TWI650494B - 用於諧波齒輪箱的自動調心裝置 - Google Patents

用於諧波齒輪箱的自動調心裝置 Download PDF

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一種用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其包括座體、波發生器軸承、端蓋及凸輪組件。凸輪組件包括波發生器凸輪、傳動軸套、複數傳動銷。座體內設有波發生器軸承。波發生器凸輪外環面受到波發生器軸承圍繞抵覆,波發生器凸輪的一邊面凹設有盲孔。傳動軸套包含盤體及一自盤體一邊面延伸的軸管;軸管外環面可受波發生器凸輪環繞抵覆,軸管內具有可供馬達之輸入軸伸入的軸孔;盤體之邊面凹設有複數與盲孔對應的嵌孔。端蓋覆設於盤體之反向邊面,端蓋貫穿設有穿孔,穿孔供鎖合件之桿身穿入而鎖合在輸入軸末端面的鎖孔內。每一傳動銷之前段嵌置固定於嵌孔內,其後段容置於盲孔內,盲孔的孔徑大於嵌孔,使各傳動銷與各盲孔之間形成餘隙配合的組配設置,俾能達到具有一定偏心範圍的自動調心功能。

Description

用於諧波齒輪箱的自動調心裝置
本發明係有關一種用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,尤指一種可以達到具有一定偏心範圍之自動調心功能的諧波齒輪調心技術。
按,一般諧波齒輪傳動機構主要是由波發生器、撓性齒輪以及剛性齒輪等三個構件所組成的一種機械動力傳動機構。此機械動力傳動機構是在波發生器的作用下,使撓性齒輪產生彈性變形並與剛性齒輪相互作用而達到傳遞運動或動力之目的。在傳動中波發生器迴轉一周,撓性齒輪上某一點循環變形的次數則稱波數。至於撓性齒輪的變形過程則是一個基本對稱的諧波,故稱為諧波傳動。
請參看圖5所示,係為習知波發生器歐丹連軸節型結構示意,由圖1指出,該習知波發生器7雖然在發生器軸承72與馬達輸入軸6之間加上一組歐丹連結機構8,使其具備自動調心的功能;惟,該習知波發生器卻具有如下所述的缺失:
1.該習知波發生器之軸向推力足以將波發生器7、波發生器軸承72、波發生器凸輪71、墊片73、C型扣環74以及歐丹連結機構8拉扯出撓性外齒輪2,若發生在使用內六角止付螺絲固定馬達輸入軸6的小型號諧波齒輪上,甚至在拉扯中會有刮傷馬達輸入軸6的情況產生。
2.該習知波發生器無控制波發生器波發生器軸承與撓性外齒安裝距之功能。
再請參看圖6所示,係為另一種習知波發生器發生器一體式結構示意,該習知波發生器在波發生器凸輪91上鎖上具有中心孔的端蓋92,該習知波發生器雖然可將中心孔固定螺栓94鎖緊端蓋92及馬達輸入軸10以防止軸向位移;惟,該習知波發生器仍具有如下所述的缺失:
1.該習知波發生器犧牲掉歐丹連結軸的自動調心功能,取而代之的是波發生器與馬達輸入軸、馬達、剛輪固定機殼在組配時,在同心度要求上的極高的困難度。
2.習知波發生器無控制波發生器波發生器軸承與撓性外齒輪安裝距之功能。
除了上述波發生器的習知技術外,更包括如本國發明第I550212號『單元型諧波齒輪裝置』、發明第I563194號『中空諧波齒輪單元』、發明第I563195號『中空諧波齒輪裝置及中空致動器』以及新型第M498820號『杯型諧波齒輪裝置單元』等專利所示的習知諧波齒輪技術。該等專利雖然具備諧波齒輪的傳動功能;惟,該等專利並無餘隙配合之組配機能設置,所以該等專利無法藉由餘隙組配設置來實現自動調心的功能;此外,該等專利亦無軸承與撓性外齒輪之安裝距的機能設置,所以無法調整控制軸承與撓性外齒輪之間的安裝距,以致會到影響波發生器的傳動精度以及內外齒輪間的應力大小。
