谐波发生器组件、谐波减速器、机器人及运行方法与流程

1.本发明涉及减速器技术领域，特别是涉及一种谐波发生器组件、谐波减速器、机器人及运行方法。


背景技术：

2.谐波减速器属于精密传动装置，谐波减速器广泛应用于工业机器人的关节模组，谐波减速器是由波动变形原理发展而来的。谐波减速器通常由三大构件组成，即柔轮、刚轮和波发生器。其中，柔轮为弹性构件，柔轮在波发生器的作用下产生周期性弹性变形，该弹性变形使柔轮的齿部和刚轮的齿部进行啮合，从而实现运动和扭矩的传递。在谐波传动中，利用刚轮的齿部与柔轮的齿部啮合，可以实现降低转速、增大扭矩的功能。在谐波传动中，谐波减速器运动工况复杂，不同工况下输入端承受负载不一样，波发生器在柔轮内的装配深度也不断变化。波发生器为谐波减速器的三大核心零部件之一，其在柔轮内的装配深度将直接影响谐波减速齿的啮合和整机性能。具体来说，波发生器在柔轮内孔的轴向位置过深或者过浅会使柔轮齿部的下截面或上截面所受集中应力过大或过小而影响柔轮齿部的传动性能及承载能力。
3.关于自适应波发生器的设计，本领域研究者提出了不同的设计方案，相关专利中提出了一种波发生器，该波发生器由柔性轴承和弹性凸轮组成，可利用弹性凸轮的弹性结构使波发生器在径向移动，以消除侧隙。但该设计的波发生器并不能在复杂工况下自动调节轴向的装配深度，从而不能有效的改变齿部应力分布从根本上提升谐波减速器的承载能力、整机性能和使用寿命。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种谐波发生器组件、谐波减速器、机器人及运行方法，主要所要解决的技术问题是：如何调整波发生器在柔轮内的轴向装配深度，解决柔轮齿部应力分布集中的问题。
5.为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
6.第一方面，本发明的实施例提供一种谐波发生器组件，其包括输入轴、波发生器和驱动机构；
7.所述输入轴用于与波发生器连接，以带动波发生器转动；
8.所述驱动机构用于驱动所述波发生器沿输入轴的轴向移动。
9.在一些实施方式中，所述驱动机构包括动力装置、丝杠和导向限位结构；
10.所述动力装置用于驱动丝杠转动；
11.所述丝杠用于可转动地设置在所述输入轴上，所述丝杠的中心线方向与输入轴的轴向平行；
12.所述波发生器用于套设在所述丝杠上，且与丝杠螺纹配合，以通过丝杠与输入轴连接；
13.所述导向限位结构用于对波发生器的运行限位和导向，使波发生器在丝杠转动时受驱动沿输入轴的轴向移动。
14.在一些实施方式中，所述输入轴包括第一输入轴、第二输入轴和第三输入轴，所述第一输入轴上设有供丝杠的一端安装的第一安装孔，所述第二输入轴上设有供丝杠的另一端安装的第二安装孔，所述第一输入轴和所述第二输入轴通过连接件连接，以使两者在周向上保持固定；所述第三输入轴设置在第二输入轴的背离第一输入轴的一侧，且所述第三输入轴与第二输入轴之间形成供动力装置安装的安装空间；
15.其中，所述第三输入轴和第二输入轴均可拆卸。
16.在一些实施方式中，所述连接件为连接轴，所述导向限位结构包括设置在波发生器上的导向孔，所述波发生器通过所述导向孔套设在所述连接轴上；所述导向限位结构通过所述导向孔与连接轴配合对波发生器的运动限位和导向。
17.在一些实施方式中，所述第一输入轴靠近所述波发生器的一侧设有用于对波发生器进行止挡的第一缓冲件；所述第二输入轴靠近所述波发生器的一侧设有用于对波发生器进行止挡的第二缓冲件。
18.在一些实施方式中，所述波发生器包括凸轮和套设在凸轮上的柔性轴承，所述波发生器通过所述凸轮套设在所述丝杠上。
19.第二方面，本发明的实施例提供一种谐波减速器，其可以包括上述任一种的谐波发生器组件。
20.在一些实施方式中，所述的谐波减速器还包括柔轮、应力检测模块、位置检测模块和控制模块；
21.所述谐波发生器组件通过所述波发生器套设在所述柔轮的内孔，以带动柔轮转动；
22.所述应力检测模块用于检测柔轮齿部的应力大小；
23.所述位置检测模块用于检测所述波发生器在柔轮内孔的深度；
