專利名稱：諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，尤其指一種使諧波傳動裝置的動力傳動余隙能自動補償?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
美國專利第2906143號公開的諧波傳動裝置(harmonic drive transmission)所采用的減速原理，如圖6所示，是通過一橢圓形的凸輪10組設(shè)于一呈杯狀或環(huán)狀的撓性齒輪20中，使凸輪10受傳動力運轉(zhuǎn)后，凸輪10輪面長軸向的兩端可將撓性齒輪20撐張，使撓性齒輪20與所匹配的一圓形剛性的內(nèi)齒花鍵30產(chǎn)生一緊密無間隙的嚙合狀態(tài)，通過撓性齒輪20與內(nèi)齒花鍵30所設(shè)計的齒數(shù)差，來產(chǎn)生一減速傳動效果。上述諧波傳動裝置在制造及裝配時，對于各部件(凸輪10、撓性齒輪20與內(nèi)齒花鍵30)的尺寸公差要求極為嚴格，才能達到零背隙的動力傳遞目的。因此如圖7所示，諧波傳動裝置對于凸輪10輪面長軸尺寸a，配合上述撓性齒輪20與內(nèi)齒花鍵30之間嚙合相加總尺寸b，都是處在一絕對尺寸的條件要求下，否則將造成嚙合不足，并在輪齒的非受力面形成有齒背隙(Gear Blacklash)的情況；因此，上述各構(gòu)件的加工及裝配工序嚴苛要求其精密度，導(dǎo)致加工及裝配費用相當昂貴，這一結(jié)果也導(dǎo)致其應(yīng)用于機器人手臂的市場價格居高不下，自動化設(shè)備產(chǎn)業(yè)拓展不易。再者，上述諧波傳動裝置經(jīng)過一段時間的運作后，其撓性齒輪20與內(nèi)齒花鍵30的輪齒會不斷地彼此磨耗，造成輪齒的齒背隙(Gear Blacklash)擴大，不能達成零背隙傳動的要求；而現(xiàn)有技術(shù)還沒有使諧波傳動裝置能自動補償輪齒磨耗的技術(shù)方案，必須經(jīng)常更換撓性齒輪20與內(nèi)齒花鍵30，如果將這樣的諧波傳動裝置應(yīng)用在自動化設(shè)備產(chǎn)業(yè)的機器人手臂上，其齒背隙將影響其伺服馬達的角動量的精密度，并不利于生產(chǎn)線的運作及維護成本。

實用新型內(nèi)容為了解決上述諧波傳動裝置的撓性齒輪所遇到的技術(shù)問題，本實用新型發(fā)明人提出本實用新型的諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，以使諧波傳動裝置能輕易補償傳動間隙，達到零背隙的傳動要求，并能提升諧波傳動裝置精密度、降低成本及延長整體裝置使用壽命等。本實用新型提供的一種諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，使諧波傳動裝置可自動對于裝置傳動嚙合部分的間隙予以補償，實現(xiàn)零背隙的傳動行為。本實用新型的諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，包括一圓形內(nèi)齒花鍵，一安置于內(nèi)齒花鍵內(nèi)的撓性齒輪，以及一用來使撓性齒輪變形而與該內(nèi)齒花鍵相互嚙合的凸輪組，其中該凸輪組包括一凸輪，一套設(shè)于凸輪輪面的軸承，以及一補隙元件；該補隙元件是與該軸承外圈相匹配的彈性體，該補隙元件撐張于該軸承與該撓性齒輪之間。優(yōu)選的實施方案，本實用新型的該補隙元件的彈性體結(jié)構(gòu)為一環(huán)形圈。[0009]優(yōu)選的實施方案，本實用新型的該補隙元件的彈性體結(jié)構(gòu)為一能卷繞的長條板片。優(yōu)選的實施方案，本實用新型的該補隙元件的彈性體長條板片為波形環(huán)。優(yōu)選的實施方案，本實用新型的該凸輪為橢圓形狀。優(yōu)選的實施方案，本實用新型的該軸承為一撓性滾珠軸承。優(yōu)選的實施方案，本實用新型的該軸承為一撓性滾針軸承。本實用新型具有以下有益效果:本實用新型通過該補隙元件安置于軸承與撓性齒輪之間，使凸輪、軸承、撓性齒輪與內(nèi)齒花鍵彼此間的作動配合間隙可受該補隙元件予以自動補償，進而達到零背隙的動力傳遞效用。

圖1所示為本實用新型的分解立體示意圖。圖2所示為本實用新型的局部組合立體斷面示意圖。
圖3所示為本實用新型第一實施例的組合剖面示意圖。圖4所示為本實用新型中該補隙元件的第二實施例立體示意圖。圖5所示為本實用新型第二實施例的組合剖面示意圖。圖6所示為現(xiàn)有諧波傳動裝置的分解立體示意圖。圖7所示為現(xiàn)有諧波傳動裝置的局部組合剖面示意圖。部件名稱:I內(nèi)齒花鍵；11穿孔；12鍵齒；2撓性齒輪；21輪齒；3凸輪組；31凸輪；32軸承；33補隙元件。
具體實施方式
如圖1至圖5所示，本實用新型諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，包括一圓形內(nèi)齒花鍵1，一安置于內(nèi)齒花鍵I內(nèi)的撓性齒輪2，一用來驅(qū)使撓性齒輪2變形而與該內(nèi)齒花鍵I相互嚙合的凸輪組3 ;該內(nèi)齒花鍵I為一剛性殼罩結(jié)構(gòu)體，于殼體中央設(shè)有一容置撓性齒輪2的穿孔11，穿孔11周緣內(nèi)部成形有鍵齒12 ;該撓性齒輪2呈環(huán)狀體，于環(huán)體外側(cè)成形有可與該鍵齒12模數(shù)匹配的輪齒21 ;其中:該凸輪組3包括一呈橢圓形狀的凸輪31，一套設(shè)于凸輪31輪面的軸承32，以及一補隙元件33，該凸輪31軸接動力而運轉(zhuǎn)，凸輪31輪面所套設(shè)的軸承32為一撓性滾珠軸承或是撓性滾針軸承；該補隙元件33為一與該軸承32外圈相匹配的彈性體，彈性體的結(jié)構(gòu)可為一環(huán)形圈(如圖1所示)或一具有卷繞性的長條板片(如圖4所示)。