[发明专利]径向双波柔性传动减速器

说明书

本发明公开了减速器领域内的径向双波柔性传动减速器，包括一级波发生器，一级波发生器的径向外侧依次设有共轴线的一级柔轮、一级刚轮、二级柔轮及二级刚轮，一级柔轮为杯型沿轴向固定，径向可柔性变形，且一级波发生器的外壁与一级柔轮的内壁之间至少存在一个接触点,一级刚轮的外壁与二级柔轮的内壁之间至少存在一个接触点。本发明与现有谐波减速器相比体积小，传动比更大、扭转刚度和承载能力更大，更有利于航空、航天上的使用。

技术领域

本发明涉及减速器领域，具体涉及一种径向双波柔性传动减速器。

背景技术

目前应用于机器人领域的减速机主要有两种，一种是RV减速器，另一种是谐波减速器，谐波减速器通过薄壁柔轮变形使齿轮分度圆变成椭圆实现双波多齿啮合，实现转速变换和动力传递，具有结构简单,传动比大，传动精度高等优点，但也存在扭转刚度低、承载能力不高等问题，这也一定程度上导致更高传动比的谐波减速器发展受到限制。而广泛应用谐波减速器的航空、航天、能源、航海、仿生机械、常用军械等高端机械领域对具备更高传动比、更高承载能力、更高扭转刚度的谐波减速器需求越来越大。为了进行高传动比的减速，现有技术中通常将两个谐波减速器轴向串联形成串联结构进行减速，但是两个谐波减速器串联进行减速的结构需要两个柔轮、两个钢轮和两个波发生器在轴向上的并列，结构比较复杂，复杂的结构不仅成本高，运转时零部件也容易出现问题，而且轴向体积较大，占用空间大，难以满足航空、航天等对空间占用有极高要求的行业需求。

发明内容

本发明意在提供径向双波柔性传动减速器，以解决现有技术中谐波减速器的发展难以兼顾体积小、高传动比要求，难以满足航空、航天等行业需求的问题。

为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：径向双波柔性传动减速器，包括一级波发生器，一级波发生器的径向外侧依次设有共轴线的一级柔轮、一级刚轮、二级柔轮及二级刚轮，一级柔轮为杯型且沿轴向固定设置，一级柔轮径向可柔性变形，所述一级柔轮固定设置在一级波发生器外侧，一级波发生器的外壁与一级柔轮的内壁之间至少存在一个接触点，所述一级刚轮的外壁与所述二级柔轮的内壁之间至少存在一个接触点。

本方案的原理及优点是：实际应用时，一级波发生器、一级柔轮、一级刚轮组成第一级谐波减速器，一级柔轮为环形且内壁光滑、外壁上设有外齿，一级刚轮为环形且内壁上设有内齿、外壁光滑。一级波发生器在电机的带动下与一级柔轮光滑的内圈接触并挤压，从而促使一级柔轮发生弹性变形，使一级柔轮与一级波发生器接触部分的外齿与一级刚轮的内齿啮合，一级柔轮与一级刚轮之间实现轮齿的共轭运动，且该啮合中外齿与内齿之间存在齿差，从而实现减速传动。而通过将一级柔轮固定，一级刚轮作为输出端，使得一级刚轮同时又作为二级波发生器与二级柔轮、二级刚轮组成第二级谐波减速器。一级刚轮的外壁作为第二级谐波传动的波发生器输入转动，从而二级柔轮随之发生弹性变形，二级柔轮外齿与二级刚轮内齿进行啮合传动，由于二级柔轮外齿与二级刚轮内齿存在齿差，从而实现减速传动。这样一级刚轮既作为第一级谐波减速器的输出刚轮，又作为第二级谐波减速器的波发生器，在同一轴向范围内将两级谐波减速器进行柔性结合，轴向体积大幅减小，实现谐波减速器的径向串联，从而实现在径向两级柔性传动，传动比成倍数提高。本方案与现有谐波减速器相比体积小，传动比更大、扭转刚度和承载能力更大，更有利于航空、航天上的使用。

进一步，一级波发生器外形轮廓为圆形、椭圆形或三圆弧形。作为优选这样形成的第一级谐波减速器可进行单波、双波或三波传动，同时啮合的齿数更多，承载能力更强。

进一步，一级刚轮的外形轮廓为圆形、椭圆形或三圆弧形。作为优选这样第二级谐波减速器也可进行单波、双波或三波传动，同时啮合的齿数更多，承载能力更强，可实现更多载荷需求下的减速传动，径向叠加的传送比更高。

进一步，二级柔轮相对一级刚轮固定设置，二级刚轮相对二级柔轮活动设置。作为优选这样二级柔轮作为定点传动，使得二级刚轮作为动力输出端，可获得更大的传动比。