24.所述控制模块用于根据柔轮齿部的应力大小以及波发生器在柔轮内孔的深度，控制驱动机构对波发生器的轴向位置进行调节。
25.在一些实施方式中，在高负载工况下，当所述柔轮齿部的应力f大于第一设定值时，则控制模块控制驱动机构对波发生器的轴向位置进行调节，使波发生器在柔轮的内孔的深度k增大。
26.在一些实施方式中，在低负载工况下，若所述柔轮齿部的应力f大于第二设定值，则控制模块控制驱动机构对波发生器的轴向位置进行调节，使波发生器在柔轮的内孔的深度k减小。
27.第三方面，本发明的实施例还提供一种机器人，其可以包括上述任一种的谐波减速器。
28.第四方面，本发明的实施例还提供一种谐波减速器的运行方法，其包括以下步骤：
29.检测柔轮齿部的应力大小；
30.检测所述波发生器在柔轮的内孔的深度；
31.根据柔轮齿部的应力大小以及波发生器在柔轮的内孔的深度，对波发生器的轴向位置进行调节。
32.在一些实施方式中，在高负载工况下，当所述柔轮齿部的应力f大于第一设定值时，则对波发生器的轴向位置进行调节，使波发生器在柔轮的内孔的深度k增大。
33.在一些实施方式中，在低负载工况下，若所述柔轮齿部的应力f大于第二设定值，则对波发生器的轴向位置进行调节，使波发生器在柔轮的内孔的深度k减小。
34.借由上述技术方案，本发明谐波发生器组件、谐波减速器、机器人及运行方法至少具有以下有益效果：
35.在本发明的技术方案中，通过设置的驱动机构，驱动机构驱动波发生器沿输入轴的轴向移动，可以对波发生器在柔轮内的装配深度进行调节，从而可以解决柔轮的齿部应力集中的问题，柔轮齿部的啮合齿面均匀受力，柔轮齿部与刚轮齿部间的啮合更充分，能够提升柔轮的承载能力，减少柔轮齿部的摩擦，提升柔轮的耐磨性，进而延长柔轮的使用寿命，最终提升整机寿命。
36.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
38.图1是本发明的一实施例提供的一种波发生器组件的结构示意图；
39.图2是波发生器的结构示意图；
40.图3是丝杠套的结构示意图；
41.图4丝杠支撑座的结构示意图；
42.图5是电机的结构示意图；
43.图6是第一输入轴的结构示意图；
44.图7是第二输入轴的结构示意图；
45.图8是第二输入轴的另一视角的结构示意图；
46.图9是第三输入轴的结构示意图；
47.图10是谐波减速器的结构示意图；
48.图11示出了一种在高负载工况下柔轮齿部应力f与波发生器装配深度k对应曲线图；
49.图12示出了一种在低负载工况下柔轮齿部应力f与波发生器装配深度k对应曲线图。
50.附图标记：1、刚轮；2、十字滚子交叉轴承；3、柔轮；4、波发生器组件；5、柔轮法兰；6、第一深沟球轴承；7、第二深沟球轴承；8、第一骨架油封；9、刚轮法兰；10、第二骨架油封；11、应力检测模块；31、内孔；40、输入轴；4-1、第一输入轴；4-2、第二输入轴；4-3、第三输入轴；4-4、波发生器；4-5、丝杠套；4-6、丝杠；4-71、第一支撑轴承；4-72、第二支撑轴承；4-8、丝杠支撑座；4-91、第一缓冲件；4-92、第二缓冲件；4-10、动力装置；4-12、锁紧螺钉；4-13、位置检测模块；4-41、柔性轴承；4-42、凸轮；4-43、丝杠套安装通孔；4-44、导向孔；4-45、丝
杠套安装螺纹孔；4-51、滚珠运动滚道；4-52、安装通孔；4-81、丝杠通孔；4-82、螺钉凹槽；4-83、丝杠轴承座安装通孔；4-15、第一安装孔；4-16、第一支撑轴承座紧固螺纹孔；4-17、连接轴；4-14、输入轴锁紧螺纹孔；4-21、第二安装孔；4-22、第二支撑轴承座紧固螺纹孔；4-23、第一输入轴安装凹槽；4-24：第一输入轴安装通孔；4-25、凸柱；4-26、驱动电机安装螺纹孔；4-31、第二输入轴安装凹槽、4-32、第二输入轴安装通孔；4-101、无线通信模块；4-102、控制模块；4-104、电机；4-105、控制执行模组安装通孔。
具体实施方式
51.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
