一种谐波减速器的波发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种谐波减速器的波发生器，该波发生器通过多个兰杰文振子在特定电压信号激励下按照一定规则有序工作，从而使柔轮剖面由圆形变为大小和形状均可调节的椭圆形，长轴两端附近的柔轮齿与刚轮齿完全啮合，而短轴两端附近的柔轮齿则与刚轮完全脱开，柔轮周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。电机输入轴旋转时，带动电刷旋转，电刷两端接入同频简谐激励信号，激励与电刷形成通路的兰杰文振子；而未供电的振子不工作，轮齿处于脱开状态。兰杰文振子按顺序激励时就像普通谐波减速器波发生器一样连续转动，从而迫使柔轮的变形不断改变，使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变，实现柔轮相对刚轮的可调旋转。

A Wave Generator of Harmonic Reducer

【技术实现步骤摘要】
一种谐波减速器的波发生器
本专利技术涉及一种谐波减速器的波发生器，尤其涉及一种通过兰杰文振子纵振实现柔轮椭圆变形的波发生器，属于谐波传动领域。
技术介绍
普通的谐波减速器通过波发生器装配柔性轴承再与柔轮内壁相互压紧，促使柔轮发生变形，实现柔轮齿与刚轮齿的啮合，但是在工作中柔性轴承的外圈会与柔轮内壁发生相对转动，从而影响整个减速器的传动精度；而且柔性轴承为易损件，使用寿命受到很大的限制。有资料提出了一种液压式波发生器，通过液压的方式使得柔轮的发生椭圆变形，其不足之处在于利用液压的方式存在反应不灵敏的问题，而且结构较为复杂。目前也没有利用压电技术制作波发生器的实例。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术利用多个兰杰文振子的协同工作设计出一种波发生器，该波发生器结构及原理简单，且省去了柔性轴承，提高柔轮变形的响应速度和谐波传动系统的使用寿命、传动精度和传动效率。本专利技术是采用以下技术方案实现上述技术目的的。一种谐波减速器的波发生器，包括柔轮，柔轮与n个兰杰文振子前端盖固连，兰杰文振子均匀固定在保持架上，保持架内圈同轴设置电刷，兰杰文振子线路输入端布置于保持架内圈上，电刷转动时与兰杰文振子线路接触通电，n为大于等于4的正整数。上述方案中，所述保持架内圈为圆形、外圈为正n边形，保持架外圈的每条边对应设有安装槽，安装槽用于固定兰杰文振子。上述方案中，所述兰杰文振子为4N个，其中N为正整数。上述方案中，所述保持架内圈为圆形、外圈为正4N边形，保持架外圈的每条边对应设有安装槽，安装槽用于固定兰杰文振子。上述方案中，所述电刷两端为弧形，弧形的曲率半径与保持架内圈相等。上述方案中，所述电刷两端接入高频简谐电源。上述方案中，所述电刷中间处设有输入轴安装孔，使得电刷与电机输入轴固连。上述方案中，所述兰杰文振子的截面为矩形或圆形，且兰杰文振子前端盖配置变幅杆。上述方案中，所述电刷转动时，两端至少分别与一条兰杰文振子线路接触。本专利技术的有益效果为：普通谐波减速器工作时，为了促使柔轮连续变形需要输入轴提供一定的扭矩，而本专利技术中使用了电刷，不依靠输入轴直接提供扭矩，所以输入端的电机扭矩相对较低；且该波发生器省去了柔性轴承这一易损件，避免了轴承外圈与柔轮内壁的相对滑动所带来的传动误差，提高了寿命与传动精度；相比于普通类型的波发生器，本专利技术的波发生器可快速启停，减少能量损耗。附图说明图1是本专利技术的装配示意图；图2是本专利技术中保持架的示意图；图3是本专利技术中电刷的示意图；图4是本专利技术中兰杰文振子线路局部示意图。图中：1-刚轮；2-柔轮；3-兰杰文振子；4-保持架；5-电刷；6-输入轴安装孔；7-兰杰文振子线路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明，示例实施例仅为了帮助更好的理解本专利技术，并不构成对本专利技术的限定。附图仅为说明本实施例，并不是按照比例绘制。