行星齒輪，包含等間隔配置於凸輪之一側圓周端面上的多個後齒輪，所述多個後齒輪並囓組於中心齒輪的周邊。
  21. 如申請專利範圍第19項所述的複合式減速裝置，其中該行星齒輪還包括一作為固定端使用的環齒輪，該環齒輪係 囓組於所述多個前齒輪的周邊。
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