谐波减速器

摘要： 基于可靠性科学原理,在确信可靠性理论框架下,提出了谐波齿轮传动效率确信可靠性建模与分析方法。考虑谐波齿轮传动过程中的功率损耗以及影响传动效率的多种外在因素,通过计算传动效率与其阈值之间的距离,构建传动效率裕量模型。开展多源不确定性分析与量化,构建传动效率确信可靠性模型。针对传动效率模型中的未知参数,给出了基于实测数据的极大似然估计方法。通过一个XB40-100谐波减速器的案例验证了所提方法的实用性与可行性。结果表明,所提方法可以有效地将试验数据与理论模型结合,进而准确计算谐波减速器在给定负载、转速和温度条件下的传动效率。通过确信可靠性分析,发现适当提高负载扭矩、降低转速或者提高环境温度有助于提高传动效率裕量及其可靠性。

摘要： 提高协作机器人的力交互性必须提升机器人关节力矩测量的精确性,利用谐波减速器柔轮应变设计了一种关节力矩传感器。首先分析并建立柔轮的应变模型,基于应变电测技术,研制了物理样机。其次利用傅里叶变换对关节力矩传感器的输出信号进行分析,建立了传感器力矩信号直流分量与负载力矩之间的关系。测试结果表明:研制的关节力矩传感器具有较高的灵敏度和良好的重复性。

摘要： 为提高谐波减速器的机器人关节控制精度,适应其在复杂工况下的使用需求,对谐波减速器摩擦力矩特性进行了研究.通过引入弹流润滑关系、非线性刚度关系和柔轮弹性变形耗散关系模型,建立了速度、负载转矩和温度等参数耦合的谐波减速器摩擦力矩模型.使用遗传算法对SHF-20-80-2UJ型谐波减速器的试验数据进行处理,得到了待辨识参数的识别结果,验证了模型的准确性,摩擦力矩的仿真值与试验值间的最大和平均偏差分别为8.05%,4.26%;满载且输入转速为2000 r/min时,不同温度下摩擦力矩的仿真值与试验值间的最大偏差为1.12%.该模型有效地反映了谐波减速摩擦力矩关于转速、负载转矩和温度变化的非线性关系,测得弹性变形能量损失在空载与满载时分别约占总能量损失的20%,50%.

摘要： 谐波减速器是空间指向机构的核心部件,而柔轮的径向变形会对刚轮和柔轮齿的啮合产生明显的轴向载荷,这种误差会导致柔轮的应力增大,传动精度和疲劳寿命降低。为了减小双圆弧谐波减速器柔轮关键参数对于其性能的影响,通过运动学的坐标变换,推到出共轭齿廓,基于减速器的运动关系,建立仿真的接触模型,研究筒长、壁厚等参数对柔轮应力应变的影响规律,从单因素影响规律分析中提取影响最大的三个参数:筒长、齿宽、倒角。基于Design Exploration响应面子模块,研究分析得出的三个最大影响参数组合下,对柔轮最大应力最小和在空间中小型轻量化的矛盾进行补偿优化。研究结果为双圆弧谐波减速器在空间中稳定长久的运行提供了参考。

摘要： 针对谐波减速器随负载变化所表现出的负载转矩与扭转角之间的迟滞特性,导致谐波减速器转换精度下降的问题,构建了忆阻迟滞模型与RBF神经网络并联的谐波减速器混合迟滞模型。将忆阻器模型改进成忆阻迟滞模型,用于描述谐波减速器迟滞输出的基本变化规律;借助具有非线性拟合能力的RBF神经网络对谐波减速器迟滞模型与忆阻迟滞模型之间的差值进行补偿。实验数据验证结果表明,与忆阻迟滞模型相比,所构建的混合迟滞模型能有效描述谐波减速器迟滞的突变和非光滑特性,模型验证均方误差为0.06。

摘要： 工业机器人谐波减速器工况循环往复,仅依靠单一传感器难以刻画其运行状态全貌且会导致健康状态评估结果不确定性高。为此,提出了多传感器信息深度融合的谐波减速器健康状态评估方法。首先对谐波减速器振动信号进行连续小波变换,构造出时频图以描述其运行状态特征;再运用基于小波变换的图像融合方法将多个传感器的时频信息进行融合以全面刻画谐波减速器运行状态。最后利用卷积神经网络对融合后的时频图像进行自动学习获得能准确表征谐波减速器健康状态的深度特征,并通过在卷积神经网络最后添加全连接层实现健康状态评估。通过对不同健康状态以及不同工作节拍下谐波减速器进行健康状态评估试验,证明了所提方法的可行性与有效性,并具有较好的泛化能力和稳健性。

