CN102966701A - 一种准双曲面锥齿轮传动装置 - Google Patents

一种准双曲面锥齿轮传动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102966701A
CN102966701A CN2012104741738A CN201210474173A CN102966701A CN 102966701 A CN102966701 A CN 102966701A CN 2012104741738 A CN2012104741738 A CN 2012104741738A CN 201210474173 A CN201210474173 A CN 201210474173A CN 102966701 A CN102966701 A CN 102966701A
Authority
CN
China
Prior art keywords
axle
spur gear
gear
hypoid
bevel gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012104741738A
Other languages
English (en)
Inventor
朱文亮
顾欢
胡晓磊
桑楠
韩建华
郑锐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
716th Research Institute of CSIC
Original Assignee
716th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 716th Research Institute of CSIC filed Critical 716th Research Institute of CSIC
Priority to CN2012104741738A priority Critical patent/CN102966701A/zh
Publication of CN102966701A publication Critical patent/CN102966701A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

本发明公开了一种准双曲面锥齿轮传动装置，包括两套准双曲面锥齿轮副、一套直齿锥齿轮副、两套直齿轮副、以及机械连接部分，准双曲面锥齿轮副由准双曲面小锥齿轮和准双曲面大锥齿轮组成，直齿锥齿轮副由小直齿锥齿轮和大直齿锥齿轮组成，直齿轮副由多个不同齿数齿轮构成，实现变位变速功能。机械连接部分主要由多个法兰盘组成，本发明可实现传动装置的大扭矩、高精度、小型化，还可实现伺服电机扭矩方向的改变，应用在机器人末端关节传动，可明显减小其体积，提高其精度。