52.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
53.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
54.如图1所示，本发明的一个实施例提出的一种谐波发生器组件4，其包括输入轴40、波发生器4-4和驱动机构。输入轴40用于与波发生器4-4连接，以带动波发生器4-4转动。驱动机构用于驱动波发生器4-4沿输入轴40的轴向移动。
55.在上述示例中，当本发明的谐波发生器组件4通过波发生器4-4套设在柔轮3内时，驱动机构驱动波发生器4-4沿输入轴40的轴向移动，可以对波发生器4-4在柔轮3内的装配深度进行调节，从而可以解决柔轮3的齿部应力集中的问题，柔轮3齿部的啮合齿面均匀受力，柔轮3齿部与刚轮1齿部间的啮合更充分，能够提升柔轮3的承载能力，减少柔轮3齿部的摩擦，提升柔轮3的耐磨性，进而延长柔轮3的使用寿命，最终提升整机寿命。
56.为了实现前述驱动机构的功能，使驱动机构能够驱动波发生器4-4沿输入轴40的轴向移动，如图1所示，驱动机构可以包括动力装置、丝杠4-6和导向限位结构。动力装置4-10用于驱动丝杠4-6转动。该动力装置4-10可以包括电机，以通过电机驱动丝杠4-6转动。前述的丝杠4-6用于可转动地设置在输入轴40上。丝杠4-6的中心线方向与输入轴40的轴向平行。前述的波发生器4-4用于套设在丝杠4-6上，且与丝杠4-6螺纹配合。导向限位结构用于对波发生器4-4的运行限位和导向，使波发生器4-4在丝杠4-6转动时受驱动沿输入轴40的轴向移动。
57.在上述示例中，丝杠4-6和波发生器4-4配合形成丝杠螺母结构，当动力装置4-10驱动丝杠4-6转动时，丝杠4-6可带动波发生器4-4在导向限位结构的限位下沿输入轴40的轴向移动。
58.在一个具体的应用示例中，如图1所示，前述的波发生器4-4上可以设有丝杠套4-5。如图3所示，丝杠套4-5内可以设有滚珠运动滚道4-51。波发生器4-4可以通过该丝杠套4-5螺纹套设在丝杠4-6上。其中，如图2所示，波发生器4-4可以包括凸轮4-42和套设在凸轮4-42上的柔性轴承4-41。波发生器4-4通过凸轮4-42套设在丝杠4-6上。具体来说，凸轮4-42上可以设有丝杠套安装通孔4-52和丝杠套安装螺纹孔4-45，丝杠套4-5用于插入丝杠套安装通孔4-52。丝杠套4-5上设有安装通孔4-52，螺钉用于穿过安装通孔4-52螺纹连接在丝杠套安装螺纹孔4-45内，以将丝杠套4-5固定在波发生器4-4的凸轮4-42上。
59.这里需要说明的是：上述的凸轮4-42可以是简易型结构式凸轮或者轴输入型结构式凸轮。上述波发生器进给运动的丝杠传动可以代替为滑轨传动。
60.如图1所示，前述的输入轴40可以包括第一输入轴4-1、第二输入轴4-2和第三输入轴4-3。第一输入轴4-1上设有供丝杠4-6的一端安装的第一安装孔4-15(如图6所示)。第二输入轴4-2上设有供丝杠4-6的另一端安装的第二安装孔4-21(如图7所示)。第一输入轴4-1和第二输入轴4-2通过连接件连接，以使两者在周向上保持固定。如此第一输入轴4-1和第二输入轴4-2两者可同步转动。第三输入轴4-3设置在第二输入轴4-2的背离第一输入轴4-1的一侧，且第三输入轴4-3与第二输入轴4-2之间形成供前述的动力装置4-10比如电机安装的安装空间。其中，第三输入轴4-3和第二输入轴4-2均可拆卸。
61.在上述示例中，通过将输入轴设置为三段式结构，具有方便丝杠4-6和动力装置4-10比如电机安装的优点。具体来说，可以先将丝杠4-6的一端安装在第一输入轴4-1的第一安装孔4-15内，然后再装配第二输入轴4-2，使丝杠4-6的另一端插入第二输入轴4-2上的第二安装孔4-21内，以完成丝杠4-6另一端的装配；然后再安装动力装置4-10比如电机；然后再安装第三输入轴4-3。如此可以将丝杠4-6以及动力装置4-10均方便快捷地安装到输入轴40上。