摘要： 本刊讯谐波减速器是机器人关节臂的关键核心部件,高端谐波减速器市场长期被国外企业垄断。在四川省重大科技专项支持下,成都瑞迪智驱科技股份有限公司和电子科技大学联合实施“模块化机器人关节模组研制与应用”课题,开展谐波减速器齿形设计、精密加工等研究,突破了传动精度、重复精度、长寿命等关键核心技术,研制了高精密长寿命谐波减速器,产品性能国内领先,填补了空白,实现了国产替代。目前,已建成年产2万套高精密长寿命谐波减速器生产线,2021年销售达4000套,推动了智能制造行业的发展。

摘要： 针对谐波减速器的刚轮插齿加工,提出可优化的插齿加工工艺方案,对该工艺方案的典型异常情况进行分析、说明,并给出具体的解决方案。

摘要： 谐波减速器具有传动平稳、传动精度和传动效率高、传动比范围大、承载能力高、结构简单、体积小、质量轻等优点,被广泛应用于航空航天、工业机器人、精密医疗等领域。目前,国内外谐波减速器刚轮材料多采用球墨铸铁和合金钢,刚轮制造多采用慢走丝、滚齿或插齿工艺,效率低,成本高,而采用粉末冶金法制备的材料尚未在谐波齿轮中应用。鉴于此,本工作将铁基Fe-Ni-Mo-Cu-C粉末冶金材料用于谐波减速器刚轮的制备,采用面摩擦磨损试验机对材料的摩擦磨损性能进行研究。白光干涉形貌、光学显微镜、扫描电镜和500 h台架实验的测试结果表明,粉末冶金法制备的Fe-Ni-Mo-Cu-1.0C材料具有优异的摩擦磨损性能,能够满足谐波减速器刚轮的使用要求。

摘要： 波发生器是柔轮受力特性研究的关键。为能够提高柔轮的寿命,提出了一种新的改性凸轮波发生器作用于柔轮。改性凸轮轮廓由两段偏心圆弧和两段椭圆弧连接组成,并将偏心圆弧与椭圆弧平滑过渡、柔轮内表面载荷分布均匀、啮合处啮合性能良好等限制条件转化为设计改性凸轮的约束条件。通过计算实例分析了不同参数的改性凸轮作用下的柔轮内周边曲线曲率变化,并据此选取了改性凸轮波发生器。有限元仿真和试验结果表明,与传统的椭圆凸轮波发生器作用的谐波减速器相比,采用改性凸轮作用的谐波减速器柔轮的齿圈两端端的应力明显降低,应力的分布也更加均匀,传动的精度更高,寿命更长。

摘要： 随着智能机器人的不断发展,国内对谐波减速器的需求量呈爆发式增长,且在预测期内将继续保持.柔轮是谐波减速器的核心零件,所以解决柔轮的设计、分析和检测等核心技术和制造工艺问题,是中国突破机器人产业发展的首要问题.课题组在分析研究波发生器、柔性轴承及柔轮装配关系的基础上,提出了满足大变形弹性共轭理论的双圆弧包络齿形和加工刀具.此外,通过研究柔轮内壁与柔性轴承外壁接触机理,阐释了不同转速和启停工况下,不同柔轮杯体材料对于波发生器转速的敏感性和适应性关系,积累了大量实验数据.针对国产谐波减速器使用寿命短、精度保持性不足等问题,课题组研究了刚柔轮传动过程中危险点的应力变化规律,根据Goodman和Gerber的强度理论推倒了不同工况条件下的谐波减速器的理论寿命,为后续的实验研究提供了理论基础.

摘要： 本文介绍了一种新型的用于数控机床、机器人等领域的驱动组件,提出了集成谐波减速器的一体电机的概念.该产品集合伺服电机和谐波减速器的特点,是一种新型的高精度、大扭矩、低转速、小体积的特种电机.采用一体电机,可以大大减少由于分体式结构带来的设计和安装误差,同时也方便后期的维护与保养,拥有广泛的市场需求.为了在新产品的性能与成本之间寻找平衡点,本文对某集成谐波减速器的一体电机进行了多目标优化设计,并根据优化结果,选取了一款一体电机进行样机研制,结果显示,该一体电机在成本、体积、易安装性等方面具有优势.