Description

一种准双曲面锥齿轮传动装置
技术领域
本发明属于应用于六关节机器人中第五轴、第六轴曲面锥齿轮动力传动技术，特别是一种准双曲面锥齿轮传动装置。 
背景技术
近年来，随着企业生产规模的扩大以及人力成本的不断提高，机器人在各种行业生产中应用越来越广泛，以前诸如喷涂、搬运、焊接等依赖人工完成的工作，现在都能由机器人完成。在机器人制造过程中，一个关键部分就是动力从伺服电机到手臂的传递，动力在传递过程中，既有改变动力方向的需求，也有降低伺服电机转速增大扭矩的需求。采用何种传递形式和机械结构，将直接影响着整体的精度及效率。对于此类传动，一般用锥齿轮进行传动或涡轮蜗杆进行传动，但此类传动装置存在着减速比有限、传动精度低、体积大等缺点，所以，此类装置将难以满足需求高精度应用的场合。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种准双曲面锥齿轮传动装置，将高传动比的准双曲面锥齿轮应用到机器人关节传动中，尤其是应用于六关节机器人的第五、六轴，具有重量轻、体积小、效率高、传递扭矩大的特点。 
实现本发明目的的技术解决方案为：一种准双曲面锥齿轮传动装置，包括两套准双曲面锥齿轮副、一套直齿锥齿轮副、两套直齿轮副、以及机械连接部分，其中第一套准双曲面锥齿轮副由第五轴准双曲面小锥齿轮、第五轴准双曲面大锥齿轮组成，第二套准双曲面锥齿轮副由第六轴准双曲面小锥齿轮、第六轴准双曲面大锥齿轮组成；直齿锥齿轮副由第六轴小直齿锥齿轮、第六轴大直齿锥齿轮组成；第一套直齿轮副通过第五轴联轴器与伺服电机相连接，将第五轴动力输入进来，第二套直齿轮副通过第六轴联轴器与伺服电机相连接，将第六轴动力输入进来；机械连接部分由第六轴法兰盘、第五轴法兰盘构成，第五轴准双曲面大锥齿轮与第五轴法兰盘相连，该第五轴法兰盘与机器人第五轴壳体相连；第六轴准双曲面大锥齿轮的轴穿过轴承与第六轴大直齿锥齿轮相连，该第六轴大直齿锥齿轮与第六轴小直齿锥齿轮啮合，第六轴小直齿锥齿轮安装在第六轴法兰盘上，第六轴法兰盘与机器人第六轴壳体相连；准双曲面小锥齿轮与准双曲面大锥齿轮啮合，二者轴向空间90°垂直方向放置，准双曲面锥齿轮啮合过程中能够将绕水平轴的转动变化为绕垂直轴的转动；准双曲面小锥齿轮与准双曲面大锥齿轮啮合，同理能够将绕水平轴的转动变化为绕垂直轴的转动。 
本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）将多个直齿轮、锥齿轮以及准双曲面锥齿轮配合使用，将伺服电机的转动转化为机器人第五轴、六轴的运动，在完成降速增加扭矩的同时，也较好的解决了机构空间不足和设备末端过重的问题。从直齿锥齿轮精度不高和谐波减速机成本过高的难题中寻找到了很好的平衡点。（2）由于第五轴、六轴结构紧凑，采用本装置，在满足机器人大减速比需要的同时，可以有效节省空间，减少末端结构的重量。 
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。 
附图说明
图1是本发明准双曲面锥齿轮传动装置的主视图。 
图2是本发明准双曲面锥齿轮传动装置的俯视图。 
图3是本发明准双曲面锥齿轮传动装置的轴测图。 
具体实施方式
结合图1、图2和图3，本发明准双曲面锥齿轮传动装置，包括两套准双曲面锥齿轮副、一套直齿锥齿轮副、两套直齿轮副、以及机械连接部分，其中第一套准双曲面锥齿轮副由第五轴准双曲面小锥齿轮3、第五轴准双曲面大锥齿轮9组成，第二套准双曲面锥齿轮副由第六轴准双曲面小锥齿轮4、第六轴准双曲面大锥齿轮10组成；直齿锥齿轮副由第六轴小直齿锥齿轮1、第六轴大直齿锥齿轮2组成；第一套直齿轮副通过第五轴联轴器5与伺服电机相连接，将第五轴动力输入进来，第二套直齿轮副通过第六轴联轴器6与伺服电机相连接，将第六轴动力输入进来；机械连接部分由第六轴法兰盘7、第五轴法兰盘8构成，第五轴准双曲面大锥齿轮9与第五轴法兰盘8相连，该第五轴法兰盘8与机器人第五轴壳体相连；第六轴准双曲面大锥齿轮10的轴穿过轴承与第六轴大直齿锥齿轮2相连，该第六轴大直齿锥齿轮2与第六轴小直齿锥齿轮1啮合，第六轴小直齿锥齿轮1安装在第六轴法兰盘7上，第六轴法兰盘7与机器人第六轴壳体相连；准双曲面小锥齿轮3与准双曲面大锥齿轮9啮合，二者轴向空间90°垂直方向放置，准双曲面锥齿轮啮合过程中能够将绕水平轴的转动变化为绕垂直轴的转动；准双曲面小锥齿轮4与准双曲面大锥齿轮10啮合，同理能够将绕水平轴的转动变化为绕垂直轴的转动。 