62.为了实现前述导向限位结构的功能，如图1所示，前述的连接件可以为连接轴4-17，前述的导向限位结构包括设置在波发生器4-4上的导向孔4-44(如图2所示)，具体来说，该导向孔4-44是设置在波发生器4-4的凸轮4-42上。波发生器4-4通过该导向孔4-44套设在连接轴4-17上。其中，导向限位结构通过导向孔4-44与连接轴4-17配合对波发生器4-4的运动限位和导向。
63.为了方便理解，下面对第一输入轴4-1、第二输入轴4-2、丝杠4-6以及第三输入轴4-3的具体装配方式进行说明。如图1所示，前述的第一安装孔4-15内可以设有第一支撑轴承4-71，丝杠4-6的一端插接在第一支撑轴承4-71内。谐波发生器组件4包括丝杠支撑座4-8，丝杠支撑座4-8上设有丝杠通孔4-81和螺钉凹槽4-82，螺钉凹槽4-82的底面上设有丝杠轴承座安装通孔4-83。丝杠支撑座4-8通过丝杠通孔4-81套设在丝杠4-6上，丝杠通孔4-81与丝杠4-6之间间隙配合。丝杠支撑座4-8的数量为两个，一个丝杠支撑座4-8盖合第一安装孔4-15，螺钉穿过丝杠支撑座4-8上的丝杠轴承座安装通孔4-83连接在第一输入轴4-1上的第一支撑轴承座紧固螺纹孔4-16内，以将该丝杠支撑座4-8固定在第一输入轴4-1上。
64.如图1所示，前述的第二安装孔4-21内可以设有第二支撑轴承4-72，丝杠4-6的另一端插接在第二支撑轴承4-72内。另一丝杠支撑座4-8盖合第二安装孔4-21，螺钉穿过该另一丝杠支撑座4-8上的丝杠轴承座安装通孔4-83螺纹连接在第二输入轴4-2上的第二支撑轴承座紧固螺纹孔4-22内，以将该另一丝杠支撑座4-8固定在第二输入轴4-2上。
65.如图8所述，前述的第二输入轴4-2背离第一输入轴4-1的一侧上设有驱动电机安装螺纹孔4-26，当动力装置为电机时，电机上设有控制执行模组安装通孔4-52，螺钉穿过该控制执行模组安装通孔4-52螺纹连接在驱动电机安装螺纹孔4-26内，以将电机固定在第二输入轴4-2的背离第一输入轴4-1的一侧。
66.如图6所示，前述的连接轴4-17固定在第一输入轴4-1上，比如一体成型在第一输入轴4-1上。连接轴4-17的背离第一输入轴4-1的一端设有输入轴锁紧螺纹孔4-14，前述的第二输入轴4-2的一端设有第一输入轴安装凹槽4-23，第一输入轴安装凹槽4-23的底面上设有第一输入轴安装通孔4-24，连接轴4-17背离第一输入轴4-1的一端插入第一输入轴安装凹槽4-23内。第二输入轴4-2的另一端设有凸柱4-25，第三输入轴4-3的一端设有第二输入轴安装凹槽4-31，第二输入轴安装凹槽4-31的底面上设有第二输入轴安装通孔4-32。第二输入轴4-2通过凸柱4-25插入第二输入轴安装凹槽4-31内。螺钉用于依次穿过第二输入轴安装通孔4-32和第一输入轴安装通孔4-24螺纹连接在输入轴锁紧螺纹孔4-14内，如此可以将第三输入轴4-3和第二输入轴4-2均固定到连接轴4-17上，以实现与第一输入轴4-1的连接。
67.如图1所示，前述第一输入轴4-1靠近波发生器4-4的一侧设有用于对波发生器4-4进行止挡的第一缓冲件4-91。第二输入轴4-2靠近波发生器4-4的一侧设有用于对波发生器4-4进行止挡的第二缓冲件4-92。该第一缓冲件4-91和第二缓冲件4-92均可以为柔性塑胶件等。
68.在上述示例中，通过设置的第一缓冲件4-91和第二缓冲件4-92，可以防止波发生器4-4运动至极限位置时与第一输入轴4-1或第二输入轴4-2相撞发生损伤。
69.如图1所示，上述的第一缓冲件4-91和第二缓冲件4-92均可以套固在相应丝杠支撑座4-8一侧的凸环上。
70.如图10所示，本发明的一个实施例提出的一种谐波减速器，其可以包括上述任一种的谐波发生器组件4。其中，谐波减速器运行中，柔轮的内孔31受力变形，随着波发生器4-4外轮廓形状而改变，使刚轮1的齿部与柔轮3的齿部正常的啮入-啮出-啮入。由于波发生器4-4在柔轮的内孔31的轴向位置过深或者过浅会使柔轮齿部的下截面或上截面所受集中应力过大或过小而影响齿部传动性能及承载能力。而本发明的谐波减速器通过采用上述的谐波发生器组件4，驱动机构可以驱动波发生器4-4沿输入轴40的轴向移动，以对波发生器4-4在柔轮3内的装配深度进行调节，从而可以解决柔轮3的齿部应力集中的问题，柔轮齿部的啮合齿面均匀受力，柔轮齿部与刚轮齿部间的啮合更充分，能够提升柔轮3的承载能力，减少柔轮齿部的摩擦，提升柔轮3的耐磨性，进而延长柔轮3的使用寿命，最终提升整机寿命。
