CN102072281A - 蜗杆减速器、机器人关节及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种蜗杆减速器，其包括相互啮合的蜗杆和蜗轮以及支撑蜗轮的蜗轮轴承，蜗轮包括轮体和与轮体相连接的轮齿部，其中，轮体的内侧具有中空结构，蜗轮轴承设于轮体的外侧并邻近轮齿部设置。本发明实施例还公开了采用上述蜗杆减速器的机器人关节及机器人。本发明实施例提供的蜗杆减速器采用中空结构的轮体且将蜗轮轴承设于轮体的外侧，使得蜗轮重量大大降低，同时降低了蜗轮及整个蜗杆减速器的体积。

Description

蜗杆减速器、机器人关节及机器人

【技术领域】

本发明实施例涉及蜗轮蜗杆传动技术领域，特别涉及一种蜗杆减速器，还涉及一种机器人关节及一种机器人。

【背景技术】

串联式多关节机器人以其高柔性和较大的工作范围在制造行业中获得了广泛的应用。比如在汽车生产线上，机器手为不可缺少的生产工具，在焊接、喷涂及自动装配等领域，也常常需要机器手的帮助来提高工作效率。作为多关节机器人的关键部件--关节减速器的成本通常占到机器人总成本的50％以上。目前在多关节机器人上使用的减速器主要是特制的谐波减速器和摆线针轮减速器。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，在现有技术中，谐波减速器对材料性能的要求很高，导致制造成本的上升。此外，摆线针轮减速器因结构复杂、零件数量多、加工精度要求高而使得制造成本难以降低。而且减速器的传动部件磨损之后难以修复，导致关节的反向间隙加大，机器人的执行精度下降。

此外，平面包络环面蜗杆减速器以其承载能力大、传动效率高、使用寿命最长等独特的优点，在现代工业生产中应用广泛。但是，由于平面包络环面蜗杆减速器体积大且较重而难以应用于机器人关节上。

【发明内容】

本发明实施例提供了蜗杆减速器、机器人关节及机器人，解决了蜗杆减速器体积较大而无法应用于机器人关节的问题。

本发明实施例解决上述技术问题所采取的技术方案是提供一种蜗杆减速器，其包括相互啮合的蜗杆和蜗轮以及支撑蜗轮的蜗轮轴承，该蜗轮包括轮体和与该轮体相连接的轮齿部，其中，该轮体的内侧具有中空结构，该蜗轮轴承设于该轮体的外侧并邻近该轮齿部设置。

本发明实施例还提供一种机器人关节，其包括如上所述的蜗杆减速器，该机器人关节还包括用于输出动力的动力输出臂，该动力输出臂与该蜗轮的左侧和/或右侧端面相连接。

本发明实施例还提供一种机器人，其包括如上所述的机器人关节。

与现有技术相比较，本发明实施例提供的蜗杆减速器采用中空结构的轮体且将蜗轮轴承设于轮体的外侧，使得蜗轮重量大大降低，同时降低了蜗轮及整个蜗杆减速器的体积。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1显示了根据本发明一实施例的蜗杆减速器的立体结构示意图。

图2显示了图1所示蜗杆减速器的主视图。

图3a显示了图1所示蜗杆减速器的截面示意图，该截面方向与蜗杆的轴线方向垂直，并大致沿蜗轮的中轴线方向。

图3b显示了图1所示蜗杆减速器的截面示意图，该截面方向与蜗轮的轴线方向垂直，并大致沿蜗杆的中轴线方向。

图4显示了图1所示蜗杆减速器的偏心套筒的立体结构示意图。

图5显示了图4所示偏心套筒的主视图。

图6显示了图4所示偏心套筒的S-S截面示意图，同时示意了偏心套筒的轴线与图1所示蜗杆减速器的第二壳体的中心线偏移设置。

图7a和8a分别显示了图4的偏心套筒调整前后的状态。

图7b和8b分别放大显示了图4的偏心套筒调整前后蜗轮轮齿和蜗杆轮齿之间的啮合侧隙的变化状态。

图9显示了用于根据本发明另一实施例的蜗杆减速器的平面包络环面蜗轮蜗杆的啮合示意图。

图10显示了根据本发明又一实施例的蜗杆减速器的截面示意图。

图11显示了根据本发明又一实施例的蜗杆减速器的截面示意图。

图12显示了根据本发明一实施例的机器人关节的立体示意图。

图13显示了图12所示机器人关节的主视图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种蜗杆减速器，其包括相互啮合的蜗杆和蜗轮以及支撑蜗轮的蜗轮轴承，该蜗轮包括轮体和与该轮体相连接的轮齿部，其中，该轮体的内侧具有中空结构，该蜗轮轴承设于该轮体的外侧并邻近该轮齿部设置。本实施例提供的蜗杆减速器采用中空结构的轮体且将蜗轮轴承设于轮体的外侧，使得蜗轮重量大大降低，同时降低了蜗轮及整个蜗杆减速器的体积。

