一种柔轮刚度可调的谐波减速器的制作方法

本实用新型涉机械自动化领域，涉及一种谐波减速器，尤其是一种柔轮刚度可调的谐波减速器。

背景技术：

谐波减速器具有体积小、重量轻、传动平稳、无冲击、无噪音、运动精度高、传动比大、承载能力高等优点，且已广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业。谐波减速器包括带有内齿圈的刚性齿轮(刚轮)、带有外齿圈的柔性齿轮(柔轮)和波发生器。其中柔轮是谐波发生器的重要部件，其形状结构和制作材料等影响谐波减速器的使用寿命，且当谐波减速器工作时间较长时，柔轮与刚轮的齿纹啮合摩擦，以及柔轮的反复变形做功均会产生较高的热量，上述因素配合环境温度升高，极易对柔轮刚度产生不利影响。

谐波减速器工作时柔轮的刚度特点如下：1、柔轮的外齿圈部分因需与刚轮的内齿圈啮合的硬性连接，故需承受较大的作用力，此处的柔轮必须保证一定的刚度；2、柔轮底部的碗形结构因需承受谐波发生器传递给柔轮的变形力，故此处的柔轮必须保证一定的韧性。然而在柔轮上述两处的连接位置极易因温度上升而产生刚度下降且加速金属疲劳甚至断裂等问题，因此急需一种可根据工作温度改变柔轮刚度的谐波减速器。

通过公开专利检索，发现与本技术方案最相关的如下专利：

一种可变刚度柔性转动关节(CN106182067A)公开了一种可变刚度柔性转动关节，包括用于线性调节关节的输出刚度值大小变化、实现关节从纯刚性到柔性大范围自由转变的刚柔控制组件(1)；用于实现对轻质摇臂(4)平衡位置调节控制的摇臂位置控制组件(2)；用于检测和采集轻质摇臂(4)相对于平衡位置转动的角度信号的角度位移检测组件(3)；刚柔控制组件串联在轻质摇臂和摇臂位置控制组件之间，角度位移检测组件安装在刚柔控制组件与摇臂位置控制组件的结合部以及轻质摇臂上，同时在轻质摇臂末端固定有负载；本发明特别适用于服务类机器人的柔性关节上，以提高人机交互的安全性，具有关节结构紧凑、刚度线性调节容易、刚度变化范围大、能效高等优点。

一种模块化变刚度关节(CN105328711B)公开了一种模块化变刚度关节，它涉及一种基于扭簧特性和模块化设计的变刚度关节，以解决现有变刚度关节结构复杂，体积大，布局不合理，输出刚度不能连续大范围变化的问题，它包括输入机构、输出机构、支架、编码器和两套扭簧机构；输入机构包括主电机、减速器和输入盘；输出机构包括副输出盘、主输出盘、调刚电机、带轮、钢丝绳、滑块、滑轨、两个惰轮和两个滚子；每套扭簧机构包括扭簧和扭簧架；副输出盘转动安装在支架上，主电机的输出轴与减速器的输入端连接，减速器固装在支架上，输入盘安装在减速器的输出端且穿出副输出盘；调刚电机、滑轨和两个惰轮分别安装在主输出盘上。本发明用于柔性机器人领域。

通过对比分析，申请人认为上述公开文献与本方案的结构、功能及具体使用方式均不相同，故可证明本方案的新颖性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种柔轮刚度可调的谐波减速器，该谐波减速器可通过温度传感器监测工作温度并控制刚度调节环的升降位移，实现对柔轮刚度的实时调节。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种柔轮刚度可调的谐波减速器，包括减速器壳体、刚轮、柔轮及谐波发生器，其中减速器壳体顶部同轴固装刚轮，且减速器壳体内部转动安装柔轮及谐波发生器，柔轮的外壁上滑动套装有定位轴承，且定位轴承的外圈上同轴套装有刚度调节环，该刚度调节环的外圈与减速器壳体内壁滑动配合连接；刚轮顶部固装有多个电机，该电机的输出轴依次穿透刚轮、减速器壳体及刚度调节环，且输出轴底部转动连接有定位销，该定位销与减速器壳体固定连接；输出轴中部制有外螺纹，且输出轴与刚度调节环螺纹连接；减速器壳体内安装有温度传感器。

本实用新型优选的技术方案为：定位销一端制有与减速器壳体外壁固定连接的弧形定位片，另一端径向穿透减速器壳体侧壁并安装有电机轴承；电机轴承内滑动穿装电机轴。

本实用新型的优点和经济效果是：

本实用新型的柔轮刚度可调的谐波减速器，可通过温度传感器监测柔轮的工作温度，当温度过高时，为防止柔轮刚度下降可控制刚度调节环升降，并由紧密套装在柔轮外壁的定位轴承限制柔轮侧壁的变形深度，即刚度调节环上升柔轮的刚度提高，刚度调节环下降时柔轮的刚度下降。

本实用新型通过电机的输出轴转动控制刚度调节环的升降运动，同时通过刚轮、减速器壳体及定位销对输出轴的两端进行径向限位，用以防止刚度调节环受到周向扭力时带动电机的输出轴偏转，进而导致的输出轴偏心甚至输出轴及刚度调节环变形，使刚度调节环无法升降运动。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图；

图2为图1中A-A截面的剖视图；

图3为本实用新型的定位销俯视图。

图中：1-减速器壳体；2-电机；3-刚轮；4-柔轮；5-谐波发生器；6-输出轴；7-定位轴承；8- 刚度调节环；9-电机轴承；10-定位销；11-弧形定位片；12-温度传感器。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。

一种柔轮刚度可调的谐波减速器，包括减速器壳体1、刚轮3、柔轮4及谐波发生器5，其中减速器壳体顶部同轴固装刚轮，且减速器壳体内部转动安装柔轮及谐波发生器，柔轮的外壁上滑动套装有定位轴承7，且定位轴承的外圈上同轴套装有刚度调节环8，该刚度调节环的外圈与减速器壳体内壁滑动配合连接；刚轮顶部固装有多个电机2，该电机的输出轴6依次穿透刚轮、减速器壳体及刚度调节环，且输出轴底部转动连接有定位销10，该定位销与减速器壳体固定连接；输出轴中部制有外螺纹，且输出轴与刚度调节环螺纹连接；减速器壳体内安装有温度传感器12。

本实用新型优选的技术方案为：定位销一端制有与减速器壳体外壁固定连接的弧形定位片11，另一端径向穿透减速器壳体侧壁并安装有电机轴承9；电机轴承内滑动穿装电机轴。

另外，本实用新型优选的，电机的输出轴穿透刚轮及减速器壳体并与刚轮及减速器壳体转动连接，该连接处的输出轴为光轴。

另外，本实用新型优选的，电机的输出轴底部为光轴，该输出轴底部的光轴同轴穿装在电机轴承内，由电机轴承及定位销对输出轴进行径向限位。

另外，本实用新型优选的，弧形定位片与减速器壳体的外壁通过螺栓固定连接。

为了更清楚地描述本实用新型的具体使用方式，下面提供一种实施例：

本实用新型在使用时，温度传感器贴合安装在柔轮外壁上，用以实施监测柔轮的工作温度，当监测到柔轮的工作温度过高时，电机启动并带动输出轴旋转，进而控制与输出轴螺纹连接的刚度调节环上升，由于定位轴承紧密包覆在柔轮的外壁上起到防止变形作用，即当刚度调节环上升时柔轮侧壁的可变性深度缩短，使得柔轮得刚度上升，从而解决工作温度上升进而导致的柔轮刚度下降问题。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以如下改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。