71.如图10所示，前述的谐波减速器还包括柔轮3、应力检测模块11、位置检测模块4-13和控制模块。前述的谐波发生器组件4通过波发生器4-4套设在柔轮3的内孔31，以带动柔轮3转动。前述的应力检测模块11用于检测柔轮齿部的应力大小。应力检测模块11可以为应力检测传感器等。位置检测模块4-13用于检测波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度，位置检测模块4-13可以为位置检测传感器等。控制模块用于根据柔轮齿部的应力大小以及波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度，控制驱动机构对波发生器4-4的轴向位置进行调节。控制模块可以为微处理器或plc等。
72.在上述示例中，应力检测模块11、位置检测模块4-13、控制模块相互配合，如若柔
轮3齿部的应力异常或波发生器4-4位置异常都会使这几个模块工作并及时控制驱动机构对波发生器4-4的轴向位置进行调节，以使波发生器4-4装配深度正确且柔轮3应力最优。
73.在谐波传动中，谐波减速器作为传递力与扭矩的精密运动关节，需要根据实际应用作业场景切换不同工况，不同工况下谐波减速器承受的负载不一样，使刚轮1与柔轮3的齿部受力情况及齿啮合性能存在差异，为了使齿部啮合更充分，需要精准控制波发生器4-4装配深度并实时调整。其中，上述的应力检测模块11、位置检测模块4-13、控制模块相互配合，在不同的工况负载下，可以智能的、精准的控制波发生器4-4的装配深度，保证柔轮3齿部啮合位置应力集中，使啮合更充分，提高柔轮3承载能力和耐磨性，进入提升柔轮3和整机使用寿命。换句话说，可以使波发生器4-4自适应柔轮的内孔31的装配深度，此时的波发生器4-4也可以称之为“自适应波发生器”。另外，由于丝杠4-6和电机具有自锁性，波发生器4-4装到指定深度后不会发生轴向窜动保证深度装配的精准性。
74.这里需要说明的是：上述波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k满足：0≤k≤b,其中b为柔轮齿部的宽度。前述位置检测模块4-13的检测量程为k1，0≤k1≤b。
75.谐波减速器的运行工况可分为：高负载工况和低负载工况。这里需要说明的是：当谐波减速器连接在工作系统内时，若工作系统的负载大于第一预设系统负载，则此时谐波减速器的运行工况为高负载工况。若工作系统的负载小于第二预设系统负载，则此时谐波减速器的运行工况为低负载工况。其中，第一预设系统负载大于第二预设系统负载。
76.在一个具体的应用示例中，在高负载工况下，当柔轮齿部的应力f大于第一设定值时，则控制模块控制驱动机构4-10对波发生器4-4的轴向位置进行调节，使波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k增大。
77.图11中示出了一种在高负载工况下柔轮齿部应力f与波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k的曲线图。其中，波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k越大，则柔轮齿部应力f越小。故在高负载工况下，当柔轮齿部的应力f大于第一设定值时，为了减小柔轮齿部的应力f，应增大波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k。其中，图10示出了一种谐波减速器的整机示意图，波发生器4-4越靠近柔轮法兰5，即越靠近图10中谐波减速器的右侧，波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k越大。在高负载工况下通过上述的调节方式可以使柔轮齿部集中应力减小；最终能达到效果：啮合齿面均匀受力，齿与齿间啮合更充分，提升柔轮承载能力，减少齿的摩擦提升柔轮耐磨性，进而延长柔轮使用寿命，最终提升整机寿命。