如图1所示，一种谐波减速器的波发生器，包括刚轮1、柔轮2、n个兰杰文振子3、保持架4和电刷5，由内往外依次同轴设置电刷5、保持架4、兰杰文振子3、柔轮2和刚轮1，如图3所示，电刷5两端为弧形，曲率半径与保持架4内圈相等，如图2所示，保持架4内圈为圆形、外圈为正n边形(n为大于等于4的正整数)，保持架4外圈的每条边对应设有安装槽，安装槽用于固定兰杰文振子3，保持架4外圈每一边与兰杰文振子3相连的部位位于兰杰文振子3的节面上，保持架4不受兰杰文振子3振动时的干扰，兰杰文振子3前端盖与柔轮2固连，如图4所示，兰杰文振子线路7输入端布置于保持架4内圈上，兰杰文振子线路7另一端接在压电陶瓷上，电刷5两端接入高频简谐电源，电刷5转动时与兰杰文振子线路7接触通电。电刷5中间处设有输入轴安装孔6，使得电刷5与电机输入轴固连。兰杰文振子3振动时柔轮2随着兰杰文振子3端部振动，实现柔轮2与刚轮1轮齿的啮合和脱开。电刷5用石墨等导电性能良好的材料制成，保持架4材料可以为非金属或金属加绝缘涂层。兰杰文振子3的截面为矩形或圆形，前端盖配置变幅杆用于增大振幅，本实施例中兰杰文振子3的数量优选为4N个(同时，保持架4的外圈为正4N边形，N为正整数)，目的是保证柔轮2变形形成椭圆时长轴和短轴处的兰杰文振子3关于短轴和长轴对称，在振子工作时柔轮剖面的椭圆形状是标准的，不会导致椭圆形状的畸变，从而该波发生器可以连续正常工作。兰杰文振子3是通过压电陶瓷的逆压电效应实现振子的高频振动。上述方案中，引入的兰杰文振子能在低压驱动时提高传动精度，在高压驱动时通过与柔轮接触部位的变形协调改变柔轮齿形结构，甚至改变齿数，进而实现传动比的有效调控。另外，应用兰杰文振子的高频简谐激励，不仅降低或吸收谐波传动产生的低频振动及其噪声，而且改善柔轮-刚轮的接触条件，提高波发生器及谐波减速器的可靠性。实施例一如图4所示，电机输入轴转到某一位置时，电刷5两端至少分别与一条兰杰文振子线路7接触通电，兰杰文振子3通电受到激励(图4中每个电刷5端部有三个兰杰文振子3受到激励)，受到激励的兰杰文振子3附近的齿处于完全啮合状态。随着输入轴的转动，电刷5也随之转动，电刷5旋转方向的下一个兰杰文振子3开始受到激励，受到激励的兰杰文振子3附近的柔轮齿与刚轮齿开始啮合；线路7与电刷5脱开的兰杰文振子3不再受到激励，从而恢复到初始位置，其附近的柔轮齿与刚轮齿完全脱开；输入轴不断的旋转，兰杰文振子3按顺序受到激励，柔轮2发生连续的椭圆变形，可实现与普通波发生器同样的功能，即：波发生器连续转动，迫使柔轮的变形不断改变，使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变，实现柔轮相对刚轮的可调旋转。实施例二与实施例一不同的是，在利用本专利技术谐波减速器的波发生器时，电刷5两端的弧形部分的弧长增大，从而电刷5能同时激励的兰杰文振子3数量在最大限度内提高(形成的椭圆短轴附近的兰杰文振子3不能受到激励)，即可提高减速器工作时柔轮和刚轮啮合的齿数，同时啮合的齿数越多，由于误差平均化，则传动误差将会更低。所述实施例为本专利技术的优选的实施方式，但本专利技术并不限于上述实施方式，在不背离本专利技术的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐波减速器的波发生器，其特征在于，包括柔轮(2)，柔轮(2)与n个兰杰文振子(3)前端盖固连，兰杰文振子(3)均匀固定在保持架(4)上，保持架(4)内圈同轴设置电刷(5)，兰杰文振子线路(7)输入端布置于保持架(4)内圈上，电刷(5)转动时与兰杰文振子线路(7)接触通电，n为大于等于4的正整数。

【技术特征摘要】
1.一种谐波减速器的波发生器，其特征在于，包括柔轮(2)，柔轮(2)与n个兰杰文振子(3)前端盖固连，兰杰文振子(3)均匀固定在保持架(4)上，保持架(4)内圈同轴设置电刷(5)，兰杰文振子线路(7)输入端布置于保持架(4)内圈上，电刷(5)转动时与兰杰文振子线路(7)接触通电，n为大于等于4的正整数。2.根据权利要求1所述的谐波减速器的波发生器，其特征在于，所述保持架(4)内圈为圆形、外圈为正n边形，保持架(4)外圈的每条边对应设有安装槽，安装槽用于固定兰杰文振子(3)。3.根据权利要求1所述的谐波减速器的波发生器，其特征在于，所述兰杰文振子(3)为4N个，其中N为正整数。4.根据权利要求3所述的谐波减速器的波发生器，其特征在于，所述保持架(4)内圈为圆形、外圈为正4N边...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦虎，袁项辉，符永宏，全力，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32