[0001] 本发明涉及展览教具技术领域，特别涉及一种展示谐波减速器结构的教具。

[0002] 谐波齿轮减速器是一种由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器组成。固定刚轮是一个刚性的内齿轮，柔轮是一个容易变形的薄壁圆筒外齿轮，它们一同具有三角形或渐开线形的齿形，且两者的周节相等，但刚轮齿数多于柔轮。波发生器由一个椭圆盘和一个柔性球轴承组成，或者由一个两端均带有滚子的滚子固定板组成。波发生器是主动件，刚轮和柔轮之一为从动件。

[0003] 现有的展示谐波减速器结构的方式之一是动画，靠电脑建模模拟，演示内容很全面，缺点是无法直观感受谐波减速器运动模式。另一种方式是展示谐波减速器静态实物，可拆卸并展示出内部结构，缺点是无法展示谐波减速器的动态特征。还有一种方式是谐波减速器工作状态下的演示，能体现谐波减速器的减速特征，缺点是由于谐波减速器各部件之间密闭性无法展示出内部结构的运转过程。

[0050] 下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种展示谐波减速器结构的教具进行详细描述。同时在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施例为最佳、优选实施例，对于一些公知技术本领域技术人员也可采用其他替代方式而进行实施；而且附图部分仅是为了更具体的描述实施例，而并不旨在对本发明进行具体的限定。

[0051] 需要指出的是，在说明书中提到“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等指示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。另外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合其它实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、结构或特性应在相关领域技术人员的知识范围内。

[0052] 通常，可以至少部分从上下文中的使用来理解术语。例如，至少部分取决于上下文，本文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数意义的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述复数意义的特征、结构或特性的组合。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达一组排他性的因素，而是可以替代地，至少部分地取决于上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。

[0053] 可以理解的是，本公开中的“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在……上”不仅表示“直接在”某物“上”而且还包括在某物“上”且其间有居间特征或层的含义，并且“在……之上”或“在……上方”不仅表示“在”某物“之上”或“上方”的含义，而且还可以包括其“在”某物“之上”或“上方”且其间没有居间特征或层的含义。

[0054] 此外，诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相关术语在本文中为了描述方便可以用于描述一个元件或特征与另一个或多个元件或特征的关系，如在附图中示出的。空间相关术语旨在涵盖除了在附图所描绘的取向之外的在设备使用或操作中的不同取向。设备可以以另外的方式被定向，并且本文中使用的空间相关描述词可以类似地被相应解释。

[0055] 如图1‑图9所述，本实施例提供一种展示谐波减速器结构的教具，包括壳体2、柔轮1、刚轮4、波发生器3和展台，壳体2置于展台的台面上。

[0056] 所述壳体为柱形设置，壳体为透明材质，所述壳体2的底部内壁上设置中心轴5，所述中心轴5与所述壳体2同轴设置。

[0057] 柔轮1为弹性非金属材质优选为EVA材质，柔轮1优选为圆筒状结构或齿轮结构；EVA材料的柔轮1既有弹性也有一定的刚度，且干燥光滑，在与刚轮4挤压时不会因发生粘连而阻碍相对运动；柔轮1的不同部分可使用不同硬度的EVA材料，外齿部优选为硬度更大的EVA材料。当所述柔轮1为圆筒状结构时，所述圆筒顶部圆周外缘上设有外齿，所述柔轮1底部的中心设有通孔，当所述柔轮1为齿轮结构时，所述柔轮中心设有通孔，所述壳体2的中心轴5通过所述通孔穿过所述柔轮1。柔轮1固定安装在中心轴5上，在未装配前，柔轮1及其内孔呈圆形。

[0058] 波发生器3为椭圆形，当所述波发生器3安装在所述柔轮1的轴腔内时，所述波发生器3带动所述柔轮1发生径向变形；波发生器3可以为2种形式，第一种：波发生器3包括椭圆盘和柔性球轴承，所述椭圆盘套设在所述柔性球轴承上，所述柔轮1套设在所述椭圆盘外部，所述柔性球轴承转动安装在所述中心轴5上。第二种:如图3‑图4所示，所述波发生器3包括滚子固定板31和滚子32，所述滚子固定板31的两端均安装有所述滚子32，所述滚子固定板31的中心设有通孔，所述柔轮1套设在所述两个滚子32外部，所述滚子固定板31通过通孔转动安装在所述中心轴5上。两个所述滚子32的轮廓的最大距离大于所述柔轮1的初始内径。