78.在低负载工况下，若柔轮齿部的应力f大于第二设定值，则控制模块控制驱动机构4-10对波发生器4-4的轴向位置进行调节，使波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k减小。
79.图12中示出了一种在低负载工况下柔轮齿部应力f与波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k的曲线图。其中，波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k越大，则柔轮齿部应力f越大。故在低负载工况下，当柔轮齿部的应力f大于第一设定值时，为了减小柔轮齿部的应力f，应减小波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k。其中，图10示出了一种谐波减速器的整机示意图，波发生器4-4越远离柔轮法兰5，即越靠近图10中谐波减速器的左侧，波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k越小。在低负载工况下通过上述的调节方式可以使柔轮齿部集中应力减小；最终能达到效果：啮合齿面均匀受力，齿与齿间啮合更充分，提升柔轮承载能力，减少齿的摩擦提升柔轮耐磨性，进而延长柔轮使用寿命，最终提升整机寿命。
80.前述的谐波减速器还可以包括无线通信模块。其中，控制模块通过无线通信模块
接收应力检测模块11所检测的柔轮齿部的应力大小的信息。和/或，控制模块通过无线通信模块接收位置检测模块4-13检测的波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度的信息。
81.在上述示例中，通过设置的无线通信模块，可以省去数据线的设置，从而使整体结构更加紧凑。
82.其中，应力检测模块11可以实时检测柔轮齿部的应力大小，反应柔轮3的寿命状况。应力检测模块11用于安装在柔轮3的筒体的外圆周面上。应力检测模块11实时检测柔轮3齿部的应力大小，并将检测到应力值转化应力信号，无线通信模块将应力检测模块11输出的应力信号传递到控制模块进行处理，控制模块结合位置检测模块4-13实时监测的波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度信息进行综合处理；接着控制模块确定波发生器4-4的装配深度值，并将数值信号转化为扭矩信号传递给驱动机构，动力装置通过电机驱动丝杠4-6转动时，电机具有控制器，电机上的控制器根据控制模块发送来的信号驱动电机转动，电机驱动波发生器4-4在丝杠4-6上运动到指定深度。这样就可以智能的、精准的控制波发生器4-4的装配深度，使齿啮合更充分，提高柔轮3的承载能力和耐磨性，进入提升柔轮3和整机的使用寿命。
83.这里需要说明的是：上述的柔轮3可以为礼帽型柔轮、杯型柔轮或短筒型柔轮等。上述的谐波减速器还包括电源模块，电源模块用于为前述的各个模块提供动力来源。
84.如图10所示，本发明的谐波减速器还包括刚轮1、十字滚子交叉轴承2、柔轮法兰5、刚轮法兰9、第一深沟球轴承6、第二深沟球轴承7、第一骨架油封8和第二骨架油封10。前述应力检测模块11的数量为两个以上，比如为12个以上。应力检测模块11沿柔轮3的筒体的外圆周面均匀排列。刚轮1与十字滚子交叉轴承2的内圈连接，柔轮3与十字滚子交叉轴承2的外圈连接。柔轮3的右端面与柔轮法兰5连接，第一深沟球轴承6和第二深沟球轴承7分别装配于波发生器4-4的深沟球轴承外圆装配端面，将已装配深沟球轴承6和7的波发生器4-4从柔轮3的左端内孔插入，刚轮法兰9装配到刚轮1的左端面上，谐波减速器的左端面用四颗紧固螺钉依次穿过刚轮法兰9和刚轮1至十字滚子交叉轴承2的内螺纹孔并锁紧，谐波减速器的右端面用四颗紧固螺钉依次穿过柔轮法兰5和柔轮3至十字滚子交叉轴承2的内螺纹孔锁紧，最后将第一骨架油封8和第二骨架油封10分别装配到柔轮法兰5和刚轮法兰9的骨架油封凹槽内，即形成完整的谐波减速器。