本发明实施例还公开了另一种蜗杆减速器，该蜗杆减速器包括壳体结构、偏心套筒、相互啮合的蜗杆和蜗轮以及支撑蜗杆的蜗杆轴承。其中，该偏心套筒可旋转设置于该壳体结构上，该蜗杆通过该蜗杆轴承设置在该偏心套筒内，通过旋转调整该偏心套筒的角度，进而调整该蜗杆的轮齿与该蜗轮的轮齿之间的侧隙。本实施例提供的蜗杆减速器通过调整偏心套筒的偏心角，可以很容易地调整蜗轮副的侧隙，在使用中有少量磨损后也很容易予以调整补偿，故比较容易保持蜗杆减速器及机器人的执行精度。

本发明实施例还公开了另一种蜗杆减速器，该蜗杆减速器包括壳体结构以及相互啮合的蜗杆和蜗轮。其中，该壳体结构包括第一壳体、第二壳体以及扣环，该蜗轮设置于该第一壳体内，该蜗杆设置于该第二壳体内，在该第一壳体和该第二壳体的侧部分别形成有扣环槽，该扣环扣入该扣环槽使得该第一壳体和该第二壳相互连接。本实施例提供的蜗杆减速器通过扣环实现第一壳体、第二壳体的紧凑配合，同时扣环也充当了减速器的迷宫密封。

本发明实施例还公开了一种机器人关节，该机器人关节包括蜗杆减速器和用于输出动力的动力输出臂，动力输出臂与蜗轮的左侧和右侧端面相连接。

本发明实施例还公开了一种机器人，该机器人包括上文所述的机器人关节。本发明实施例的用于机器人的蜗杆减速器的零件数量少，故机器人的生产和装配成本也较低。

下面将结合具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例一一种蜗杆减速器

请一并参见图1、图2、图3a和图3b，本实施例蜗杆减速器100包括相互啮合的蜗杆110和蜗轮120以及支撑蜗轮120的蜗轮轴承180，该蜗轮120包括轮体122和与该轮体122相连接的轮齿部123，其中，该轮体122的内侧(此处的“内侧”指靠近蜗轮旋转中心轴线附近的区域，下文同义)具有中空结构125，该蜗轮轴承180设于该轮体122的外侧(此处的“外侧”指靠近蜗轮轮齿部123的区域，下文同义)并邻近该轮齿部123设置。此处提到的中空结构125是指在蜗轮120的旋转中心轴线周围为中空的通孔。该中空结构125不同于在蜗轮中间安装旋转轴的现有技术常见的结构。可以根据需要加大中空结构125的孔径，进而最大限度地减少蜗轮120的重量。

本实施例提供的蜗杆减速器100采用中空结构125的轮体122且将蜗轮轴承180设于轮体122的外侧，使得蜗轮120重量大大降低，同时降低了蜗轮120及整个蜗杆减速器100的体积。

下面将介绍本实施例的一些变型。

在优选实施例中，轮体122和轮齿部123之间形成有间隙138，蜗轮轴承180设于间隙138内。此外，还可以在蜗轮120的轮体122和轮齿部123之间设置连接部126，连接部126沿蜗轮120的径向方向(此处的“径向方向”指与蜗轮旋转中心轴线方向相垂直的方向)延伸设置，此时，间隙138形成于连接部126、轮体122和轮齿部123之间，如图3a所示。

