AD ALTA 

 

JOURNAL OF INTERDISCIPLINARY RESEARCH

 

 

 

3.  Utilization of mini and micro hermonic gear units in 
medical equipments 
 
The Micro Harmonic Drive gear is now established in the 
precision machine market as an ideal solution for precise 
positioning applications.

 Harmonic gearboxes recently found 

application in health care. Micro gearboxes are not particularly 
recent development and micro-gears are available in excellent 
market for several years. But these products suffer from poor 
application position in the machine. The above solutions will be 
done, or only allow very light load. What is needed are micro-
gears, which are not only very small size, but also have high 
repeatability without play, a fairly large reduction and low parts 
count. These requirements inspired the development of new 
micro-gearing Micro Harmonic Drive. These transfers for 
medical technology, the use of high quality materials such as 
stainless steel alloy that our micro wheels corrosion resistant. 
This makes them very well suited for use in medicine, because 
they are made of materials that can be sterilized. Two thousand 
sterilization cycles in a vacuum steriliser have impressively 
confirmed this possibility. 
 
4.  Types of mini harmonic gearbox 
 
Miniature gear CSF-Mini and PMG is characterized by compact 
design and high torque transmission. Are either to an output 
shaft, or a stepper motor. Inlet side can be supplied optionally 
with shaft or flange. 
 
Board CSF-Mini (Fig. 3) - the mini transmissions are restricted 
due to component board HFUC, with higher accuracy, higher-
transferable torque and higher torsional stiffness. Its benefits are 
transfer without backlash with high torque transmission, with 
increased speeds and cut-off corresponds to the torsional rigidity 
and accuracy, square bearing solid output with the output shaft or 
flange, various options for input and output elements and very 
low weight. Further possibilities harmonic gear is in the motors. 
The external dimension of 13 mm 51.1 mm do, maximum torque 
of 0.21 Nm to 28 Nm and a gear ratio of 30 - 100.                                                                         
 
Council PMG (Fig. 3) - consists of components Council HDUC, 
Gearbox, output shaft and creates a unit with large compact 
dimensions. This series provides high precision and compact 
dimensions. PMG is the advantage of high precision torque, high 
positional accuracy and repeatability, high torsional stiffness, 
zero backlash, high efficiency .The outside dimension from 20 
mm to 50 mm, maximum torque of 0.55 Nm to 14.70 Nm and a 
gear ratio of 50 – 110. 

 

 

 

 

 

                     

                                        

 

 
Fig. 3  Mini harmonic gearbox: a) CSF-Mini, b) Gearbox PMG 
 
5.  The Micro harmonic drive  
 
Micro gears are not a particularly recent development and micro-
spur gears or micro-planetary gears have been available in the 
market for a number of years.

 Micro Harmonic Drive - the 

world's smallest backlash-free precision gearbox . 
The Harmonic Drive gear provides a unique combination of 
precision, torque capacity and power density. These features 
have made it the preferred solution in a wide range of machines 
and devices. However, a new market is emerging for ever smaller 
gears and actuators, for a new generation of compact, lightweight 

machines and portable devices that can be manufactured with a 
minimal use of material and can operate precisely, quickly and 
efficiently. 
 
Key requirements for innovative microactuators used in 
positioning applications are not only miniature dimensions and 
low weight, but above all precise and backlash-free positioning 
capability. 
 
By combining new microtechnological manufacturing techniques 
with the unique Harmonic Drive operating principle, a new 
standard has been set with respect to positioning accuracy, high 
torque capacity, high reduction ratios, compact dimensions and 
low weight.  
 
The basic components of the transmission system flat type are 
wave generator and three gears - flexspline, circular spline and 
dynamic spline (Fig. 4). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The Wave Generator deflects the elastically deformable 
Flexspline elliptically across the major axis. Due to that the teeth 
of the Flexspline engage simultaneously with the two ring gears - 
Circular Spline and Dynamic Spline - in two zones at either end 
of the major elliptical axis. Across the minor axis of the 
elliptically deflected Flexspline there is no tooth engagement. 
When the sun wheel of the Wave Generator rotates, the zones of 
tooth engagement of the Flexspline travel with the an gular 
position of the planet wheels of the Wave Generator. 

To enable simple integration in machines or devices 
Micromotion has developed a new range of micro gearboxes. 
These can be easily combined directly with common 
Micromotors or can be provided with an input shaft, allowing the 
motor to be mounted in parallel. An optional hollow shaft allows 
a laser beam, optical fibre or air supply to be passed along the 
central axis of the gearbox (Fig. 5 ) 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
           
              Fig. 5 Mickro Harmonic Drive  - components 
 
This   solution   provides   the   machine   designer   with   
numerous advantages:  
 
a)

 

Miniature dimensions yet zero backlash - the Harmonic 
Drive gear stage is backlash-free by nature and the 
elastically. 

b)

 

Excellent repeatability for precise positioning - the zero 
backlash of the Micro Harmonic Drive gear provides  a  

 

Fig. 4 Micro Harmonic Drive 

 

 

Dinamic spline (Output) 

Circular Spline (fixed)

 

Sun gear (Input)

 

Planetary Gear

 

Flexspline

 

Wave generator

 

 

Stainless steel housing 

Pre-loaded bearings 

Pre-loaded bearings 

Optional hollow shoft 

Input shaft 

Output shaft 

Mickro Harmonic drive 

 

gear component sef 

 

b) 

a) 

- 272 -