ALOJAMIENTO PARA TRANSMISIÓN ARMÓNICA DE ENGRANAJES, SISTEMA REDUCTOR-AMPLIFICADOR DE VELOCIDAD, SISTEMA MOTO-REDUCTOR Y MÉTODO PARA REDUCIR LA VELOCIDAD DE UN MOTOR.

La presente invención se refiere a un alojamiento para una transmisión armónica,

a un sistema reductor-amplificador de velocidad, a un sistema moto-reductor y a un método para reducir la velocidad de un motor. El alojamiento de la Invención comprende una primera tapa dotada de un orificio pasante, adaptada para fijarse a un primer lado de la cinta circular rígida de la transmisión armónica, una segunda tapa dotada de un orificio pasante, adaptada para fijarse a un segundo lado de la cinta circular rígida y un eje alineante con capacidad de girar, adaptado para disponerse atravesando la transmisión armónica de engranajes y la primera y segunda tapas a través de sus respectivos orificios pasantes, de manera que la cinta circular rígida, la cinta flexible y el generador de ondulaciones permanezcan concéntricos, y para fijarse al generador de ondulaciones.

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Alojamiento para transmisión armónica de engranajes, sistema reductor-amplificador de velocidad, sistema moto-reductor y método para reducir la velocidad de un motor. Campo técnico

La presente invención, se refiere a un alojamiento para una transmisión armónica de engranajes, a un sistema reductor-amplificador de velocidad que comprende dicho alojamiento y a un sistema moto-reductor.

La presente invención es aplicable y de gran utilidad en todo mecanismo en el que se empleen articulaciones de rotación entre un eslabón fijo y uno móvil, especialmente en aplicaciones de reducción de velocidad en el campo de la robótica. Descripción de la técnica relacionada

Las articulaciones de rotación en mecanismos generalmente obtienen su movimiento a partir de un motor. Estos motores presentan altas velocidades y bajos pares, por lo que es necesario emplear un sistema reductor que permita convertir las altas velocidades y bajos pares del motor en bajas velocidades y altos pares a la salida del reductor.

En el documento ES2091361T3 se describe una transmisión armónica de engranajes, que comprende esencialmente tres elementos: una cinta circular rígida, un generador de ondulaciones y una cinta flexible. Dicha transmisión armónica de engranajes, en adelante transmisión armónica, presenta una serie de ventajas, entre ellas su alta eficiencia, su alta capacidad de reducción en un solo paso y su reversibilidad, ya que permite su utilización como reductor o como amplificador, dependiendo de su configuración.

En las transmisiones armónicas, el generador de ondulaciones, que tiene una forma ligeramente ovalada, gira dentro de la cinta flexible, la cual a su vez gira dentro de la cinta circular rígida. La cinta circular rígida posee dientes en su cara interna y la cinta flexible posee dientes en su aro externo, siendo los dientes 1 ó 2 menos que los de la cinta circular rígida. La cinta flexible, debido a su propia flexibilidad y a la forma ligeramente ovalada del generador de ondulaciones, se deforma a medida que el generador de ondulaciones gira dentro de ella. Al existir una diferencia en el número de dientes entre la cinta flexible y la cinta circular rígida, cada 360º, es decir, cada vuelta completa del generador de ondulaciones, la cinta flexible gira con respecto a la cinta circular rígida el ángulo correspondiente a la diferencia de dientes entre ambas. Este mecanismo de desfase origina la relación de transmisión.

En los sistemas de transmisión armónica, uno de los tres elementos se conecta a una etapa motora, constituyendo la entrada motriz del sistema, un segundo elemento se configura como salida, constituyendo el eslabón seguidor o de movimiento relativo del mecanismo, y el tercer elemento, de velocidad absoluta cero, constituye el eslabón fijo o tierra del mecanismo. Dependiendo de cómo se configuran los tres elementos como entrada, salida y elemento fijo, respectivamente, se pueden obtener diversas relaciones de reducción o amplificación.

Son conocidos diferentes tipos de transmisiones armónicas, desde las que se comercializan completamente montadas, calibradas y lubricadas, dotadas de los elementos necesarios para realizar el acople de la buyen como un set de componentes, en los que sólo se encuentran los tres elementos esenciales del mecanismo mencionados anteriormente, esto es, la cinta circular rígida, el generador de ondulaciones y la cinta flexible, sin montar.

El inconveniente de las transmisiones armónicas ya montadas es su peso moderado-alto, que puede llegar a superar en algunos casos los 1000 g, su gran tamaño y su poca versatilidad. Dichas características las convierten en una opción inadecuada en aplicaciones de robótica, por ejemplo, donde el peso y el espacio son factores a minimizar y optimizar lo máximo posible y en las que un peso superior a 500 g ya resulta excesivo.