在优选实施例中，蜗杆减速器100还包括用于固定蜗杆减速器100的壳体结构130，壳体结构130包括承力环136，蜗轮轴承180的内圈181支撑于承力环136上，蜗轮轴承180的外圈182支撑于蜗轮120上。此外，蜗轮轴承180可为左右成对设置的向心推力轴承，根据需要可选择蜗轮轴承180为背对背设置或面对面设置的轴承，以适应传动机构比如机器人不同的关节对轴承支承距离的要求。其中，背对背布置的向心推力角接触轴承可为蜗轮120提供了较大的支承距离，可以给安装在其上的机器人的手臂提供良好的扭转刚度。而面对面设置的轴承可以缩小蜗轮120的轴承距离，因而在机器人的手臂绕自身轴线回转并在其前端具有辅助支承的关节中可以避免或减少因制造和装配误差导致的内应力。

在优选实施例中，蜗轮轴承180的外圈182支撑于连接部126和轮齿部123上，蜗轮轴承180的内圈181支撑于壳体结构130上。当然也可以设置使得蜗轮轴承180的外圈182仅支撑于连接部126或轮齿部123上。

由于蜗轮轴承180的内圈181与壳体结构130的承力环136集成在一起，外圈182与连接部126和轮齿部123集成在一起，可以减小减速器100的轴向尺寸，并可在有限的空间内增加蜗轮轴承180中滚动体的数量，提高轴承的承载能力。

在优选实施例中，壳体结构130可包括第一壳体150、第二壳体160和法兰盘159，蜗轮120设置于第一壳体150内，蜗杆110设置于第二壳体160内。法兰盘159设于第一壳体150和第二壳体160上。需要说明的是，根据蜗杆减速器100的整体尺寸需要，也可以将法兰盘159仅设于第一壳体150或第二壳体160上。法兰盘159用于与下文将提到的连接架或固定架相连接。

在优选实施例中，设置法兰盘159为不完整的法兰盘159。以避免法兰盘159与蜗杆110外围的第二壳体160相干涉。

在优选实施例中，可以设置第一壳体150和第二壳体160一体成型设置成分离的机构。对于分离的机构，可以通过卡扣、螺钉或铆钉使得第一壳体150和第二壳体160相互连接。

下面介绍通过扣环结构实现第一壳体150和第二壳体160接合的一个优选实施例。

壳体结构130还包括扣环170，在第一壳体150和第二壳体160的侧部分别形成有扣环槽127，扣环170扣入扣环槽170使得第一壳体150和第二壳160相互连接。同时，可以设置固定螺钉171来进一步将扣环170固定于第一壳体150和第二壳160上。需要说明的是，本实施例示意的扣环170为整体的环形，但是，实务中不限于此，根据需要也可以将扣环170设置为方形或其他合适的形状。

此外，蜗杆减速器100还包括设于轮体122和第一、第二壳体150/160之间的油封186，油封186的一侧抵靠扣环170。本实施例提供的蜗杆减速器通过扣环170实现第一壳体150、第二壳体160的紧凑配合，同时扣环170也充当了减速器100的迷宫密封。

在优选实施例中，轮体122的左侧端面LL和右侧端面RR突出于第一壳体150之外，作为蜗杆减速器100动力输出的连接端面。需要说明的是，也可以设置好仅轮体122的左侧端面LL或右侧端面RR突出于第一壳体150之外，使得仅一个端面输出动力。

下面将介绍通过偏心套筒实现蜗杆副侧隙可调的一个优选实施例。请一并参见图4、图5、图6、图7a、图7b、图8a和图8b，蜗杆减速器100还包括偏心套筒140和蜗杆轴承190(详见图3b)，偏心套筒140可旋转设置于壳体结构130上，蜗杆110通过设于其两端或一端的蜗杆轴承190设置在偏心套筒内140，通过旋转调整偏心套筒140的角度，进而调整蜗杆110的轮齿112与蜗轮120的轮齿129之间的侧隙。

具体的来讲，偏心套筒140可旋转设置于第二壳体内160，偏心套筒140中轴线R1相对于第二壳体160中心线R2偏移特定距离e(详见图6)。在优选实施例中，可以设置偏心套筒140一侧148的壁厚大于另一侧147的壁厚，进而实现所需的偏移设置。参见图7a、图7b、图8a和图8b，在侧隙调整前，偏心套筒140与第二壳体内160最底部接触处的壁厚为A，蜗杆110旋转中心轴线距离蜗轮旋转中心轴线的距离为B，蜗杆110的轮齿112与蜗轮120的轮齿129之间的侧隙为C。在侧隙调整后，偏心套筒140与第二壳体内160最底部接触处的壁厚为A+ΔA，蜗杆110旋转中心轴线距离蜗轮旋转中心轴线的距离为B-ΔB，蜗杆110的轮齿112与蜗轮120的轮齿129之间的侧隙为C-ΔC，进而实现了侧隙的调节。其中，偏心套筒140沿顺时针方向旋转的角度为