由上述得知,波發生器所必須具備下列所述的條件:
1.自動調心功能:馬達、剛輪固定機殼與馬達輸入軸、波發生器的組配,由於為多組分離組件,加上諧波齒輪對於同心度的高精度要求,因此在波發生器的結構中必須具備自動調心的功能,以補償組配時造成的同心度誤差。
2.防止軸向位移:由於馬達輸入軸在諧波齒輪內部提升轉速時,柔輪齒部會因喇叭孔現象而往馬達方向產生巨大的軸向推力,因此必須有防止軸向推力造成波發生器產生軸向位移的解決方法。
3.控制波發生器波發生器軸承與撓性外齒安裝距:因波發生器波發生器軸承在撓性外齒輪的安裝距與傳動精度與內外齒輪應息息相關,因此波發生器波發生器軸承的安裝距需具有定位性與可調整性的條件。以上兩種設計均無法控制波發生器波發生器軸承與撓性外齒輪之安裝距。
因此,鑒於上述習知波發生器與該等專利皆無法控制波發生器波發生器軸承與撓性外齒輪之安裝距的缺失,有鑑於此,本發明創作人乃經不斷的努力研發之下,終於研發出一套有別於上述習知技術的本發明。
本發明第一目的在於提供一種具備自動調心功能的用於諧波齒輪箱的自動調心裝置。達成本發明第一目的之技術手段,係包括座體、波發生器軸承、端蓋及凸輪組件。凸輪組件包括波發生器凸輪、傳動軸套、 複數傳動銷。座體內設有波發生器軸承。波發生器凸輪外環面受到波發生器軸承圍繞抵覆,波發生器凸輪的一邊面凹設有盲孔。傳動軸套包含盤體及一自盤體一邊面延伸的軸管;軸管外環面可受波發生器凸輪環繞抵覆,軸管內具有可供馬達之輸入軸伸入的軸孔;盤體之邊面凹設有複數與盲孔對應的嵌孔。端蓋覆設於盤體之反向邊面,端蓋貫穿設有穿孔,穿孔供鎖合件之桿身穿入而鎖合在輸入軸末端面的鎖孔內。每一傳動銷之前段嵌置固定於嵌孔內,其後段容置於盲孔內,盲孔的孔徑大於嵌孔,使各傳動銷與各盲孔之間形成餘隙配合的組配設置。
本發明第二目的在於提供一種具備防止軸向位移功能的用於諧波齒輪箱的自動調心裝置。達成本發明第二目的之技術手段,係包括座體、波發生器軸承、端蓋及凸輪組件。凸輪組件包括波發生器凸輪、傳動軸套、複數傳動銷。座體內設有波發生器軸承。波發生器凸輪外環面受到波發生器軸承圍繞抵覆,波發生器凸輪的一邊面凹設有盲孔。傳動軸套包含盤體及一自盤體一邊面延伸的軸管;軸管外環面可受波發生器凸輪環繞抵覆,軸管內具有可供馬達之輸入軸伸入的軸孔;盤體之邊面凹設有複數與盲孔對應的嵌孔。端蓋覆設於盤體之反向邊面,端蓋貫穿設有穿孔,穿孔供鎖合件之桿身穿入而鎖合在輸入軸末端面的鎖孔內。每一傳動銷之前段嵌置固定於嵌孔內,其後段容置於盲孔內,盲孔的孔徑大於嵌孔,使各傳動銷與各盲孔之間形成餘隙配合的組配設置。其中,該鎖合件係為一中心孔固定螺栓。其中,該軸管位於該波發生器凸輪反向邊面的位置環設有一用以使該波發生器凸輪定位於該軸管的定位組件。
本發明第三目的在於提供一種具備控制波發生器波發生器 軸承與撓性外齒輪之安裝距功能的用於諧波齒輪箱的自動調心裝置。達成本發明第三目的之技術手段,係包括座體、波發生器軸承、端蓋及凸輪組件。凸輪組件包括波發生器凸輪、傳動軸套、複數傳動銷。座體內設有波發生器軸承。波發生器凸輪外環面受到波發生器軸承圍繞抵覆,波發生器凸輪的一邊面凹設有盲孔。傳動軸套包含盤體及一自盤體一邊面延伸的軸管;軸管外環面可受波發生器凸輪環繞抵覆,軸管內具有可供馬達之輸入軸伸入的軸孔;盤體之邊面凹設有複數與盲孔對應的嵌孔。端蓋覆設於盤體之反向邊面,端蓋貫穿設有穿孔,穿孔供鎖合件之桿身穿入而鎖合在輸入軸末端面的鎖孔內。每一傳動銷之前段嵌置固定於嵌孔內,其後段容置於盲孔內,盲孔的孔徑大於嵌孔,使各傳動銷與各盲孔之間形成餘隙配合的組配設置。其中,該端蓋內面位於該鎖孔周圍環設有一環凸緣,該環形凸緣恰可抵住該馬達之該輸入軸末端面,藉由不同尺寸的該環凸緣來調整該波發生器軸承與一撓性外齒輪的波發生器安裝距。