[0059] 波发生器3优选为透明材质制成，柔轮1、所述波发生器3与所述壳体2同轴可拆卸安装。波发生器3穿过中心轴5安装在柔轮1内时，转动波发生器3，由于柔轮1固定，波发生器3在转动过程中带动柔轮1不断发生形变，使柔轮1长轴的位置相对于壳体2的位置上不断发生变化。

[0060] 如图1‑图9所示，刚轮4为一刚性圆环具有内齿结构，刚轮4优选为透明材质，所述刚轮4安装在所述壳体2顶部的开口端，所述刚轮4与所述壳体2同轴设置，所述刚轮4支持安装在所述壳体2顶部的开口端边缘；所述柔轮1的外齿与所述刚轮4的内齿的周节相同，所述刚轮4的内齿数大于所述柔轮1的外齿数，刚轮4的内齿数优选比柔轮1的外齿数多两齿或四齿。本申请实施例中柔轮1外齿数为24个，刚轮4的内齿数为28个。所述柔轮1外齿模数和刚轮4的内齿模数至少为3，本实施例中柔轮1和刚轮4的模数为8。

[0061] 波发生器3安装入柔轮1的轴腔内后，变形后的所述柔轮1长轴上的的外齿与所述刚轮4上的内齿啮合，此时，当所述波发生器3转动时，所述刚轮4与所述柔轮1啮合传动配合使所述刚轮4与所述波发生器3发生同轴同向转动；所述波发生器3安装在所述柔轮1内时，所述柔轮1短轴上的外齿与所述刚轮4的内齿分离，所述柔轮1圆周上其余位置的外齿与所述刚轮4的内齿呈啮入或啮出状态。

[0062] 当所述教具待机时：

[0063] 所述壳体2固定在所述展台的台面，所述柔轮1安装在壳体2的中心轴上，刚轮4和波发生器3摆在展台上；

[0064] 当所述教具工作时：

[0065] S1、将所述波发生器3安入所述柔轮1内，使所述波发生器3转动安装在所述中心轴5上；

[0066] S2、将所述刚轮4转动安装在所述壳体2顶部的开口端且调整所述刚轮4的内齿和所述柔轮1的外齿啮合；

[0067] S3、拨动所述波发生器3，使所述波发生器3绕中心轴5自转并带动所述柔轮1不断形变，使柔轮1长轴的位置相对于壳体2的位置上不断变化；

[0068] S4、所述柔轮1外齿与所述刚轮4内齿啮合传动，所述柔轮1对所述刚轮4施加传动力，使所述刚轮4向与所述波发生器3相同的方向转动。

[0069] 所述柔轮1与所述波发生器3相对转动过程中，相同的时间内，所述柔轮1旋转周数与所述波发生器3旋转周数之比为谐波齿轮减速器的减速比。

[0070] 本发明的工作流程：

[0071] 将柔轮1固定安装在壳体2的中心轴5上，将波发生器3安装入柔轮1的轴腔内使柔轮1内径发生径向形变，使柔轮1横截面形变为椭圆形，使波发生器3、柔轮1和壳体2同轴安装，将刚轮4安装在壳体2顶部的圆周开口处；将柔轮1长轴的外齿和刚轮4的内齿调整为啮合状态；拨动波发生器3，使得波发生器3绕中心轴5自转并带动柔轮1不断形变；初始转动过程中，刚轮4的内齿与柔轮1的外齿发生啮合传动，柔轮1给刚轮4一个传动力，使刚轮4向与波发生器3转动方向相同的的方向运动，即刚轮4在柔轮1的啮合传动作用下，运动方向与波发生器3运动方向方向相同。由于柔轮1固定，当波发生器3连续回转时，柔轮1长轴和短轴及“啮入”、“啮出”的位置随之不断变化，柔轮1外齿由啮入转向啮出，又由啮出转向脱开，往复循环，迫使刚轮4连续转动。

[0072] 本发明通过设置透明材质的波发生器、刚轮和壳体以及弹性材质的柔轮可展示谐波减速器的内部关键结构，可展示结构的运转过程，可体现减速特征。可在展示用时代替谐波减速器，会大幅降低购置成本和制造难度。此外本实施例柔轮的结构和材质完美符合展示谐波减速器运转的需求，既能弹性形变又能与刚轮发生刚性传动。

[0073] 本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。

[0074] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。