因此，蜗杆减速器100在使用中有少量磨损后也很容易予以调整补偿，故比较容易保持蜗杆减速器的执行精度。

在优选实施例中，可以选择蜗杆210为平面包络环面蜗杆210，蜗轮220为平面蜗轮220。图9示意出了平面包络环面蜗杆210和平面蜗轮220的啮合状态。由于平面包络环面蜗杆减速器在同样体积下，承载能力较其他类型的蜗杆减速器可以提高40％至80％。因此，采用根据本实施例的平面包络环面蜗杆减速器，可以实现小体积高承载能力的传动要求。

在优选实施例中，蜗轮轴承的滚动体可为球形滚体、圆锥形滚体或圆柱形滚体。图3a、图10和图11分别显示了滚动体为球形滚体、圆锥形滚体和圆柱形滚体的实施例。在图10中，蜗杆减速器300的蜗轮轴承380包括外圈382、内圈381和设于外圈382及内圈381间的圆锥形滚体383。采用圆锥滚体383的蜗轮轴承可用于需要高刚性和高承载能力的机器人关节。在图11中，蜗杆减速器400的蜗轮轴承480包括外圈481、内圈482和设于外圈481及内圈482间的圆柱形滚体483。需要说明的是，如图所示，可以根据需要设置蜗轮轴承的外圈厚度大于或小于蜗轮轴承的内圈厚度。

实施例二一种蜗杆减速器

请一并参见图1、图2、图3a、图3b、图4、图5、图6、图7a、图7b、图8a和图8b，本实施例的蜗杆减速器100包括壳体结构130、偏心套筒140、相互啮合的蜗杆110和蜗轮120以及支撑蜗杆110的蜗杆轴承190。其中，偏心套筒140可旋转设置于壳体结构130上，蜗杆110通过蜗杆轴承190设置在偏心套筒140内，通过旋转调整偏心套筒140的角度，进而调整蜗杆110的轮齿112与蜗轮120的轮齿129之间的侧隙。

在优选实施例中，壳体结构130包括第一壳体150和第二壳体160。偏心套筒140可旋转设置于第二壳体内160，偏心套筒140中轴线R1相对于第二壳体160中心线R2偏移特定距离e(详见图6)。在优选实施例中，可以设置偏心套筒140一侧148的壁厚大于另一侧147的壁厚，进而实现所需的偏移设置。参见图7a、图7b、图8a和图8b，在侧隙调整前，偏心套筒140与第二壳体内160最底部接触处的壁厚为A，蜗杆110旋转中心轴线距离蜗轮旋转中心轴线的距离为B，蜗杆110的轮齿112与蜗轮120的轮齿129之间的侧隙为C。在使得偏心套筒140沿顺时针方向旋转

角度之后，偏心套筒140与第二壳体内160最底部接触处的壁厚为A+ΔA，蜗杆110旋转中心轴线距离蜗轮旋转中心轴线的距离为B-ΔB，蜗杆110的轮齿112与蜗轮120的轮齿129之间的侧隙为C-ΔC，实现了侧隙的调节。本实施例提供的蜗杆减速器100通过调整偏心套筒140的偏心角，可以很容易地调整蜗轮副的侧隙，在使用中有少量磨损后也很容易予以调整补偿，故比较容易保持蜗杆减速器的执行精度。

在优选实施例中，蜗轮120设置于第一壳体150内，蜗杆110设置于第二壳体160内。可以设置偏心套筒140一侧148的壁厚大于另一侧147的壁厚，进而实现所需的偏移设置。本实施例的蜗杆减速器100的侧隙调节结构比较简单，并可以随时调整反向间隙，以降低机器人的制造和维护成本

在优选实施例中，蜗杆减速器100还包括支撑蜗轮120的蜗轮轴承180，蜗轮120包括轮体122和与轮体122相连接的轮齿部123，轮体122的内侧具有中空结构125，蜗轮轴承180设于轮体122的外侧并邻近轮齿部123设置。由于蜗轮轴承180与壳体结构130集成在一起，可以减小减速器100的轴向尺寸，并可在有限的空间内增加蜗轮轴承180中滚动体的数量，提高轴承的承载能力。