1‧‧‧凸輪組件
2‧‧‧撓性外齒輪
7,10‧‧‧波發生器
8‧‧‧歐丹連結機構
11‧‧‧座體
110‧‧‧容槽
12,71,91‧‧‧波發生器凸輪
120‧‧‧盲孔
13,72‧‧‧波發生器軸承
14‧‧‧定位組件
73,140‧‧‧墊片
74,141‧‧‧C型扣環
15‧‧‧撓性外齒輪
20‧‧‧傳動軸套
21‧‧‧盤體
210‧‧‧嵌孔
22‧‧‧軸管
220‧‧‧軸孔
30‧‧‧端蓋
31‧‧‧穿孔
32‧‧‧環凸緣
40‧‧‧傳動銷
50‧‧‧馬達
6,10,51‧‧‧輸入軸
510‧‧‧鎖孔
60‧‧‧鎖合件
61‧‧‧螺栓
94‧‧‧固定螺栓
a1‧‧‧餘隙配合
a2‧‧‧偏心範圍
a3‧‧‧長度
a4‧‧‧安裝距
圖1係本發明具體架構的分解實施示意圖。
圖2係本發明具體架構的剖視實施示意圖。
圖3係圖2A區域的局部放大實施示意圖。
圖4係本發明做餘隙配合組配運作的實施示意圖。
圖5係一種習知波發生器的實施示意圖。
圖6係另一種習知波發生器的實施示意圖。
為讓 貴審查委員能進一步瞭解本發明整體的技術特徵與達成本發明目的之技術手段,玆以具體實施例並配合圖式加以詳細說明:
請配合參看圖1~4所示,為達成本發明第一目的之實施例,係包括一具容槽110的座體11、一凸輪組件1、一波發生器軸承13及一端蓋30。波發生器軸承13及端蓋30設於容槽110內。其特徵在於,該凸輪組件1包括一波發生器凸輪12、一傳動軸套20及複數傳動銷40。波發生器凸輪12位於容槽110內。波發生器凸輪12外環面受到波發生器軸承13內環面的圍繞抵覆,波發生器凸輪12的一邊面凹設有複數盲孔120。傳動軸套20包含一盤體21及一自盤體21一邊面延伸的軸管22,軸管22外環面可受波發生器凸輪12內環面環繞抵覆,軸管22內具有一可供馬達50之輸入軸51伸入的軸孔220。盤體21之該邊面抵覆在波發生器凸輪12的該邊面上,且盤體21之該邊面凹設有複數與盲孔120對應的嵌孔210。端蓋30覆設於盤體21之反向邊面,端蓋30貫穿設有一穿孔31,該穿孔31供一鎖合件60之桿身穿入而鎖合在輸入軸51末端面的鎖孔510內。每一傳動銷40之前段嵌置固定於嵌孔210內,其後段則突伸置於各盲孔120內,且各盲孔120的孔徑大於各嵌孔210,使各傳動銷40與各盲孔120之間形成餘隙配合a1的組配設置,於此,即可藉由餘隙配合a1的組配設置,使波發生器凸輪12與傳動軸套20之間在傳動時具有一定偏心範圍a2的自動調心功能。其中,一種較佳實施例,盤體21的一外徑大於波發生器凸輪12的一外徑,盤體21的一外徑等於端蓋30的一外徑。
具體而言,於一種較為具體的實施例中,本發明複數嵌孔210係徑向等距地凹設於盤體21上,且傳動銷40外周輪廓與嵌孔210形狀配合。複數盲孔120係徑向等距地凹設於波發生器凸輪12的該邊面。
請配合參看圖1~4所示,為達成本發明第二目的之實施 例,係包括一具容槽110的座體11、一凸輪組件1、一波發生器軸承13及一端蓋30。波發生器軸承13及端蓋30設於容槽110內。其特徵在於,該凸輪組件1包括一波發生器凸輪12、一傳動軸套20及複數傳動銷40。波發生器凸輪12外環面受到波發生器軸承13內環面的圍繞抵覆,波發生器凸輪12的一邊面凹設有複數盲孔120。傳動軸套20包含一盤體21及一自盤體21一邊面延伸的軸管22,軸管22外環面可受波發生器凸輪12內環面環繞抵覆,軸管22內具有一可供馬達50之輸入軸51伸入的軸孔220。