85.本发明的一个实施例提出的一种机器人，其可以包括上述任一种的谐波减速器。由于机器人采用上述谐波减速器的缘故，可以对波发生器4-4在柔轮的内孔的装配深度进行调节，从而可以解决柔轮3的齿部应力集中的问题，柔轮齿部的啮合齿面均匀受力，柔轮齿部与刚轮齿部间的啮合更充分，能够提升柔轮3的承载能力，减少柔轮齿部的摩擦，提升柔轮3的耐磨性，进而延长柔轮3的使用寿命，最终提升整机寿命。
86.本发明的一个实施例还提出一种谐波减速器的运行方法，其包括以下步骤：
87.步骤s1：检测柔轮齿部的应力大小。
88.步骤s2：检测波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度。
89.步骤s3：根据柔轮齿部的应力大小以及波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度，对波发生器4-4的轴向位置进行调节。
90.在上述示例中，如若柔轮3齿部的应力异常或波发生器4-4位置异常都会及时对波发生器4-4的轴向位置进行调节，以使波发生器4-4装配深度正确且柔轮3应力最优。
91.谐波减速器的运行工况可分为：高负载工况和低负载工况。在一个具体的应用示例中，在高负载工况下，当柔轮齿部的应力f大于第一设定值时，则对波发生器4-4的轴向位置进行调节，使波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k增大。
92.在高负载工况下通过上述的调节方式可以使柔轮齿部集中应力减小；最终能达到效果：啮合齿面均匀受力，齿与齿间啮合更充分，提升柔轮承载能力，减少齿的摩擦提升柔轮耐磨性，进而延长柔轮使用寿命，最终提升整机寿命。
93.在低负载工况下，若所述柔轮齿部的应力f大于第二设定值，则对波发生器4-4的轴向位置进行调节，使波发生器4-4在柔轮的内孔31的深度k减小。
94.在低负载工况下通过上述的调节方式可以使柔轮齿部集中应力减小；最终能达到效果：啮合齿面均匀受力，齿与齿间啮合更充分，提升柔轮承载能力，减少齿的摩擦提升柔轮耐磨性，进而延长柔轮使用寿命，最终提升整机寿命。
95.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种谐波发生器组件，其特征在于，包括输入轴(40)、波发生器(4-4)和驱动机构(4-10)；所述输入轴(40)用于与波发生器(4-4)连接，以带动波发生器(4-4)转动；所述驱动机构(4-10)用于驱动所述波发生器(4-4)沿输入轴(40)的轴向移动。2.如权利要求1所述的谐波发生器组件，其特征在于，所述驱动机构(4-10)包括动力装置(4-10)、丝杠(4-6)和导向限位结构；所述动力装置(4-10)用于驱动丝杠(4-6)转动；所述丝杠(4-6)用于可转动地设置在所述输入轴(40)上，所述丝杠(4-6)的中心线方向与输入轴(40)的轴向平行；所述波发生器(4-4)用于套设在所述丝杠(4-6)上，且与丝杠(4-6)螺纹配合，以通过丝杠(4-6)与输入轴(40)连接；所述导向限位结构用于对波发生器(4-4)的运行限位和导向，使波发生器(4-4)在丝杠(4-6)转动时受驱动沿输入轴(40)的轴向移动。3.如权利要求2所述的谐波发生器组件，其特征在于，所述输入轴(40)包括第一输入轴(4-1)、第二输入轴(4-2)和第三输入轴(4-3)，所述第一输入轴(4-1)上设有供丝杠(4-6)的一端安装的第一安装孔(4-15)，所述第二输入轴(4-2)上设有供丝杠(4-6)的另一端安装的第二安装孔(4-21)，所述第一输入轴(4-1)和所述第二输入轴(4-2)通过连接件连接，以使两者在周向上保持固定；所述第三输入轴(4-3)设置在第二输入轴(4-2)的背离第一输入轴(4-1)的一侧，且所述第三输入轴(4-3)与第二输入轴(4-2)之间形成供动力装置(4-10)安装的安装空间；其中，所述第三输入轴(4-3)和第二输入轴(4-2)均可拆卸。4.