Las transmisiones armónicas de componentes desmontados solucionan parcialmente la problemática anterior, ya que proporcionan un sistema ligero y compacto. El problema de los componentes de estas transmisiones armónicas desmontadas es que por sí solos no son capaces de transmitir ningún par, por mínimo o lento que sea. En efecto, estos reductores exigen un diseño minucioso y detallado para ser montados en un mecanismo, una alta precisión tanto en el ensamblaje de sus tres elementos como en su montaje en un mecanismo y una alta alineación durante el funcionamiento. Las tres piezas deben ensamblarse y montarse en el mecanismo, permaneciendo concéntricas durante todo el funcionamiento, sin la menor desalineación y perfectamente acopladas una dentro de la otra, ya que una pequeña desviación entre los ejes

o un montaje incorrecto provoca que el contacto entre los dientes de la cinta circular rígida y la cinta flexible no sea el adecuado, ocasionando roces excesivos, daños graves en las piezas e incluso su deterioro total con poco o ningún uso.

Además de la alta precisión requerida por las transmisiones armónicas de componentes desmontados, se encuentra la exigencia invariable de un orden preciso de ensamblaje, lo que condiciona el correcto funcionamiento de la transmisión armónica y complica el montaje. En consecuencia, a pesar de su peso ligero, estos reductores resultan inadecuados por depender su buen funcionamiento del diseño y del ensamblaje.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema reductor-amplificador de velocidad que solucione los inconvenientes mencionados anteriormente, es decir, que sea compacto, versátil, ligero y fácil de montar. Resumen de la invención

Este y otros objetos de la invención se consiguen mediante un alojamiento de transmisión armónica según la reivindicación 1, un sistema reductor-amplificador según la reivindicación 4, un sistema motoreductor según la reivindicación 10 y un método para reducir la velocidad de una etapa motora según la reivindicación 11. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones preferidas de la presente invención.

En un primer aspecto, se propone un alojamiento para una transmisión armónica de engranajes del tipo que comprende una cinta circular rígida, una cinta flexible y un generador de ondulaciones, comprendiendo el alojamiento una primera tapa dotada de un orificio pasante, adaptada para fijarse a un primer lado de la cinta circular rígida; una segunda tapa dotada de un orificio pasante, adaptada para fijarse a un segundo lado de la cinta circular rígida; y un eje alineante con capacidad de girar, adaptado para disponerse atravesando la transmisión armónica de engranajes y la primera y segunda tapas a través de sus respectivos orificios pasantes, de manera que la cinta circular rígida, la cinta flexible y el generador de ondulaciones permanezcan concéntricos, y para fijarse al generador de ondulaciones.

A lo largo de esta memoria se entenderá que un primer lado de la cinta circular rígida será uno del lado desde el que resulta visible el generador de ondulaciones y el lado desde el que resulta visible la cinta flexible cuando la transmisión armónica se encuentra ensamblada. El segundo lado de la cinta circular rígida será el otro del lado desde el que resulta visible el generador de ondulaciones y el lado desde el que resulta visible la cinta flexible.

El alojamiento de transmisión armónica de la invención resuelve los problemas mencionados del estado de la técnica, puesto que está adaptado para cooperar con cualquier transmisión armónica, lo que le confiere una gran versatilidad. Está provisto de los mínimos elementos posibles, dispuestos en una configuración ventajosa, lo que minimiza el peso y el tamaño del conjunto de alojamiento y transmisión armónica. Además, el alojamiento de la invención permite un único orden de montaje de la transmisión armónica en su interior, lo que imposibilita un ensamblaje incorrecto de la transmisión armónica, incluso cuando se lleva a cabo por personal inexperto, lo que garantiza su buen funcionamiento. Por último, el alojamiento de la invención mantiene de forma permanente los elementos de la transmisión armónica en una disposición concéntrica.

El alojamiento de la invención puede comprender primeros rodamientos entre el eje alineante y la segunda tapa.

La fijación de la primera tapa al primer lado de la cinta circular rígida puede realizarse directamente o con la interposición de un anillo de unión, siendo preferida la presencia... [Seguir leyendo]

1. Alojamiento para una transmisión armónica de engranajes del tipo que comprende una cinta circular rígida (5) , una cinta flexible (6) y un generador de ondulaciones (7) , comprendiendo el alojamiento:

una primera tapa (1) dotada de un orificio pasante, adaptada para fijarse a un primer lado de la cinta circular rígida (5) ;

una segunda tapa (2) dotada de un orificio pasante, adaptada para fijarse a un segundo lado de la cinta circular rígida (5) ; y

un eje alineante (3) con capacidad de girar, adaptado para disponerse atravesando la transmisión armónica de engranajes y la primera y segunda tapas (1, 2) a través de sus respectivos orificios pasantes, de manera que la cinta circular rígida (5) , la cinta flexible

(6) y el generador de ondulaciones (7) permanezcan concéntricos, y para fijarse al generador de ondulaciones (7) .