盤體21之該邊面抵覆在波發生器凸輪12的該邊面上,且盤體21之該邊面凹設有複數與盲孔120對應的嵌孔210。端蓋30覆設於盤體21之反向邊面,端蓋30貫穿設有一穿孔31,穿孔31供一鎖合件60之桿身穿入而鎖合在輸入軸51末端面的鎖孔510內。每一傳動銷40之前段嵌置固定於嵌孔210內,其後段則突伸置於各盲孔120內,且各盲孔120的孔徑大於各嵌孔210,使各傳動銷40與各盲孔120之間形成餘隙配合a1的組配設置,於此,即可藉由餘隙配合的組配設置,使波發生器凸輪12與傳動軸套20之間在傳動時具有一定偏心範圍a2的自動調心功能。本實施例的主要部分在於,軸管22位於波發生器凸輪12反向邊面的位置環設有一用以使波發生器凸輪12定位於軸管22的定位組件14。具體的,上述定位組件14係包含一墊片140及一C型扣環141。而鎖合件60係為一具有中心孔的固定螺栓,於具體運作時,係使用具中心孔的固定螺栓與馬達50輸入軸51鎖緊配合,並利用數個螺栓61將端蓋30與傳動軸套20進行固定,於此,即可使其結構能抑制馬達50輸入軸51因扭矩過高所產生的軸向位移現象。
請配合參看圖1~4所示,為達成本發明第三目的之實施例,係包括一具容槽110的座體11、一凸輪組件1、一波發生器軸承13及一端蓋30。波發生器軸承13及端蓋30設於容槽110內。其特徵在於,該 凸輪組件1包括一波發生器凸輪12、一傳動軸套20及複數傳動銷40。波發生器凸輪12外環面受到波發生器軸承13內環面的圍繞抵覆,波發生器凸輪12的一邊面凹設有複數盲孔120。傳動軸套20包含一盤體21及一自盤體21一邊面延伸的軸管22,軸管22外環面可受波發生器凸輪12內環面環繞抵覆,軸管22內具有一可供馬達50之輸入軸51伸入的軸孔220。盤體21之該邊面抵覆在波發生器凸輪12的該邊面上,且盤體21之該邊面凹設有複數與盲孔120對應的嵌孔210。端蓋30覆設於盤體21之反向邊面,端蓋30貫穿設有一穿孔31,該穿孔31供一鎖合件60之桿身穿入而鎖合在輸入軸51末端面的鎖孔510內。每一傳動銷40之前段嵌置固定於嵌孔210內,其後段則突伸置於各盲孔120內,且各盲孔120的孔徑大於各嵌孔210,使各傳動銷40與各盲孔120之間形成餘隙配合a1的組配設置,於此,即可藉由餘隙配合a1的組配設置,使波發生器凸輪12與傳動軸套20之間在傳動時具有一定偏心範圍a2的自動調心功能。本實施例的主要部分在於,上述端蓋30內面位於穿孔31周圍環設有一環凸緣32,此環凸緣32恰可抵住馬達50之輸入軸51末端面,於此,可以藉由不同尺寸的環凸緣32長度a3來調整波發生器軸承13與撓性外齒輪15的安裝距a4。此外,上述撓性外齒輪15係位於波發生器軸承13的外環面上,而可與位於座體11內的剛性齒輪正對而形成嚙合;或跳開組態的接觸。
因此,藉由上述具體實施例的說明,本發明確實具有下列所述的特點:
1.本發明具備自動調心功能:馬達、剛輪固定機殼與馬達輸入軸、波發生器的組配由於為多組分離組件,加上諧波齒輪對於同心度的高精度要求,因此,本發明在波發生器的結構中已經具備自動調心的功能,以補償組配時造成的同心度誤差。
2.本發明確實可以防止軸向位移:由於馬達輸入軸在諧波齒輪內部提升轉速時,撓性外齒輪會因喇叭孔現象而往馬達方向產生巨大的軸向推力,本發明確實可以有效防止軸向推力造成波發生器產生的軸向位移現象。
3.本發明確實具有控制波發生器軸承與撓性外齒安裝距:因波發生器軸承在撓性外齒輪的安裝距與傳動精度與內外齒輪應力息息相關,因此,本發明確實具備波發生器軸承的安裝距需具有定位性與可調整性的條件。