在优选实施例中，蜗轮轴承180可为左右成对设置的向心推力轴承，根据需要可选择蜗轮轴承180为背对背设置或面对面设置的轴承，以适应传动机构比如机器人不同的关节对轴承支承距离的要求。其中，背对背布置的向心推力角接触轴承可为蜗轮120提供了较大的支承距离，可以给安装在其上的机器人的手臂提供良好的扭转刚度。而面对面设置的轴承可以缩小蜗轮120的轴承距离，因而在机器人的手臂绕自身轴线回转并在其前端具有辅助支承的关节中可以避免或减少因制造和装配误差导致的内应力。

在优选实施例中，蜗轮120还包括连接轮体122和轮齿部123的连接部126，连接部126沿蜗轮120的径向方向延伸设置，连接部126、轮体122和轮齿部123之间形成有间隙138，蜗轮轴承180设于间隙138内。

在优选实施例中，壳体结构130还包括承力环136和法兰盘159，蜗轮轴承180的内圈181支撑于承力环180上，蜗轮轴承180的外圈182支撑于蜗轮120上。法兰盘159设于第一壳体150和第二壳体160上。法兰盘159用于与下文将提到的连接架或固定架相连接。在优选实施例中，设置法兰盘159为不完整的法兰盘159。以避免法兰盘159与蜗杆110外围的第二壳体160相干涉。

下面介绍通过扣环结构实现第一壳体150和第二壳体160接合的一个优选实施例。

壳体结构130还包括扣环170，在第一壳体150和第二壳体160的侧部分别形成有扣环槽127，扣环170扣入扣环槽170使得第一壳体150和第二壳160相互连接。同时，可以设置固定螺钉171来进一步将扣环170固定于第一壳体150和第二壳160上。需要说明的是，本实施例示意的扣环170为整体的环形，但是，实务中不限于此，根据需要也可以将扣环170设置为方形或其他合适的形状。

此外，蜗杆减速器100还包括设于轮体122和第一、第二壳体150/160之间的油封186，油封186的一侧抵靠扣环170。本实施例提供的蜗杆减速器通过扣环170实现第一壳体150、第二壳体160的紧凑配合，同时扣环170也充当了减速器100的迷宫密封。

实施例三一种蜗杆减速器

请一并参见图1、图2、图3a、图3b、图4、图5、图6、图7a、图7b、图8a和图8b，本实施例的蜗杆减速器100包括壳体结构130以及相互啮合的蜗杆110和蜗轮120。其中，该壳体结构130包括第一壳体150、第二壳体160以及扣环170，该蜗轮120设置于该第一壳体150内，该蜗杆110设置于该第二壳体160内，在该第一壳体150和该第二壳体160的侧部分别形成有扣环槽127，该扣环170扣入该扣环槽127使得该第一壳体150和该第二壳160相互连接。在优选实施中，还可以设置固定螺钉171来进一步将扣环170固定于第一壳体150和第二壳160上。需要说明的是，本实施例示意的扣环170为整体的环形，但是，实务中不限于此，根据需要也可以将扣环170设置为方形或其他合适的形状。

此外，蜗杆减速器100还包括设于轮体122和第一、第二壳体150/160之间的油封186，油封186的一侧抵靠扣环170。本实施例提供的蜗杆减速器通过扣环170实现第一壳体150、第二壳体160的紧凑配合，同时扣环170也充当了减速器100的迷宫密封。

在优选实施中，轮体122的左侧端面LL和右侧端面RR(详见图3a)突出于第一壳体150之外，作为蜗杆减速器100动力输出的连接端面。需要说明的是，也可以设置好仅轮体122的左侧端面LL或右侧端面RR突出于第一壳体150之外，使得仅一个端面输出动力。

下面将介绍通过偏心套筒实现蜗杆副侧隙可调的一个优选实施例。请一并参见图4、图5、图6、图7a、图7b、图8a和图8b，蜗杆减速器100还包括偏心套筒140和蜗杆轴承190(详见图3b)，偏心套筒140可旋转设置于壳体结构130上，蜗杆110通过设于其两端或一端的蜗杆轴承190设置在偏心套筒内140，通过旋转调整偏心套筒140的角度，进而调整蜗杆110的轮齿112与蜗轮120的轮齿129之间的侧隙。

