[发明专利]纵波减速机

说明书

技术领域

本发明为精密减速机设备领域，涉及一种高精度低成本减速机。

背景技术

减速机为用于以低速的旋转力的方式输出从马达等的动力装置所输入的高速的旋转力的装置，广泛应用于各个行业。例如，这种减速机安装于工业用机器人的关节等来起到对从动力装置 所输入的高速的旋转力进行减速，使旋转力达到动力需求位置所需的适当的旋转力的作用。

已开发的减速机根据减速方式分为多种。例如，有谐波(harmonic)减速机、 行星针轮(cyclo)减速机、 RV(revolutionary vector)减速机、球(ball)减速机及行星齿轮减速机。

谐波减速机通常包括形成有内齿形状的齿轮的圆形花键和以与圆形花键的内齿 齿轮相啮合的方式形成有外齿形状齿轮的可挠性花键， 利用基于圆形花键及可挠性花键的 齿轮之间的齿数之差而产生的相对旋转来对所输入的高速的旋转力进行减速，使旋转力达到低速。

行星针轮减速机通常包括针齿轮和偏心齿轮，上述偏心齿轮以与针齿轮相对应地啮合的方式形成摆线齿形， 上述偏心齿轮借助曲轴相对旋转， 利用基于上述针齿轮和偏心 齿轮之间的齿数之差而产生的相对旋转来对所输入的高速的旋转力进行减速，使旋转力达到低速。RV减速机具有与行星针轮减速机相似的结构。

行星齿轮减速机通常包括以相互啮合的方式转动的多个齿轮，利用输入侧的齿轮和输出侧的齿轮之间的齿数比来对旋转速度进行减速。

球减速机包括：第一动力板及第二动力板，以相互相向的方式配置；引导槽，以摆 线的方式形成于第一动力板及第二动力板的相向的板面；驱动球，在引导槽进行滚动运动，利用驱动球沿着引导槽移动而发生的第一动力板及第二动力板的相对运动，对所输入的高 速的旋转力进行减速，使旋转力达到低速。

近来， 减速机不仅用于工业用机器人， 还处于广泛用于人体等多种领域的趋势， 为 了在多种领域使用这种减速机，不仅要求减速机满足小型化、稳定的驱动性，还要求减速机满足易于制造、结构简单等。

但是，为了使这种现有的减速机满足小型化、稳定的驱动性、易于制造及结构简单等需求，存在多种需解决的问题。例如，以谐波减速机为例，虽然比较容易实现小型化， 但因 刚性及振动特性等，难以实现相对稳定的驱动性。以行星针轮减速机为例，因驱动扭矩(torque)较大、齿隙(backlash)小而具有稳定的驱动性，但相反，存在难以制造摆线齿形的 问题，以及由于为了使输出轴顺畅地传递动力而重新由输入轴和传动轴形成输出轴， 因而 需要线机械性装置(输出轴销(out put shaft pin)、 输出轴衬套(out put shaft bush) 等)，存在结构复杂、难以实现小型化的问题。而且，以球减速机为例，因难以对形成于动力板的板面的摆线进行加工等，存在难以实现小型化的问题。

发明内容

本发明用于解决如上所述的现有技术中的问题，本发明的目的在于，提供一种结构简单、易于制造、成本低廉的高精度减速机。它具有零背隙、无回差、定位精度高、抗冲击力强、振动小、寿命长、精度保持稳定、传动平稳 、生产简单、大量使用制式零件等优点，同时该减速机也可以作为增速机装置使用用于风力发电等需要减扭增速的场合。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

在轴向转动的输入动盘上进行同心的沟道加工，在沟道内排满统一尺寸的钢珠并将钢珠固定于沟道内，形成输入动盘的波形，沟道跟钢珠尺寸按照技术需求进行选择，所有钢珠的珠心点的连线我们称其为啮合线；在限位定盘的两边分别加工两种不同尺寸的圆柱形的限位孔，限位孔按需求数量在定盘上圆周分布，两边的限位孔孔底相通，限位孔的孔心连线跟啮合线平行；在限位定盘两边两种尺寸的限位孔内排布跟限位孔直径相同的啮合钢珠，大尺寸限位孔内的啮合钢珠我们称其为输入盘啮合珠，小尺寸限位孔内的啮合钢珠我们称其为输出盘啮合珠；同样在轴向转动的输出动盘上我们也进行同心沟道加工，在沟道内排满统一尺寸的钢珠并将钢珠固定于沟道内，形成输出动盘的波形，沟道跟钢珠尺寸按照技术需求进行选择，且所有钢珠的珠心点连线跟啮合线平行。

其工作过程可以简单描述为，输入动盘受电机等执行器的带动下轴向转动，同时输入动盘的波形一起转动，波形的运动带动了限位定盘内的输入盘啮合珠在限位孔轴向纵波运动，输入盘啮合珠的轴向纵波运动直接带动输出盘啮合珠的运动，两种啮合珠在输入动盘波形和输出动盘波形的约束下，他们分成数组，每组内的钢珠珠心分别以不同相位形成离散的圆周空间正弦曲线，这种运动被传导到输出盘的啮合珠上，同时带动输出盘轴线转动，实现减速增扭功能。