以上所述,僅為本發明之可行實施例,並非用以限定本發明之專利範圍,凡舉依據下列請求項所述之內容、特徵以及其精神而為之其他變化的等效實施,皆應包含於本發明之專利範圍內。本發明所具體界定於請求項之結構特徵,未見於同類物品,且具實用性與進步性,已符合發明專利要件,爰依法具文提出申請,謹請 鈞局依法核予專利,以維護本申請人合法之權益。

Claims (10)

  1. 一種用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其包括:一座體,其內設有一容槽;一波發生器軸承,其設於該容槽內;一端蓋,其設於該容槽內,及一凸輪組件,其中,該凸輪組件包括:一波發生器凸輪,其設於該容槽內且外環面受到該波發生器軸承內環面的圍繞抵覆,該波發生器凸輪的一邊面凹設有複數盲孔;一傳動軸套,其設於該容槽內,該傳動軸套包含一盤體及一自該盤體一邊面延伸的軸管;該軸管外環面可受該波發生器凸輪內環面環繞抵覆,該軸管內具有一可供一馬達之一輸入軸伸入的軸孔;該盤體之該邊面抵覆在該波發生器凸輪的該邊面上,且該盤體之該邊面凹設有複數與該盲孔對應的嵌孔;該端蓋覆設於該盤體之反向邊面,該端蓋貫穿設有一穿孔,該穿孔供一鎖合件之桿身穿入而鎖合在該輸入軸末端面的一鎖孔內;及複數傳動銷,每一該傳動銷之前段嵌置固定於該嵌孔內,其後段則突伸置於該盲孔內,且該盲孔的孔徑大於該嵌孔,使該複數傳動銷與各該盲孔之間形成餘隙配合的組配設置。
  2. 如請求項1所述之用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其中,該複數嵌孔係徑向等距地凹設於該盤體上,且該傳動銷外周輪廓與該嵌孔形狀配合。
  3. 如請求項1所述之用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其中,該複數盲孔係徑向等距地凹設於該波發生器凸輪的該邊面。
  4. 如請求項1所述之用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其中,該軸管位於該波發生器凸輪反向邊面的位置環設有一用以使該波發生器凸輪定位 於該軸管的定位組件。
  5. 如請求項4所述之用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其中,該定位組件包含有一墊片及一C型扣環。
  6. 如請求項1所述之用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其中,該鎖合件係為一中心孔固定螺栓。
  7. 如請求項1所述之用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其中,該端蓋內面位於該鎖孔周圍環設有一環凸緣,該環形凸緣恰可抵住該馬達之該輸入軸末端面,藉由不同尺寸的該環凸緣來調整該波發生器軸承與一撓性外齒輪的波發生器安裝距。
  8. 如請求項7所述之用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其中,該撓性外齒輪位於該波發生器軸承的外環面上。
  9. 如請求項1所述之用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其中,該盤體的一外徑大於該波發生器凸輪的一外徑。
  10. 如請求項1所述之用於諧波齒輪箱的自動調心裝置,其中,該盤體的一外徑等於該端蓋的一外徑。
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