【技术实现步骤摘要】
本申请涉及谐波传动，具体而言，涉及一种新的波发生器、可以切换速度的带有行星轮的波发生器总成。
技术介绍
1、机器人关节模组的发展对关节模组的尺寸设计要求越来越高，追求轻量化、小体积和更好的传动性能。谐波传动装置具有单级传动比大、体积小、质量小、运动精度高等优点，并且能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作，更适用于轻负载精密减速领域，如人形机器人等。
2、而常规的谐波传动机构只能输出一种速度，当机器人关节模组需要在不同场合的使用状况下自由切换时，常规的谐波传动机构无法满足当前需求。
3、同时，传统谐波传动中的旋转直驱电机结构设计中，通常倾向于选用现成的封装电机，即电机的定子和转子通过轴承和法兰等封装在电机外壳内。这样只需要将电机整体安装到机械设备上，连接负载即可使用。然而，在很多实际应用中，安装空间受到很大的限制。例如，协作机器人的手臂，通常要集成6个、7个甚至更多电机模组来驱动机器人的关节。
4、由于没有足够的安装空间，传统的电机封装形式无法满足应用需求，即使是应用于较精密的谐波减速机构，也无法满足空间和速度切换多样化的综合需求。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于提供一种带有行星轮的波发生器，能够满足机器人关节模组对输出速度的不同切换要求，同时节省安装空间，提高综合利用率。
2、本专利技术为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
3、一种带有行星轮的波发生器，其特征在于包括：
4、行星架，呈台阶式
5、太阳轮，呈中空筒体状且沿行星架轴向设置于行星轮之间，太阳轮的中空筒体外部设置与行星轮外齿啮合的齿部；太阳轮远离中空筒体的端部形成谐波固定座；
6、谐波固定座端部连接内壁设置钢轮齿形面的交叉滚子轴承外圈，交叉滚子轴承内圈径向承纳与钢轮齿形面作用的柔轮，柔轮通过柔性轴承支撑设置在凸轮结构外缘，凸轮结构内壁可旋转地支撑设置在谐波固定座外轴肩上；刹车盘固定在行星架端面；交叉滚子轴承内圈端部设置输出法兰；输出法兰、柔轮和刹车盘之间形成一个中空空间；
7、齿轮圈，设置在所述中空空间内，径向内齿与各行星轮外齿啮合，且在齿轮圈径向可旋转支承的设置与输出法兰固定的刹车座，刹车座内孔内还设置刹车切换装置，使得太阳轮输出通过行星轮与刹车座可选择地分离或结合。
8、上述技术方案中，刹车座外缘与齿轮圈之间设置第一深沟球轴承以形成可旋转支承结构；凸轮内壁与谐波固定座轴肩外部之间设置第二深沟球轴承以形成可旋转支承结构。
9、上述技术方案中，所述刹车切换装置为电磁铁吸附结构，其中，在齿轮圈内设置环片状的换挡拨片以及波形弹簧；换挡拨片径向外周设置外齿圈，该外齿圈齿始终与刹车座的内齿圈啮合，换挡拨片的内齿圈选择性与刹车盘的周向外齿啮合；电磁铁固定在刹车座内孔中且置于齿轮圈内，且设置为未通电状态时波形弹簧弹开而保持换挡拨片与刹车盘啮合，通电状态时波形弹簧吸合而保持换挡拨片与刹车盘分离。
10、上述技术方案中，电磁铁未通电状态，输出形态为低速比、大扭矩；电磁铁通电状态，换挡拨片与刹车盘分离，输出形态为高速比、小扭矩。上述技术方案中，间隔设置3-5个行星轮。
11、上述技术方案中，柔性轴承与行星架凸轮结构的端面齐平，并共同与谐波固定座端面接触。
12、上述技术方案中，设置第一轴承压板，固定在柔轮上且压紧第一深沟球轴承内轴承圈。
13、上述技术方案中，柔性轴承内圈与行星架外凸轮结构平面齐平，第二轴承压板固定到行星架上并压紧柔性轴承内圈。
14、上述技术方案中，输出法兰中心设置胀紧套。
15、上述技术方案中，谐波固定座端部朝向输出端连接驱动电机形成双速比驱动模组。
16、优选地，谐波固定座端部固定连接无框电机；其中，端部后盖和谐波固定座端部之间设置防护外壳，防护外壳上固定定子和后盖，后盖与防护外壳之间间隙设置电路板；转子与转子座固定并可旋转地设置在定子中；过线管穿过输出法兰端部且沿整个模组设置，连接刹车切换装置的电源线穿过过线管连接在电路板的对应芯片处。
17、上述技术方案中，连接电磁铁的电源线穿过过线管连接在电路板的对应芯片处。
18、上述技术方案中，第一磁环固定在第一磁环座上，第二磁环固定在第二磁环座上，第二磁环座固定在过线管外径处并调整第二磁环轴向高度与第一磁环高度一致。
19、安装电机外壳和交叉滚子轴承接缝处均采用齐缝打孔攻丝工艺，保证部件在螺钉锁紧情况下具有足够的连接强度，并具有一定的密封性。 当电磁铁通电时，波形弹簧被压缩，换挡拨片与刹车盘分离，行星轮的差速运动不传递到输出法兰，太阳轮输出仅仅带动行星架上凸轮的转动，波发生器的波形变化通过柔轮和钢轮最终输出给输出法兰；此时输出形态为高速比、小扭矩。电磁铁断电时，波形弹簧迫使换挡拨片与刹车盘啮合，太阳轮输出带动行星轮的差速运动和行星架上凸轮的转动共同作用，实现波形变化，并通过柔轮和钢轮最输出给输出法兰，实现低速比、大扭矩的输出。
