一種行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器和機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體的說(shuō)，涉及了一種行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。還涉及一種基于該行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器。還涉及一種基于以上機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)器人領(lǐng)域，為了將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)精度精確傳遞到目標(biāo)執(zhí)行器，就需要保證機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的動(dòng)力傳遞性能足夠高。機(jī)器人中廣泛應(yīng)用的是諧波減速器和擺線針輪RV減速器，以實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比、小體積、高精度和高扭矩，其中，諧波減速器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是采用的是柔輪結(jié)構(gòu)，剛性偏弱，僅能夠應(yīng)用于扭矩較小的場(chǎng)合；擺線針輪RV減速器采用擺線輪傳動(dòng)，對(duì)制造誤差敏感，加工精度要求很高，制造設(shè)備屬于專業(yè)設(shè)備，造價(jià)高昂，在小批量生產(chǎn)時(shí)，成本大幅增加。
[0003]為了解決以上存在的問(wèn)題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種剛性大、精度高、大傳動(dòng)比、扭矩大且加工難度大大降低的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。還提供一種設(shè)計(jì)科學(xué)、體積小、精度高、大傳動(dòng)比、扭矩大且加工難度大大降低的機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器。還提供了一種應(yīng)用以上機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的機(jī)器人。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括少齒差傳動(dòng)部分、提供動(dòng)力的輸入部分和輸出動(dòng)力的輸出部分，所述少齒差傳動(dòng)部分包括由兩個(gè)內(nèi)齒圈、兩個(gè)少齒差輪和至少一根曲柄軸構(gòu)成的少齒差行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，兩個(gè)所述內(nèi)齒圈的輪齒和兩個(gè)所述少齒差輪的輪齒均為變齒厚漸開線輪齒，兩個(gè)所述內(nèi)齒圈的螺旋角旋向相反，一對(duì)所述少齒差輪之間設(shè)置消隙彈性體。
[0006]基上所述，所述輸入部分包括太陽(yáng)輪和由該太陽(yáng)輪傳動(dòng)的至少一個(gè)行星輪；
兩個(gè)所述少齒差輪的腹板上分別設(shè)置有至少一個(gè)穿孔，兩個(gè)所述少齒差輪上相應(yīng)的兩個(gè)穿孔構(gòu)成一組曲柄軸穿孔，每根所述曲柄軸的兩個(gè)偏心體分別套裝在一對(duì)所述少齒差輪的一組所述曲柄軸穿孔內(nèi)并使一對(duì)所述少齒差輪的相位差是180°，每根曲柄軸的中心軸線與所述太陽(yáng)輪的中心軸線平行設(shè)置，每根所述曲柄軸對(duì)應(yīng)一個(gè)行星輪設(shè)置，且所述曲柄軸的一端固連在對(duì)應(yīng)的所述行星輪的軸心處。
[0007]基上所述，所述消隙彈性體為波紋管或彈簧，所述太陽(yáng)輪和所述行星輪的輪齒為相互配合的變齒厚漸開線輪齒。
[0008]本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具體的說(shuō)，本發(fā)明通過(guò)輸入驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)輪，再傳動(dòng)行星輪，實(shí)現(xiàn)一級(jí)減速，通常太陽(yáng)輪為半徑較小的軸齒輪。再通過(guò)少齒差機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)二級(jí)減速，但是僅采用這種結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)精度不夠高，將兩個(gè)所述內(nèi)齒圈的輪齒和兩個(gè)所述少齒差輪的輪齒均為變齒厚漸開線輪齒，即輪齒為斜面輪齒，大致為錐形，在軸向方向上齒面也能夠接觸，該種齒輪配合時(shí)，在側(cè)部施加拉力或者壓力，使得軸向間隙減小，甚至達(dá)到無(wú)隙傳動(dòng)，提升齒輪的傳動(dòng)性能，另外，該種結(jié)構(gòu)的輪齒有加工方便、成本低、可滲碳磨齒增加承載力的優(yōu)點(diǎn)。