本发明准双曲面锥齿轮传动装置的第五轴联轴器5一侧与第五轴伺服电机（图中未画出伺服电机）相连接，第五轴联轴器5上带有第一直齿轮5-1、第二直齿轮11-2、第三直齿轮11-1以及第四直齿轮3-1组成齿轮啮合系统，起着降低转速，增加扭矩的作用，同时还改变了电机的安装位置，使系统布局更方便。第一直齿轮5-1与第二直齿轮11-2啮合，该第二直齿轮11-2与第三直齿轮11-1同轴，都被安装在第一轴11上，第三直齿轮11-1与第四直齿轮3-1啮合，第三直齿轮3-1与第五轴准双曲面小锥齿轮3同轴通过上述齿轮啮合，将动力由伺服电机传至第五轴准双曲面小锥齿轮3。 
本发明准双曲面锥齿轮传动装置的第六轴联轴器6一侧与第六轴伺服电机（图中未画出伺服电机）相连接，第六轴联轴器6上带有第五直齿轮6-1、第六直齿轮12-1、第七直齿轮12-2以及第八直齿轮4-1组成齿轮啮合系统，同样起着降低转速，增加扭矩的作用，同时还改变了电机的安装位置，使系统布局更方便。第五直齿轮6-1与第六直齿轮12-1啮合，第六直齿轮12-1与第七直齿轮12-2同轴，都被安装在第二轴12上，第七直齿轮12-2与第八直齿轮4-1啮合，第八直齿轮4-1与第六轴准双曲面小锥齿轮4同轴通过上述齿轮啮合，将动力由伺服电机传至第六轴准双曲面小锥齿轮4。 
为节省空间，减少机器人末端重量，第五、六轴伺服电机被安装于机器人小臂的后侧并排放置，伺服电机输出端经多级齿轮传动，实现调整齿轮副中心距和变向调速的目的，最终将动力传至机器人的轴端。下面对第五轴、第六轴的动力传递过程分别进行描述。 
第一套直齿轮副由第一直齿轮5-1、第二直齿轮11-2、第三直齿轮11-1以及第四直齿轮3-1组成，第五轴伺服电机输出端与第五轴联轴器5相连，第五轴联轴器上带有第一直齿轮5-1，此第一直齿轮5-1与第二直齿轮11-2啮合，实现一级降速，与第二直齿轮11-2同轴的第三直齿轮11-1和第四直齿轮3-1啮合，实现二级降速，第四直齿轮3-1与第五轴准双曲面小锥齿轮3同轴，准双曲面小锥齿轮3与准双曲面大锥齿轮9啮合，实现第三级将速，并且将绕水平轴的转动变化为绕垂直轴的转动。由于准双曲面大锥齿轮9与第五轴法兰盘8相连，而第五轴法兰盘8与机器人第五轴壳体相连，可直接带动五轴机械手。于是将第五轴伺服电机的转动传递至机器人，转化为机器人第五轴的运动。 
第二套直齿轮副由第五直齿轮6-1、第六直齿轮12-1、第七直齿轮12-2以及第八直齿轮4-1组成，第六轴伺服电机输出端与第六轴联轴器6相连，第六轴联轴器6上带有第五直齿轮6-1，此第五直齿轮6-1与第六直齿轮12-1啮合，实现一级降速，与第六直齿轮12-1同轴的第七直齿轮12-2和第八直齿轮4-1啮合，实现二级降速，第八直齿轮4-1与第六轴准双曲面小锥齿轮4同轴，准双曲面小锥齿轮4与准双曲面大锥齿轮10啮合，实现第三级将速，并且将绕水平轴的转动变化为绕垂直轴的转动。第六轴准双曲面大锥齿轮10的轴穿过轴承与第六轴大直齿锥齿轮2相连，第六轴大直齿锥齿轮2与第六轴小直齿锥齿轮1啮合，将动力传至第六轴机械手，此传动实现了由绕垂直轴的转动变位绕水平轴的转动。第六轴小直齿锥齿轮1安装在第六轴法兰盘7上，第六轴法兰盘7与机器人第六轴壳体相连，于是将第六轴伺服电机的转动传递至机器人，转化为机器人第六轴的运动。至此，五轴、六轴电机的转动转化为五轴、六轴机械手的运动。 