摘要： 柔性轴承作为谐波减速器关键的零部件之一,工作中随着柔轮的弹性变形不断的发生变化,承受着复杂的应力载荷,因此对薄壁柔性轴承的设计、制造提出了极高的要求.本文利用ANSYS Workbench建立柔性轴承与波发生器凸轮的多体接触模型,考虑柔性轴承内外圈的装配预变形、预应力和实际工作载荷作用的情况,对柔性轴承内外套圈进行分析,得到其变形、应力以及载荷分布规律,研究结果对柔性薄壁轴承的设计提供理论参考和指导.

摘要： 谐波减速器作为一种结构紧凑、质量轻、体积小而减速比大、传动效率高、传动精度高传动刚度高的高性能减速器,在工业机器人和航天领域得到了广泛的应用.通过对谐波减速器在太阳翼展开机构、天线指向机构、扫描机构、行星着陆器行进轮驱动机构、空间机器人驱动关节以及导弹舵机等空间机构的应用的研究,提出了空间高精度谐波减速器的关键技术和发展趋势,并对未来谐波减速器在空间机器人、精确定位指向机构以及太阳翼帆板展开机构中的应用进行了展望.此外,也从材料、加工工艺、热处理以及优化设计技术等多角度对谐波减速器的研制技术进行了分析和研究,并从空间环境出发,对空间谐波减速器的润滑方式、使用寿命,以及在真空、强辐射和大温差环境下的传动特性进行了分析,为空间谐波减速器的研发提供了借鉴.

摘要： 本文论述了数字化装配技术在高精度谐波减速器中应用的目的和意义,并提出了针对谐波减速器的研究内容,并对各研究内容进行分析.阐述了目前数字化装配技术在谐波减速器装配过程中五个方面的应用,介绍了三维可视化工艺、重要谐波零部件选配数字化、装配过程数据采集、装配过程数字记录信息化管理及数字化信息集成及反馈系统.最后分析并描述了数字化装配技术在谐波减速器装配过程中的一些成效.

摘要： 谐波齿轮减速器是五十年代随着空间科学技术的发展，在薄壳理论的基础上发展起来的新型减速器。相比传统的齿轮减速器，谐波减速器具有传动比大，运动精度高，重量轻，可实现向密闭空间传递运动等优点，因而在航空航天，机器人和遥控操作，及光学仪器等领域中有了深入的应用。谐波齿轮减速器主要有三部分组成:柔轮、刚轮和波发生器，三个构件中的任何一个皆可为主动，另外的两个之一或者为从动，或者固定。谐波减速器的主要运动转换是依靠挠性柔轮的弹性形变来实现，传动机构与普通齿轮减速器的运动规律有很大的不同，优化设计复杂。参数化设计的主要特点是以尺寸作为参数，控制几何模型的生成，各个特征直径的几何约束关系保持不变。建模方法很多，修改三维建模自动生成的变量表，可以避免编程的繁琐，但是该方法的缺点是操作复杂，易出错。UG中利用二次开发工具集可以实现UG的大部分功能，但是完全利用编程来实现建模，工作量大，效率低，需要有很好的编程基础。本研究结合设计变量和编程技术的优点，采用以UG构造三维模型模板，以UG/OPEN API更新模型参数的程序的程序控制方法实现二次开发。

摘要： 为了满足超光谱成像仪对地运动补偿的需求，研制了一套指向镜装置并详细分析了指向镜的运动精度。首先，介绍了指向镜的功能和性能指标要求，据此给出了指向镜的驱动方式和控制方案。接着，从步进电机自身误差、控制误差和谐波减速器传动误差三个方面分析计算了指向镜的转速误差，并对这些误差进行了综合计算，得出指向镜相对极限转速误差范围为13.1％～19.8％，均方根误差为4.4％～6.6％。实验结果表明：步进电机的转速误差小于2.3％，而指向镜的最大相对转速误差为19.6N，均方根误差为5.6％。指向镜运动精度基本满足超光谱成像仪的成像需求，谐波减速器的传动误差是影响指向镜转速精度的主要因素。

摘要： 谐波减速器是利用柔性轮、刚性轮和波发生器的相对运动，特别是柔性轮的可控弹性变形(形状改变)来实现运动和动力传递的，针对谐波减速器中柔性元件将会产生弹性变形，并与刚性件相互作用达到传递运动或动力的目的，本文设计了一种型号为456109的柔性轴承，亦称谐波单元轴承，取代了老式波发生器并解决了柔性轮的可控弹性变形问题，取得了较好的效果．

摘要： 在谐波齿轮减速器的使用过程中,由于磨损、润滑和载荷冲击等影响,不可避免的会造成谐波齿轮减速器的强度退化,因此有必要对谐波齿轮减速器进行考虑强度退化的动态可靠性优化设计.本文利用Gamma过程表示柔轮疲劳强度退化,建立了谐波齿轮减速器考虑强度退化的可靠性优化设计模型,并对模型进行求解和结果分析.