具体的来讲，偏心套筒140可旋转设置于第二壳体内160，偏心套筒140中轴线R1相对于第二壳体160中心线R2偏移特定距离e(详见图6)。在优选实施例中，可以设置偏心套筒140一侧148的壁厚大于另一侧147的壁厚，进而实现所需的偏移设置。参见图7a、图7b、图8a和图8b，在侧隙调整前，偏心套筒140与第二壳体内160最底部接触处的壁厚为A，蜗杆110旋转中心轴线距离蜗轮旋转中心轴线的距离为B，蜗杆110的轮齿112与蜗轮120的轮齿129之间的侧隙为C。在侧隙调整后，偏心套筒140与第二壳体内160最底部接触处的壁厚为A+ΔA，蜗杆110旋转中心轴线距离蜗轮旋转中心轴线的距离为B-ΔB，蜗杆110的轮齿112与蜗轮120的轮齿129之间的侧隙为C-ΔC，进而实现了侧隙的调节。其中，偏心套筒140沿顺时针方向旋转的角度为

因此，蜗杆减速器100在使用中有少量磨损后也很容易予以调整补偿，故比较容易保持蜗杆减速器的执行精度。

在优选实施例中，蜗杆减速器100还包括支撑蜗轮120的蜗轮轴承180，蜗轮120包括轮体122和与轮体122相连接的轮齿部123，轮体122的内侧具有中空结构125，蜗轮轴承180设于轮体122的外侧并邻近轮齿部123设置。

在优选实施例中，蜗轮120还包括连接轮体122和轮齿部123的连接部126，连接部126沿蜗轮120的径向方向延伸设置，连接部126、轮体122和轮齿部123之间形成有间隙138，蜗轮轴承180设于间隙138内。

在优选实施例中，壳体结构130还包括承力环136和法兰盘159，蜗轮轴承180的内圈181支撑于承力环180上，蜗轮轴承180的外圈182支撑于蜗轮120上。法兰盘159设于第一壳体150和第二壳体160上。法兰盘159用于与下文将提到的连接架或固定架相连接。在优选实施例中，设置法兰盘159为不完整的法兰盘159。以避免法兰盘159与蜗杆110外围的第二壳体160相干涉。

在优选实施例中，可以选择蜗杆210为平面包络环面蜗杆210，蜗轮220为平面蜗轮220。图9示意出了平面包络环面蜗杆210和平面蜗轮220的啮合状态。由于平面包络环面蜗杆减速器在同样体积下，承载能力较其他类型的蜗杆减速器可以提高40％至80％。因此，采用根据本实施例的平面包络环面蜗杆减速器，可以实现小体积高承载能力的传动要求。

实施例四一种机器人关节

请一并参见图12和图13，本实施例的机器人关节500包括蜗杆减速器和用于输出动力的动力输出臂710，动力输出臂710与蜗轮520的左侧和右侧端面相连接，用于蜗杆减速器的动力输出，并作为所驱动之动力输出臂710的回转支承。其中，蜗杆减速器可以采用上文实施例所提到的蜗杆减速器的具体结构。需要说明的是，图中显示了动力输出臂710与蜗轮520的左侧和右侧端面同时相连接。实务中不受限于此，可以设置动力输出臂710仅与蜗轮520的左侧或右侧端面相连接。

在优选实施例中，动力输出臂710为包括两个端部720的叉形结构，且叉形结构的两端部720分别与蜗轮的左侧和右侧端面相连接。从而大幅度减轻轴承的载荷，避免动力输出臂710的扭转变形，对于减轻机器人关节的结构重量，提高机器人关节的刚度和执行精度具有重要的意义。

此外，在本实施例中，蜗杆减速器的蜗杆510与外部动力源比如电机或马达相连接，用于输入动力。法兰盘559连接到固定架或者连接架610上，起到固定机器人关节500的作用。固定架或者连接架610的另一端可以连接到外部操作台或者机器人主体。

实施例四一种机器人

本发明实施例的机器人包括上文所述的机器人关节。在优选实施例中，机器人关节可以为多个，且多个机器人关节串联式连接。此外，机器人还可包括驱动电机，驱动电机的输出轴与蜗杆相连接。本发明实施例的用于机器人的蜗杆减速器的零件数量少，故生产和装配成本也较低。

在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (23)