[0009]—對(duì)所述少齒差輪之間設(shè)置消隙彈性體，且兩內(nèi)齒圈螺旋角旋向相反，使得兩個(gè)少齒差輪在消隙彈性體的作用下同時(shí)向中間壓或者同時(shí)向兩側(cè)壓的情況下，兩個(gè)少齒差輪被拉向中間或被頂向兩邊，從而驅(qū)使內(nèi)齒圈和少齒差輪上的輪齒嚙合的更加緊密，消除傳動(dòng)間隙，進(jìn)而使傳動(dòng)更加精確。
[0010]進(jìn)一步的，一對(duì)少齒差輪的腹板上設(shè)有一圈穿孔，可以穿過(guò)一個(gè)或更多個(gè)曲柄軸，曲柄軸的兩個(gè)偏心塊卡在該對(duì)少齒差輪的穿孔處使得該對(duì)少齒差輪的相位差為180°，該對(duì)少齒差輪與內(nèi)齒圈少齒差嚙合，形成少齒差行星機(jī)構(gòu)，作為二級(jí)減速；
行星輪自轉(zhuǎn)帶動(dòng)曲柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一對(duì)少齒差輪與內(nèi)齒圈嚙合即自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)，由于曲柄軸的另一端安裝在輸出部分的偏心位置，在少齒差輪的驅(qū)動(dòng)下輸出部分圍繞其圓心自轉(zhuǎn)，該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了減速增扭的同時(shí)，由于直接將曲柄軸穿過(guò)穿孔，形成少齒差機(jī)構(gòu)，降低了加工精度和加工難度，成本大大減低，由于采用的是剛性齒輪，剛性大，行星結(jié)構(gòu)保證其體積足夠小。
[0011]所述太陽(yáng)輪和所述行星輪的輪齒為相互配合的變齒厚漸開線輪齒，進(jìn)一步的增加傳動(dòng)的精確度。
[0012]該行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有剛性大、精度高、大傳動(dòng)比、扭矩大且加工難度大大降低的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]—種機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，包括第一殼盤、第二殼盤、殼體和所述的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩個(gè)殼盤分別轉(zhuǎn)動(dòng)裝配于所述殼體的兩側(cè)，兩個(gè)殼盤之間固定連接；兩個(gè)所述內(nèi)齒圈設(shè)置在所述殼體上，兩個(gè)所述少齒差輪設(shè)置在兩個(gè)殼盤之間，所述曲柄軸的兩端分別通過(guò)軸承安裝在兩個(gè)殼盤上；兩個(gè)殼盤或所述殼體作為輸出部分。
[0014]基上所述，兩個(gè)所述少齒差輪之間的曲柄軸上安裝有支架，所述消隙彈性體安裝在所述支架上。
[0015]基上所述，所述消隙彈性體浮動(dòng)設(shè)置在兩個(gè)所述少齒差輪之間。
[0016]基上所述，所述消隙彈性體固定在其中一個(gè)或兩個(gè)所述所述少齒差輪的側(cè)部。
[0017]基上所述，所述曲柄軸的兩端與兩個(gè)殼盤之間安裝的軸承包括滾動(dòng)體、保持架、曲柄軸軸面構(gòu)成的軸承內(nèi)圈和殼盤的軸承孔壁構(gòu)成的軸承外圈；所述曲柄軸的偏心體表面作為軸承內(nèi)圈，所述穿孔內(nèi)壁作為軸承外圈，兩者之間安裝帶保持架的滾動(dòng)體構(gòu)成軸承結(jié)構(gòu)。
[0018]基上所述，所述殼體和兩個(gè)殼盤之間設(shè)置唇形密封，所述曲柄軸的一端設(shè)置防止行星輪軸向攢動(dòng)的彈性擋圈。
[0019]本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具體的說(shuō)，本發(fā)明基于機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器對(duì)于傳動(dòng)精度、剛性和體積等的要求，將前述行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用至機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器中，采用具有環(huán)形內(nèi)腔的殼體，兩側(cè)旋轉(zhuǎn)連接有殼盤，兩殼盤之間固定，在使用時(shí)，兩殼盤或者殼體作為輸出部分，中間形成安裝空間，用于安裝行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，外殼的環(huán)形內(nèi)腔中設(shè)置內(nèi)齒圈，一對(duì)少齒差輪設(shè)于兩殼盤之間，曲柄軸的一端通過(guò)軸承安裝在第一殼盤上，另一端通過(guò)軸承安裝在第二殼盤上，曲柄軸的外端與行星輪的軸心固定，行星輪自轉(zhuǎn)，帶動(dòng)曲柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄軸帶動(dòng)一對(duì)少齒差輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于一對(duì)少齒差輪與內(nèi)齒圈嚙合，一對(duì)少齒差輪即自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)，由于曲柄軸安裝在兩殼盤的偏心位置，兩殼盤被一對(duì)少齒差輪帶動(dòng)開始自轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)減速增扭，由于采用的剛性輪，傳動(dòng)剛性大；少差齒結(jié)構(gòu)中的傳動(dòng)齒輪的輪齒采用變齒厚漸開線輪齒，并設(shè)置消隙彈性體，消除傳動(dòng)間隙，提高傳動(dòng)精度，彌補(bǔ)這種結(jié)構(gòu)傳動(dòng)精度不夠高的問(wèn)題；沒有采用軸心設(shè)置偏心塊的形式，而是直接將曲柄軸穿過(guò)穿孔傳動(dòng)，減小了對(duì)于曲柄軸以及齒輪的加工精度要求，大大的降低了加工成本，由于采用的是行星結(jié)構(gòu)，體積足夠小，若要增加扭矩和剛性，只需要增加多套行星輪和曲柄軸即可，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造。