如权利要求3所述的谐波发生器组件，其特征在于，所述连接件为连接轴(4-17)，所述导向限位结构包括设置在波发生器(4-4)上的导向孔(4-44)，所述波发生器(4-4)通过所述导向孔(4-44)套设在所述连接轴(4-17)上；所述导向限位结构通过所述导向孔(4-44)与连接轴(4-17)配合对波发生器(4-4)的运动限位和导向。5.如权利要求3或4所述的谐波发生器组件，其特征在于，所述第一输入轴(4-1)靠近所述波发生器(4-4)的一侧设有用于对波发生器(4-4)进行止挡的第一缓冲件(4-91)；所述第二输入轴(4-2)靠近所述波发生器(4-4)的一侧设有用于对波发生器(4-4)进行止挡的第二缓冲件(4-92)。6.如权利要求2至4中任一项所述的谐波发生器组件，其特征在于，所述波发生器(4-4)包括凸轮(4-42)和套设在凸轮(4-42)上的柔性轴承(4-41)，所述波发生器(4-4)通过所述凸轮(4-42)套设在所述丝杠(4-6)上。7.一种谐波减速器，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的谐波发生器组件(4)。8.如权利要求7所述的谐波减速器，其特征在于，还包括柔轮(3)、应力检测模块(11)、位置检测模块(4-13)和控制模块；所述谐波发生器组件(4)通过所述波发生器(4-4)套设在所述柔轮的内孔(31)，以带动柔轮(3)转动；
所述应力检测模块(11)用于检测柔轮齿部的应力大小；所述位置检测模块(4-13)用于检测所述波发生器(4-4)在柔轮的内孔(31)的深度；所述控制模块用于根据柔轮齿部的应力大小以及波发生器(4-4)在柔轮的内孔(31)的深度，控制驱动机构(4-10)对波发生器(4-4)的轴向位置进行调节。9.如权利要求8所述的谐波减速器，其特征在于，在高负载工况下，当所述柔轮齿部的应力f大于第一设定值时，则控制模块控制驱动机构(4-10)对波发生器(4-4)的轴向位置进行调节，使波发生器(4-4)在柔轮的内孔(31)的深度k增大。10.如权利要求8所述的谐波减速器，其特征在于，在低负载工况下，若所述柔轮齿部的应力f大于第二设定值，则控制模块控制驱动机构(4-10)对波发生器(4-4)的轴向位置进行调节，使波发生器(4-4)在柔轮的内孔(31)的深度k减小。11.一种机器人，其特征在于，包括权利要求7至10中任一项的谐波减速器。12.一种权利要求8至10中任一项谐波减速器的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：检测柔轮齿部的应力大小；检测所述波发生器(4-4)在柔轮的内孔(31)的深度；根据柔轮齿部的应力大小以及波发生器(4-4)在柔轮的内孔(31)的深度，对波发生器(4-4)的轴向位置进行调节。13.如权利要求12所述的谐波减速器的运行方法，其特征在于，在高负载工况下，当所述柔轮齿部的应力f大于第一设定值时，则对波发生器(4-4)的轴向位置进行调节，使波发生器(4-4)在柔轮的内孔(31)的深度k增大。14.如权利要求12所述的谐波减速器的运行方法，其特征在于，在低负载工况下，若所述柔轮齿部的应力f大于第二设定值，则对波发生器(4-4)的轴向位置进行调节，使波发生器(4-4)在柔轮的内孔(31)的深度k减小。

技术总结
本发明涉及减速器技术领域，更具体地说，它涉及一种谐波发生器组件、谐波减速器、机器人及运行方法，其中，谐波发生器组件包括输入轴、波发生器和驱动机构；所述输入轴用于与波发生器连接，以带动波发生器转动；所述驱动机构用于驱动所述波发生器沿输入轴的轴向移动。根据本发明的技术方案，驱动机构驱动波发生器沿输入轴的轴向移动，可以对波发生器在柔轮内的装配深度进行调节，从而可以解决柔轮的齿部应力集中的问题，柔轮齿部的啮合齿面均匀受力，柔轮齿部与刚轮齿部间的啮合更充分，能够提升柔轮的承载能力，减少柔轮齿部的摩擦，提升柔轮的耐磨性，进而延长柔轮的使用寿命，最终提升整机寿命。终提升整机寿命。终提升整机寿命。


技术研发人员：蔡达成 唐江枫 谷甲甲 刘云飞 张皓 许浩翔
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/9/22