20、相对于现有技术，本申请的有益效果是：
21、由于电磁铁的切换作用，从而使行星轮差速作用按选择参与到谐波传动过程中，由此，使得太阳轮输出的动力可以通过行星架上的行星轮的差速输出到输出法兰上，或者太阳轮输出的动力直接通过行星架上凸轮的波形变化，通过柔轮和钢轮作用到输出法兰上；最终使得输出法兰的输出按照需求实现低速比、大扭矩的输出，以及高速比和小扭矩的输出，满足同一套谐波结构实现不同速比切换的需求。
22、其次，波发生器的外部通过太阳轮直接形成谐波固定座，谐波固定座直接连接由独立的转子和定子部件组成是无框电机，定子和转子分别直接固定至带有行星轮的波发生器谐波结构上，从而精简了电机封装、电机壳体和轴承传动的结构，借助设备外壳巧妙地实现了电磁防护，同时减小了双速比模组整体的安装空间，适用于机器人关节模组的精密小巧需求。
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1.一种带有行星轮的波发生器，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于刹车座外缘与齿轮圈之间设置第一深沟球轴承以形成可旋转支承结构；凸轮内壁与谐波固定座轴肩外部之间设置第二深沟球轴承以形成可旋转支承结构。
3.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于所述刹车切换装置为电磁铁吸附结构，其中，在齿轮圈内设置环片状的换挡拨片以及波形弹簧；换挡拨片径向外周设置外齿圈，该外齿圈齿始终与刹车座的内齿圈啮合，换挡拨片的内齿圈选择性与刹车盘的周向外齿啮合；电磁铁固定在刹车座内孔中且置于齿轮圈内，且设置为未通电状态时波形弹簧弹开而保持换挡拨片与刹车盘啮合，通电状态时波形弹簧吸合而保持换挡拨片与刹车盘分离。
4.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于电磁铁未通电状态，输出形态为低速比、大扭矩；电磁铁通电状态，换挡拨片与刹车盘分离，输出形态为高速比、小扭矩。
5.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于间隔设置3-5个行星轮。
6.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器
7.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于设置第一轴承压板，固定在柔轮上且压紧第一深沟球轴承内轴承圈。
8.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于柔性轴承内圈与行星架外凸轮结构平面齐平，第二轴承压板固定到行星架上并压紧柔性轴承内圈。
9.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于谐波固定座端部朝向输出端连接驱动电机。
10.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于谐波固定座端部固定连接无框电机。
...【技术特征摘要】
1.一种带有行星轮的波发生器，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于刹车座外缘与齿轮圈之间设置第一深沟球轴承以形成可旋转支承结构；凸轮内壁与谐波固定座轴肩外部之间设置第二深沟球轴承以形成可旋转支承结构。
3.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于所述刹车切换装置为电磁铁吸附结构，其中，在齿轮圈内设置环片状的换挡拨片以及波形弹簧；换挡拨片径向外周设置外齿圈，该外齿圈齿始终与刹车座的内齿圈啮合，换挡拨片的内齿圈选择性与刹车盘的周向外齿啮合；电磁铁固定在刹车座内孔中且置于齿轮圈内，且设置为未通电状态时波形弹簧弹开而保持换挡拨片与刹车盘啮合，通电状态时波形弹簧吸合而保持换挡拨片与刹车盘分离。
4.根据权利要求1所述的带有行星轮的波发生器，其特征在于电磁铁未通电状态，输出形态为低速比、大扭矩；电磁铁...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱显东，赵伟，马震，
申请(专利权)人：无锡巨蟹智能驱动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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