2. Alojamiento para una transmisión armónica de engranajes según la reivindicación 1, que comprende primeros rodamientos (8) entre el eje alineante (3) y la segunda tapa (2) .

3. Alojamiento para una transmisión armónica de engranajes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fijación de la primera tapa (1) al primer lado de la cinta circular rígida (5) se realiza con la interposición de un anillo de unión (4) .

4. Sistema reductor-amplificador de velocidad que comprende:

una transmisión armónica de engranajes que comprende una cinta circular rígida (5) , una cinta flexible

(6) y un generador de ondulaciones (7) , estando una de la cinta circular rígida (5) y la cinta flexible (6) adaptada para conectarse con un eje lento;

una primera tapa (1) dotada de un orificio pasante, fijada a un primer lado de la cinta circular rígida (5) ;

una segunda tapa (2) dotada de un orificio pasante, fijada a un segundo lado de la cinta circular rígida (5) ; y

un eje alineante (3) con capacidad de girar, estando dispuesto dicho eje (3) atravesando la transmisión armónica de engranajes y la primera y segunda tapas (1, 2) a través de sus respectivos orificios pasantes, de manera que la cinta circular rígida (5) , la cinta flexible (6) y el generador de ondulaciones (7) permanezcan concéntricos, estando dicho eje alineante

(3) fijado al generador de ondulaciones (7) y estando adaptado dicho eje (3) para conectarse a un eje rápido.

5. Sistema reductor-amplificador de velocidad según la reivindicación 4, que comprende primeros rodamientos (8) entre el eje alineante (3) y la segunda tapa (2) .

6. Sistema reductor-amplificador de velocidad según la reivindicación 4 ó 5 que comprende segundos rodamientos (9) entre el eje alineante (3) y un eje lento.

7. Sistema reductor-amplificador de velocidad según la una cualquiera de las reivindicaciones 4-6 que comprende terceros rodamientos (10) entre la primera tapa (1) y el eje lento.

8. Sistema reductor-amplificador de velocidad según una cualquiera de las reivindicaciones 4-7, en el que la conexión del eje alineante (3) con el eje rápido y la conexión de dicha una de la cinta circular rígida

(5) y la cinta flexible (6) con el eje lento están previstas para realizarse en lados opuestos del sistema reductor-amplificador.

9. Sistema reductor-amplificador de velocidad según una cualquiera de las reivindicaciones 4-7, en el que la conexión del eje alineante (3) con el eje rápido y la conexión de dicha una de la cinta circular rígida

(5) y la cinta flexible (6) con el eje lento están previstas para realizarse en un mismo lado del sistema reductor-amplificador.

10. Sistema moto-reductor que comprende un sistema reductor-amplificador de velocidad según la reivindicación 9; y

un motor (12) que comprende un eje (13) acoplado al eje alineante (3) del sistema reductor-amplificador para transmitirle un movimiento rápido de giro y una carcasa (14) acoplada a una de la primera tapa (1) o la cinta flexible (5) .

11. Método para reducir la velocidad de un motor, que comprende las siguientes etapas:

a. proveer una transmisión armónica de engranajes del tipo que comprende una cinta circular rígida (5) , una cinta flexible (6) y un generador de ondulaciones (7) ;

b. proveer un alojamiento de transmisión armónica de engranajes según una de las reivindicaciones 1 ó2;

c. disponer el eje alineante (3) del alojamiento de manera que atraviese la transmisión armónica y fijar dicho eje alineante (3) al generador de ondulaciones (7) ;

d. fijar la primera tapa (1) del alojamiento a un primer lado de la cinta circular rígida (5) y la segunda tapa (2) del alojamiento a un segundo lado de la cinta circular rígida (7) , de manera que el eje alineante

(3) fijado al generador de ondulaciones (7) atraviese la primera y segunda tapas (1, 2) a través de sus respectivos orificios pasantes;

f. conectar el eje alineante (3) a una etapa motora; y

g. conectar a un eje lento una seleccionada de entre la cinta circular rígida (5) y la cinta flexible (6) .

12. Método para reducir la velocidad de un motor según la reivindicación 11, en el que la etapa c comprende:

c1. fijar el eje alineante (3) del alojamiento al generador de ondulaciones (7) ;

c2. ensamblar la cinta circular rígida (5) y la cinta flexible (6) ; y

c3. ensamblar el generador de ondulaciones (7) fijo al eje alineante (3) con el conjunto de la cinta circular rígida (5) y la cinta flexible (6) , de manera que el aje alineante (3) atraviese los tres elementos de la transmisión armónica.

13. Método para reducir la velocidad de un motor según la reivindicación 11 ó 12, en el que la primera tapa (1) del alojamiento se fija al primer lado de la cinta circular rígida (5) con la interposición de un anillo de unión (4) entre la primera tapa (1) y la cinta circular rígida (7) .