[0020]進(jìn)一步的，消隙彈性體通過(guò)支架安裝，安裝更容易；或者浮動(dòng)設(shè)置，兩端頂設(shè)兩個(gè)少齒差輪的內(nèi)側(cè)，向外施力，內(nèi)齒圈的螺旋角旋向?qū)?yīng)設(shè)置；或者安裝在其中一個(gè)少齒差輪的側(cè)部，另一端頂壓在另一個(gè)少齒差輪的內(nèi)側(cè)；或者固定在兩個(gè)少齒差輪上，這幾種安裝方式，視具體情況進(jìn)行設(shè)置，以滿足不同的需求。
[0021]進(jìn)一步的，簡(jiǎn)化軸承結(jié)構(gòu)，能夠從一定程度上減小整個(gè)減速器的體積。
[0022]進(jìn)一步的，設(shè)置唇形密封，防止漏油，增加彈性擋圈，避免軸向攢動(dòng)。
[0023]該機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器具有設(shè)計(jì)科學(xué)、體積小、精度高、大傳動(dòng)比、扭矩大且加工難度大大降低的優(yōu)點(diǎn)。
[0024]—種機(jī)器人，包括機(jī)身和設(shè)置于機(jī)身內(nèi)的所述的機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器。
[0025]具有設(shè)計(jì)科學(xué)、關(guān)節(jié)處體積小巧，傳動(dòng)精度高，實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比、扭矩大而且結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，加工難度大大降低，生產(chǎn)成本大大降低，在對(duì)精度沒有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，在成本相同的情況下可以替換到大部分此類設(shè)備，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明中行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理圖。
[0027]圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3是本發(fā)明實(shí)施例3中機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中:1.太陽(yáng)輪；2.行星輪；3.第一內(nèi)齒圈；4.第二內(nèi)齒圈；5.少齒差輪；6.曲柄軸；7.偏心體；8.穿孔；9.消隙彈性體；10.轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；11.殼體；12.第一殼盤；13.第二殼盤；14.滾動(dòng)體；15.圓錐滾子軸承；16.安裝支架；17.唇形密封；18.彈性擋圈；19.定距環(huán)；20.保持架；21.滾動(dòng)體；22.消隙彈性體；23.角接觸球軸承；24.彈性擋圈。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0031]實(shí)施例1
如圖1所不，一種行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括輸入部分、少齒差傳動(dòng)部分和輸出部分，所述輸入部分包括太陽(yáng)輪1、由該太陽(yáng)輪I傳動(dòng)的2到3個(gè)行星輪2 ;
所述少齒差傳動(dòng)部分包括第一內(nèi)齒圈3、第二內(nèi)齒圈4、分別與兩個(gè)內(nèi)齒圈少齒差嗤合的一對(duì)少齒差輪5和2到3根中心軸線與所述太陽(yáng)輪I的中心軸線平行設(shè)置的曲柄軸6。兩個(gè)內(nèi)齒圈、兩個(gè)少齒差輪5的輪齒均為變齒厚斜面漸開線輪齒，即輪齒為斜面輪齒，大致為錐形，在軸向方向上齒面也能夠接觸，該種齒輪配合時(shí)，在側(cè)部施加拉力或者壓力，使得軸向間隙減小，甚至達(dá)到無(wú)隙傳動(dòng)，提升齒輪的傳動(dòng)性能，另外，該種結(jié)構(gòu)的輪齒有加工方便、成本低、可滲碳磨齒增加承載力的優(yōu)點(diǎn)。
[0032]—對(duì)所述少齒差輪5之間設(shè)置消隙彈性體9，且兩內(nèi)齒圈螺旋角旋向相反，使得兩個(gè)少齒差輪在消隙彈性體的作用下同時(shí)向中間壓或者同時(shí)向兩側(cè)壓的情況下，兩個(gè)少齒差輪被拉向中間或被頂向兩邊，從而驅(qū)使內(nèi)齒圈和少齒差輪上的輪齒嚙合的更加緊密，消除傳動(dòng)間隙，進(jìn)而使傳動(dòng)更加精確。
[0033]所述太陽(yáng)輪I和所述行星輪2的輪齒為相互配合的變齒