1.一种蜗杆减速器，包括相互啮合的蜗杆和蜗轮以及支撑蜗轮的蜗轮轴承，所述蜗轮包括轮体和与所述轮体相连接的轮齿部，其特征在于，所述轮体的内侧具有中空结构，所述蜗轮轴承设于所述轮体的外侧并邻近所述轮齿部设置。

2.如权利要求1所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述轮体和所述轮齿部之间形成有间隙，所述蜗轮轴承设于所述间隙内。

3.如权利要求1所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述蜗轮还包括连接所述轮体和所述轮齿部的连接部，所述连接部沿所述蜗轮的径向方向延伸设置，所述连接部、所述轮体和所述轮齿部之间形成有间隙，所述蜗轮轴承设于所述间隙内。

4.如权利要求3所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述蜗轮轴承的外圈支撑于所述连接部和/或所述轮齿部上。

5.如权利要求1所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述蜗杆减速器还包括用于固定所述蜗杆减速器的壳体结构，所述壳体结构包括承力环，所述蜗轮轴承的内圈支撑于所述承力环上，所述蜗轮轴承的外圈支撑于所述蜗轮上。

6.如权利要求5所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述壳体结构包括第一壳体和第二壳体，所述蜗轮设置于所述第一壳体内，所述蜗杆设置于所述第二壳体内。

7.如权利要求6所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述壳体结构还包括法兰盘，所述法兰盘设于所述第一壳体和/或所述第二壳体上。

8.如权利要求7所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述法兰盘为不完整的法兰盘。

9.如权利要求6所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体一体成型，或者通过卡扣、螺钉或铆钉相互连接。

10.如权利要求6所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述壳体结构还包括扣环，在所述第一壳体和所述第二壳体的侧部分别形成有扣环槽，所述扣环扣入所述扣环槽使得所述第一壳体和所述第二壳相互连接。

11.如权利要求10所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述蜗杆减速器还包括设于所述轮体和所述第一、第二壳体之间的油封，所述油封的一侧抵靠所述扣环。

12.如权利要求6所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述轮体的左侧和/或右侧端面突出于所述第一壳体之外，作为所述蜗杆减速器动力输出的连接端面。

13.如权利要求1所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述蜗杆减速器还包括壳体结构、偏心套筒和蜗杆轴承，所述偏心套筒可旋转设置于所述壳体结构上，所述蜗杆通过所述蜗杆轴承设置在所述偏心套筒内，通过旋转调整所述偏心套筒的角度，进而调整所述蜗杆的轮齿与所述蜗轮的轮齿之间的侧隙。

14.如权利要求6所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述蜗杆减速器还包括偏心套筒和蜗杆轴承，所述偏心套筒可旋转设置于所述第二壳体内，所述偏心套筒轴线相对于所述第二壳体中心线偏移特定距离，所述蜗杆通过所述蜗杆轴承设置在所述偏心套筒内，通过旋转调整所述偏心套筒的角度，进而调整所述蜗杆的轮齿与所述蜗轮的轮齿之间的侧隙。

15.如权利要求1至14中任一项所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述蜗轮轴承为左右成对设置的向心推力轴承，且所述蜗轮轴承为背对背设置或面对面设置的轴承。

16.如权利要求1至14中任一项所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述蜗轮轴承为左右成对设置的向心推力轴承，且所述蜗轮轴承的滚动体为球形滚体、圆锥形滚体或圆柱形滚体。

17.如权利要求1至14中任一项所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述蜗杆为平面包络环面蜗杆，所述蜗轮为平面蜗轮。

18.如权利要求1至14中任一项所述的蜗杆减速器，其特征在于，所述蜗轮轴承的外圈厚度大于或小于所述蜗轮轴承的内圈厚度。

19.一种机器人关节，其包括如权利要求1至18中任一项所述的蜗杆减速器，所述机器人关节还包括用于输出动力的动力输出臂，所述动力输出臂与所述蜗轮的左侧和/或右侧端面相连接。

20.如权利要求19所述的机器人关节，其特征在于，所述动力输出臂为叉形结构，且所述叉形结构的两端部分别与所述蜗轮的左侧和右侧端面相连接。

21.一种机器人，其包括至少一个如权利要求19或20所述的机器人关节。

22.如权利要求21所述的机器人，其特征在于，所述机器人关节为多个，且所述多个机器人关节串联式连接。

23.如权利要求21所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述蜗杆相连接。

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