摘要： 在谐波齿轮减速器的使用过程中,由于磨损、润滑和载荷冲击等影响,不可避免的会造成谐波齿轮减速器的强度退化,因此有必要对谐波齿轮减速器进行考虑强度退化的动态可靠性优化设计.本文利用Gamma过程表示柔轮疲劳强度退化,建立了谐波齿轮减速器考虑强度退化的可靠性优化设计模型,并对模型进行求解和结果分析.

摘要： 本公开提供一种用于谐波减速器的刚轮、谐波减速器以及机器人。所述谐波减速器包括波发生器(11)、刚轮(12)和柔轮(13)，波发生器设置在柔轮(13)的内周面上，刚轮包括同轴设置的法兰(122)、刚性筒体圆环(123)和柔性筒体圆环(124)，柔性筒体圆环(124)的内周面上设置有第一轮齿(121)，柔轮(13)的外周面上设置有第二轮齿(131)，第一轮齿与第二轮齿啮合。在本公开的谐波减速器中，刚轮除了在布置有轮齿的部分为柔性易变形结构之外，其余部分为刚性结构，与筒体整体为柔性的“刚轮”相比，本公开所采用的刚轮的筒体扭转变形量较小，本公开的谐波减速器的回差只来源于柔轮的筒体扭转变形产生的回差，因此具有较高的传动精度。

摘要： 本发明公开了一种谐波减速器上的三波凸轮波发生器及谐波减速器，用以解决现有三波谐波减速器的三波凸轮波发生器的轮廓线上的余弦段曲线的极半径较小，使柔轮与刚轮啮合齿数降低，而增加单个齿的应力的问题。本发明的一种谐波减速器上的三波凸轮波发生器，所述三波凸轮波发生器的外轮廓线由三段外凸的啮合区曲线和三段外凸的非啮合区曲线形成一封闭的外轮廓线，在所述外轮廓线上每相邻两段啮合区曲线通过一段所述非啮合区曲线连接，且在连接处所述非啮合区曲线与其连接的所述啮合区曲线相切形成所述外轮廓线。本发明三波凸轮波发生器使谐波减速器具有更多的啮合齿数，可降低单个齿的应力，提高谐波减速器的使用寿命。

摘要： 本发明提供一种谐波减速器的柔轮法兰、谐波减速器和气动装置组件，柔轮法兰包括：柔轮法兰盘一和柔轮法兰盘二，柔轮法兰盘一在朝向柔轮法兰盘二的端面上设置有滑动内腔一，柔轮法兰盘二在朝向柔轮法兰盘一的端面上设置有滑动内腔二，滑动内腔一与滑动内腔二相对拼接为完整的滑动腔，滑动腔中设置有锁紧机构，当需要将柔轮法兰与末端执行机构本体连接时，锁紧机构能被滑动腔中一侧的气压推动而运动以与末端执行机构本体进行锁止，当需要将柔轮法兰与末端执行机构本体拆卸时，滑动腔中一侧的气压卸载使得锁紧机构运动以与末端执行机构本体进行解锁。根据本发明能够利用气体压力和锁紧机构实现谐波减速器与末端执行机构间的快速拆装。

摘要： 本发明涉及一种谐波减速器、测量谐波减速器中扭矩的方法、及机器人。该谐波减速器包括：波发生器；刚轮，其设有内齿；柔轮，其设于所述波发生器与所述刚轮之间，并构造成能够与所述刚轮的所述内齿相互啮合；多组扭矩传感器，其中所述多组扭矩传感器中的每一组包括多个应变片，所述多组扭矩传感器中的每一组分别用于在所述柔轮的转动过程中测量由所述谐波减速器传递的扭矩，其中由所述多组扭矩传感器中的每一组测量的信号包含扭矩波动量，并且所述多组扭矩传感器交叉地布置；以及处理器，其配置成根据由所述多组扭矩传感器测量的信号，计算由所述谐波减速器传递的真实扭矩，其中所述真实扭矩不包含扭矩波动量。

