[实用新型]谐波减速器、机器人

说明书

本实用新型提供一种谐波减速器、机器人。其中一种谐波减速器，包括凸轮，凸轮的外缘套装有柔性轴承，凸轮的横断面呈椭圆，椭圆具有长轴，长轴的两端分别对应第一啮合区域及第二啮合区域，第一啮合区域的凸轮的外缘型线由极坐标方程ρ＝0.5d+ω₀cos2φ定义，和/或，第二啮合区域的凸轮的外缘型线由极坐标方程ρ＝0.5d+ω₀cos(2φ)+δ定义，其中d为柔性轴承的内孔直径，ω₀为变形量系数，δ为变形增量，δ在第一啮合区域和/或第二啮合区域的相应位置大于0。根据本实用新型的一种谐波减速器、机器人，采用具有增量的极坐标方程定义凸轮型线，使柔轮与刚轮的啮合齿数增加，减小了柔轮啮合齿处的啮合应力。

技术领域

本实用新型属于机器人制造技术领域，具体涉及一种谐波减速器、机器人。

背景技术

谐波减速器主要由刚轮、柔轮和波发生器组成，柔轮在波发生器的作用下产生弹性变形，并与刚轮互相作用，由于柔轮与刚轮在齿数上差别，从而实现谐波减速器的减速传动功能。波发生器由凸轮和柔性轴承组成，而柔性轴承只是减少凸轮和柔轮相对运动的摩擦，使滑动摩擦变成滚动摩擦，所以，最终决定柔轮变形形状的是凸轮形状也即凸轮外缘型线。

关于凸轮外缘型线，此前的研究工作者曾提出了按ω＝ω₀cos2φ规律的变形形状、按椭圆的变形形状、由渐开线段构成的变形形状；按集中力系作用下发生变形的圆环形状等。

余弦凸轮，即变形量为ω＝ω₀cos2φ的凸轮，余弦凸轮型线由以下的极坐标方程定义：

ρ＝0.5d+ω₀cos2φ。

其中，d为柔性轴承的内孔直径，ω₀为变形量系数。

上述的余弦凸轮型线的特点，在于能使柔轮最大径向变形量和最小变形量相等，但柔轮与刚轮啮合齿的对数较少，柔轮啮合应力较大，从而会影响谐波减速器的承载能力，缩短谐波减速器的使用寿命。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种谐波减速器、机器人，采用具有增量的极坐标方程定义凸轮型线，使柔轮与刚轮的啮合齿数增加，减小了柔轮啮合齿处的啮合应力。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种谐波减速器，包括凸轮，所述凸轮的外缘套装有柔性轴承，所述凸轮的横断面呈椭圆，所述椭圆具有长轴，所述长轴的两端分别对应第一啮合区域及第二啮合区域，所述第一啮合区域的所述凸轮的外缘型线由极坐标方程ρ＝0.5d+ω₀cos(2φ)+δ定义，和/或，所述第二啮合区域的所述凸轮的外缘型线由极坐标方程ρ＝0.5d+ω₀cos(2φ)+δ定义，其中d为所述柔性轴承的内孔直径，ω₀为变形量系数，δ为变形增量，δ在所述第一啮合区域和/或所述第二啮合区域的相应位置大于0。

优选地，所述椭圆具有与所述长轴正交的短轴，建立极坐标系Ox，使所述长轴与x轴重合，所述长轴与所述短轴的交点与极点O重合，所述第一啮合区域中φ的取值范围为[-π/4，π/4]，和/或，所述第二啮合区域中φ的取值范围为[3π/4，5π/4]。

优选地，所述δ＝ω₀νsin²(4φ)，0≤φ≤2π，ν为增量修正系数；

优选地，v的取值范围为[0.001，0.125]。

优选地，所述凸轮的外缘型线由极坐标方程ρ＝0.5d+ω₀cos(2φ)+δ定义，其中φ的取值范围为[0，2π]。

优选地，所述柔性轴承与所述凸轮之间过盈配合连接。

优选地，所述谐波减速器还包括柔轮，所述柔轮套装于所述柔性轴承的外侧，所述柔轮与所述柔性轴承之间过渡配合连接。