发明内容

本发明要解决的技术问题在于提出一种造价低、超扁平、轻量化、小背隙和高传递精度的超扁平非金属谐波减速器及球机传动机构，在不改变传统监控云台结构的基础上，实现监控云台的谐波减速传动方案，提高云台的传动精度和减速比，同时扩大安装适用场合。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种超扁平非金属谐波减速器，包括由内至外设置的柔轮（1）、钢轮（2）和凸轮（3）；其特征在于：

至少柔轮（1）为工程塑料注塑成型；

柔轮（1）为具有底盖（111）和底盖上周向壁体的盖式包围结构，底盖上周向壁体的外壁设置外齿面（115）；

钢轮（2）为具有内齿面（211）的环形齿圈结构，柔轮（1）底盖朝上倒扣在环形齿圈内，使得柔轮（1）的外齿面（115）与钢轮（2）的内齿面（211）相互配合；

凸轮（3）为具有底部（314）和底部上周向包围壁体的盖式围合结构，周向包围壁体的外壁设置凸轮外齿面（311）形成外部大同步带轮；

位于盖式围合结构中心的椭圆形凸轮结构（312）凸起设置于底部（314）上并伸入柔轮（1）的盖式包围结构中，在椭圆形凸轮结构（312）外壁和柔轮（1）的底盖上周向壁体之间设置柔性轴承（4）；钢轮（2）的外壁和凸轮（3）周向包围壁体的内壁之间设置同步带轮稳定轴承（9）；

柔轮（1）的底盖（111）中心设置中心孔，椭圆形凸轮结构（312）的凸起部分设置中心通孔，该中心通孔与柔轮（1）的中心孔对齐。

上述技术方案中，柔轮（1）底盖上周向壁体的内壁设置有柔性轴承限位挡边（114），柔性轴承（4）卡置于所述挡边（114）和椭圆形凸轮结构（312）外壁的台阶之间。

上述技术方案中，底盖（111）上靠近所述底盖上周向壁体的区域设置一圈周向围合分布的弹性螺旋筋（112），在弹性螺旋筋（112）的围合范围内，所述中心孔外围周向分布设置定位孔（113）。

上述技术方案中，空心的柔轮固定轴（7）穿过柔轮（1）中心孔和椭圆形凸轮结构（312）的中心通孔，并通过置于柔轮（1）的盖式包围结构中的柔轮固定螺栓（6）固定。

上述技术方案中，钢轮（2）环形齿圈的两个端面设置有固定螺栓孔（212），同步带轮稳定轴承固定螺栓（8）穿过所述固定螺栓孔（212）将同步带轮稳定轴承（9）固定在刚轮（2）上。

上述技术方案中，所述工程塑料基材是尼龙、POM、PAI、PEEK中的至少一种，在基材上添加碳纤维、玻璃纤维、石墨、PTFE、二硫化钼中的其中一种。

一种球机传动机构，其特征在于采用上述的超扁平非金属谐波减速器，空心球机旋转轴（20）穿过球机基座（16）后连接所述柔轮固定轴（7）；柔轮固定轴（7）和球机旋转轴（20）的中空空间连通；球机旋转轴（20）和球机基座（16）之间设置上下分隔的主支撑轴承，上下分隔的主支撑轴承之间通过轴套间隔；在球机基座（16）旁设置驱动电机（25），驱动电机（25）输出轴上安装有主动带轮（27），主动带轮（27）通过同步带（26）与凸轮外齿面（311）结合形成同步传动机构。

上述技术方案中，上下分隔的主支撑轴承之间设置内外同轴套设的两个轴套。

上述技术方案中，球机旋转轴（20）的轴颈和球机基座（16）之间设置上下分隔的主支撑轴承，轴颈上部为倒置锥台状空心结构，轴颈上部连接柔轮固定轴（7）。

驱动电机上安装有小同步带轮，小同步带轮带动同步带，驱动谐波减速上的大同步带轮转动。大同步带轮与谐波波发生器的凸轮是一体化结构，谐波柔轮和球机的旋转部分刚性连接一体，钢轮与球机固定机架刚性连接，凸轮转动带动柔轮和钢轮的错齿差减速，从而带动球机基座和球机旋转轴之间的相对转动。这样可实现电机带动球机高精度减速转动。

相对于现有技术，本发明有如下有益效果：

凸轮的结构由内部的椭圆形凸轮和外部大同步带轮构成。由于同步带轮和椭圆凸轮的并列结构，从而实现了谐波减速器的超扁平化。

柔轮采用特种工程塑料注塑成型，内圈设置有柔性轴承限位挡边，底部有弹性螺旋筋。从而实现谐波减速器的超短款结构。钢轮和凸轮选择注塑成型能够实现轻量化。

柔轮固定轴采用中空结构，可以实现减速器的中空走线。

本发明的超扁平谐波减速器是以特种材料注塑成型的柔轮和波发生器为基础，扁平化结构的谐波减速器。具有扁平结构，中空走线，传动精度高，背隙小，成本低等优点。

由此，本发明可以在不改变传统监控云台结构的基础上，电机驱动小同步带轮，带动同步带，驱动谐波减速器上的具有大同步带轮的波发生器，实现监控云台的谐波减速传动方案，提高云台的传动精度和减速比。