摘要： 本发明涉及一种减速器，尤其涉及一种用于谐波减速器的凸轮及谐波减速器；包括凸轮主体，凸轮主体的外轮廓线包括多个啮合区轮廓曲线和多个非啮合区轮廓曲线；啮合区轮廓曲线与非啮合区轮廓曲线交替相连共同构成凸轮主体的外轮廓线；啮合区轮廓曲线与非啮合区轮廓曲线在相交处相切；每个啮合区轮廓曲线均包括第一曲线和第二曲线，第一曲线和第二曲线相切连接；第一曲线与第二曲线相连接的一端为第一曲线A端，另一端为第一曲线B端；第二曲线与第一曲线相连接的一端为第二曲线A端，另一端为第二曲线B端；第一曲线A端与第二曲线A端相比更加向外凸出，第二曲线B端与第一曲线B端相比更加向外凸出。

摘要： 本发明提供一种谐波减速器柔轮组件及谐波减速器。谐波减速器柔轮组件包括：柔轮，所述柔轮为筒状结构，所述柔轮的第一端形成有第一连接部，所述第一连接部位于所述柔轮的外部，所述柔轮的第二端设置有第二连接部，所述第二连接部位于所述柔轮的内部；法兰盖，设置在所述柔轮内，所述法兰盖与所述第二连接部固定连接。本发明通过对谐波减速器的柔轮的结构进行改进使其一端可以与柔轮法兰固定连接，另一端与法兰盖固定连接，能够形成两端固定的结构，提高柔轮的抗疲劳强度及减小啮合时的弹性变形，延长谐波减速器整体寿命。

摘要： 本实用新型提供一种谐波减速器密封装置及谐波减速器，涉及谐波减速器密封领域。该谐波减速器密封装置包括安装环和多个密封环，安装环用于与柔轮同轴密封连接，安装环的内侧壁开设有环形槽，密封环设置于环形槽内；密封环包括闭合环和开口环，相邻两个开口环之间设置有至少一个闭合环，各开口环的开口错位设置。该谐波减速器密封装置，开口环不相邻，所以相邻密封环不存在开口干涉的情况，从而能够有效避免异响。

摘要： 本实用新型提供一种谐波减速器柔轮齿形，涉及谐波减速器领域；柔轮齿形由连续单齿构成；单齿包括对称分布的齿顶圆弧段、第一过渡圆弧段、公切线段、第二过渡圆弧段和齿根圆弧段；齿顶圆弧段和第一过渡圆弧段的弧顶向外凸出；公切线段为第一过渡圆弧段和第二过渡圆弧段的公切线；第二过渡圆弧段和齿根圆弧段的弧顶向内凹陷；齿顶圆弧段、第一过渡圆弧段、公切线段、第二过渡圆弧段和齿根圆弧段依次平滑连接；本实用新型还提出一种谐波减速器，能够有效地增加谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿的啮合齿数，并增大谐波减速器柔轮轮齿与谐波减速器刚轮轮齿的啮合接触面，提升谐波减速器中柔轮轮齿与刚轮轮齿传动的力学性能和啮合性能。

摘要： 本实用新型涉及一种减速器，尤其涉及一种用于谐波减速器的凸轮及谐波减速器；包括凸轮主体，凸轮主体的外轮廓线包括多个啮合区轮廓曲线和多个非啮合区轮廓曲线；啮合区轮廓曲线与非啮合区轮廓曲线交替相连共同构成凸轮主体的外轮廓线；啮合区轮廓曲线与非啮合区轮廓曲线在相交处相切；每个啮合区轮廓曲线均包括第一曲线和第二曲线，第一曲线和第二曲线相切连接；第一曲线与第二曲线相连接的一端为第一曲线A端，另一端为第一曲线B端；第二曲线与第一曲线相连接的一端为第二曲线A端，另一端为第二曲线B端；第一曲线A端与第二曲线A端相比更加向外凸出，第二曲线B端与第一曲线B端相比更加向外凸出。

摘要： 本实用新型涉及一种谐波减速器刚轮，包括刚轮本体，所述刚轮本体中部开设内齿腔，所述内齿腔外部的刚轮本体上设有可做径向变形的弹性环部。一种谐波减速器，包括刚轮、柔轮、柔性轴承以及波发生器，所述刚轮采用上述的特殊刚轮。延长减速器中柔性零件(柔性轴承和柔轮)的使用寿命。