前述的補隙元件33如在圖2及圖3中用環(huán)形圈形狀所呈現(xiàn)的第一實施例，可采用具有微量彈性變化的塑料材質(zhì)模制成型，例如尼龍(Nylon)或優(yōu)利膠(Polyurethane, PU)等；該補隙元件33在圖4及圖5中用長條板片形狀所呈現(xiàn)的第二實施例時，可將波形環(huán)(公差環(huán))來應(yīng)用實施；使該補隙元件33以預(yù)壓狀態(tài)撐張于該軸承32與該撓性齒輪2之間，通過材質(zhì)本身的微量彈性裕度，或是波形結(jié)構(gòu)彈性來補償諧波傳動裝置的傳動間隙。這種結(jié)構(gòu)，除了使得諧波傳動裝置的機械加工允許誤差增加，加工成本大幅降低以外，對于諧波傳動裝置長期運作后，因嚙合傳動所形成的磨耗余隙也可以通過該補隙元件33自動補償，使整體諧波傳動裝置的使用壽命延長。再者，該補隙元件33以設(shè)有連續(xù)波浪的波形環(huán)(公差環(huán))態(tài)樣而呈現(xiàn)實施(即如圖4及圖5中所示)，其波形環(huán)所選用的材質(zhì)可為不銹鋼片，通過不銹鋼片成型為波浪狀的形體來賦予補隙元件33 —適度的彈性，使余隙在調(diào)整補償時，該波形環(huán)仍保持其應(yīng)力負載的容許范圍之內(nèi)，并不致產(chǎn)生永久變形而失去其補隙彈性。通過上述結(jié)構(gòu)形態(tài)的補隙元件33卷繞覆蓋于軸承32外表面之后，可以在凸輪31的長軸端頂推作用于撓性齒輪2時，可使該撓性齒輪2的輪齒21與內(nèi)齒花鍵I的鍵齒12能保持零背隙的嚙合狀態(tài)。同時，對于諧波傳動裝置于頻繁高速運作下所產(chǎn)生的熱膨脹因素，也可以由該補隙元件33的彈性，來補償各元件之間不同的熱膨脹比率。再者，本實用新型諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)設(shè)計，使撓性齒輪與內(nèi)齒花鍵在補隙元件的輔助下，增添了更穩(wěn)固的嚙合效果，達到預(yù)期保持零背隙傳遞動力的作用。綜上所述，本實用新型諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，前述該補隙元件所選用形狀與材質(zhì)的應(yīng)用實施例，僅為方便闡述本實用新型而非加以限制，在不脫離本實用新型精神范疇、熟悉本行業(yè)技術(shù)人員所作的各種簡易改變與修飾，均應(yīng)視為在本實用新型的權(quán)利要求所保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一圓形內(nèi)齒花鍵，一安置于該內(nèi)齒花鍵內(nèi)的撓性齒輪，以及一用來使該撓性齒輪變形而與該內(nèi)齒花鍵相互嚙合的凸輪組，其中:該凸輪組包括一凸輪，一套設(shè)于該凸輪輪面的軸承，以及一補隙元件；該補隙元件是與該軸承外圈相匹配的彈性體，該補隙元件撐張于該軸承與該撓性齒輪之間。
2.如權(quán)利要求1所述的諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，其特征在于，該補隙元件的彈性體結(jié)構(gòu)為一環(huán)形圈。
3.如權(quán)利要求1所述的諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，其特征在于，該補隙元件的彈性體結(jié)構(gòu)為一能卷繞的長條板片。
4.如權(quán)利要求3所述的諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，其特征在于，該補隙元件的彈性體長條板片為波形環(huán)。
5.如權(quán)利要求1所述的諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，其特征在于，該凸輪為橢圓形狀。
6.如權(quán)利要求1或5所述的諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，其特征在于，該軸承為撓性滾珠軸承。
7.如權(quán)利要求1或5所述的諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，其特征在于，該凸軸承為撓性滾針軸承。`
專利摘要本實用新型公開了一種諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)，該諧波傳動裝置的余隙補償結(jié)構(gòu)包括一圓形內(nèi)齒花鍵，一安置于內(nèi)齒花鍵內(nèi)的撓性齒輪，一用來使撓性齒輪變形而與該內(nèi)齒花鍵相互嚙合的凸輪組。該凸輪組包括一呈橢圓形狀的凸輪，一套設(shè)于凸輪輪面的軸承，以及一補隙元件；使該凸輪依序套設(shè)軸承與補隙元件后并安置于撓性齒輪內(nèi)部，該補隙元件撐張安置于軸承與撓性齒輪之間，通過補隙元件的彈性補償，使諧波傳動裝置可達成零背隙的動力傳遞。
文檔編號F16H57/12GK202914703SQ20122046857
公開日2013年5月1日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者曹國樂 申請人:錒瑪科技股份有限公司