当赫布尔空间望远镜将其太阳能电池板转向太阳时，它使用相同的运动控制技术，使六轴机器人能够快速，准确，可重复执行一系列点焊。

这是因为机器人和望远镜分享了一个常见的设计问题：如何从伺服电动机中获得高扭矩容量，扭转刚度和定位精度，而不会增加大量的重量或占用太多空间。对于这两个应用程序，用谐波驱动齿轮系统解决了这个问题。

谐波驱动器由三个组件组成：Flexspline，圆形花键和波发生器。

Flexspline是薄壁钢杯。杯子的墙壁是径向柔顺，但扭转较硬，因为杯子具有大直径。齿轮齿加入外表面，靠近杯子的开口端。Flexspline是该机制的输出构件。一端的刚性凸台提供安全的安装表面。

圆形花键是一个刚性钢环，内径齿。它连接在外壳上并没有旋转。

波发生器是椭圆滚珠轴承组件。它通常附加到伺服电动机并用作系统的输入。当波发生器插入柔性件上时，柔性浮平线的外齿与圆形花键的内部齿在两个斑点上接合：椭圆的主直径的相对端。

Flexspline的齿少于圆形花键。每次波发生器旋转一次旋转时，柔性浮平线和圆形样条均由两颗牙齿换档。机构的齿轮比是柔性卷线上的齿数除以-2（圆形花键上的齿数减去柔性件上的齿数）。因此，如果柔性卷线有200齿，则齿轮比将是 - （100至1）。负标志表示输入和输出在相反的方向上旋转。

虽然Flexspline在操作期间弯曲，但疲劳失败不是问题。操作应力远低于材料的耐久极限。驱动器的使用寿命基于波发生器中的轴承的寿命。齿轮牙齿寿命将超过轴承寿命，只要齿轮组正确安装并且润滑，并且不超过扭矩和速度限制。

谐波驱动器产生很少或没有间隙，即使在数千小时的操作之后。这是因为齿轮齿的10％以上始终啮合。因此，对于具有100到1个齿轮比的系统，始终啮合20至60齿。相反，可能六颗牙齿始终从行星齿轮系统接合，并且只有一个或两个齿啮合在齿轮系统中。另外，每个牙齿侧面的两侧都接合。因为间隙被定义为牙齿空间和齿宽之间的差异，所以这种差异为谐波驱动器为零。

谐波驱动提供高缩小比率和良好的扭矩 - 重量比率。单级降低比率范围为50至1至320至1。使用复合驱动器，可以实现更高的减少比率。在2,000 rpm，一些谐波驱动器可以产生5至950牛顿仪表的最大输出扭矩。

谐波驱动器也高效且准确。某些型号可实现±30弧秒的位置精度。在实际的轴到轴损失而不是牙齿损失，标准齿轮效率范围为80％至90％。

这些特性使谐波驱动器成为机器人的理想选择。空心轴谐波驱动器允许布线和空气管线通过齿轮的中心连接到终端效应，可节省空间。谐波驱动器也用于索引表，印刷和转换机械，医学成像设备和半导体制造设备。

有关谐波驱动齿轮系统的更多信息，请在800-921-3332或www.harmonic-drive.com.，或HD Systems Inc.（Hauppauge，NY），在631-231-6630或www.hdsystemsinc.com.。