Claims (3)

1.一种准双曲面锥齿轮传动装置，其特征在于包括两套准双曲面锥齿轮副、一套直齿锥齿轮副、两套直齿轮副、以及机械连接部分，其中第一套准双曲面锥齿轮副由第五轴准双曲面小锥齿轮（3）、第五轴准双曲面大锥齿轮（9）组成，第二套准双曲面锥齿轮副由第六轴准双曲面小锥齿轮（4）、第六轴准双曲面大锥齿轮（10）组成；直齿锥齿轮副由第六轴小直齿锥齿轮（1）、第六轴大直齿锥齿轮（2）组成；第一套直齿轮副通过第五轴联轴器（5）与伺服电机相连接，将第五轴动力输入进来，第二套直齿轮副通过第六轴联轴器（6）与伺服电机相连接，将第六轴动力输入进来；机械连接部分由第六轴法兰盘（7）、第五轴法兰盘（8）构成，第五轴准双曲面大锥齿轮（9）与第五轴法兰盘（8）相连，该第五轴法兰盘（8）与机器人第五轴壳体相连；第六轴准双曲面大锥齿轮（10）的轴穿过轴承与第六轴大直齿锥齿轮（2）相连，该第六轴大直齿锥齿轮（2）与第六轴小直齿锥齿轮（1）啮合，第六轴小直齿锥齿轮（1）安装在第六轴法兰盘（7）上，第六轴法兰盘（7）与机器人第六轴壳体相连；准双曲面小锥齿轮（3）与准双曲面大锥齿轮（9）啮合，二者轴向空间90°垂直方向放置，准双曲面锥齿轮啮合过程中能够将绕水平轴的转动变化为绕垂直轴的转动；准双曲面小锥齿轮（4）与准双曲面大锥齿轮（10）啮合，同理能够将绕水平轴的转动变化为绕垂直轴的转动。
2.根据权利要求1所述的准双曲面锥齿轮传动装置，其特征在于第一套直齿轮副由第一直齿轮（5-1）、第二直齿轮（11-2）、第三直齿轮（11-1）以及第四直齿轮（3-1）组成，第五轴联轴器（5）一侧与第五轴伺服电机相连接，第五轴联轴器（5）上带有第一直齿轮（5-1），第一直齿轮（5-1）与第二直齿轮（11-2）啮合，该第二直齿轮（11-2）与第三直齿轮（11-1）同轴，都被安装在第一轴（11）上，第三直齿轮（11-1）与第四直齿轮（3-1）啮合，第三直齿轮（3-1）与第五轴准双曲面小锥齿轮（3）同轴通过上述齿轮啮合，将电机的动力传至第五轴准双曲面小锥齿轮（3）。
3.根据权利要求1所述的准双曲面锥齿轮传动装置，其特征在于第二套直齿轮副由第五直齿轮（6-1）、第六直齿轮（12-1）、第七直齿轮（12-2）以及第八直齿轮（4-1）组成，第六轴联轴器（6）一侧与第六轴伺服电机相连接，第六轴联轴器（6）上带有第五直齿轮（6-1），第五直齿轮6-1与第六直齿轮12-1啮合，第六直齿轮12-1与第七直齿轮（12-2）同轴，都被安装在第二轴（12）上，第七直齿轮（12-2）与第八直齿轮（4-1）啮合，第八直齿轮（4-1）与第六轴准双曲面小锥齿轮（4）同轴通过上述齿轮啮合，将电机的动力传至第六轴准双曲面小锥齿轮（4）。
CN2012104741738A 2012-11-21 2012-11-21 一种准双曲面锥齿轮传动装置 Pending CN102966701A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012104741738A CN102966701A (zh) 2012-11-21 2012-11-21 一种准双曲面锥齿轮传动装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012104741738A CN102966701A (zh) 2012-11-21 2012-11-21 一种准双曲面锥齿轮传动装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102966701A true CN102966701A (zh) 2013-03-13

Family

ID=47797051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012104741738A Pending CN102966701A (zh) 2012-11-21 2012-11-21 一种准双曲面锥齿轮传动装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102966701A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108626379A (zh) * 2018-05-10 2018-10-09 杭州新松机器人自动化有限公司 一种工业机器人的腕部齿轮传动侧隙的调整结构及其使用方法
CN110701250A (zh) * 2019-11-14 2020-01-17 常熟鑫利茗动力科技有限公司 一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构及其使用方法
CN112271864A (zh) * 2020-11-10 2021-01-26 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 用于无人直升机主桨控制的双余度速度综合机电作动器

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3532265A1 (de) * 1985-09-10 1987-03-12 Manutec Gmbh Gelenkkopf fuer einen industrieroboter
EP0240438A1 (fr) * 1986-03-04 1987-10-07 S.A. DES ETABLISSEMENTS STAUBLI (France) Dispositif de poignet pour robot industriel
US20090095104A1 (en) * 2006-04-21 2009-04-16 Jan Larsson Device For An Industrial Robot
DE102007058903A1 (de) * 2007-12-05 2009-06-10 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Getriebe
CN102049787A (zh) * 2009-11-06 2011-05-11 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 齿轮侧隙调整装置及采用该调整装置的工业机器人
CN102259337A (zh) * 2010-05-28 2011-11-30 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 机器人臂部件
CN102554935A (zh) * 2012-03-08 2012-07-11 南京埃斯顿机器人工程有限公司 一种低负载工业机器人腕部传动机构
CN202763838U (zh) * 2012-09-28 2013-03-06 天津通广集团谷津高科技有限公司 多关节工业机器人第五、六轴电机后置传动结构
CN202971757U (zh) * 2012-11-21 2013-06-05 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 一种准双曲面锥齿轮传动装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3532265A1 (de) * 1985-09-10 1987-03-12 Manutec Gmbh Gelenkkopf fuer einen industrieroboter
EP0240438A1 (fr) * 1986-03-04 1987-10-07 S.A. DES ETABLISSEMENTS STAUBLI (France) Dispositif de poignet pour robot industriel
US20090095104A1 (en) * 2006-04-21 2009-04-16 Jan Larsson Device For An Industrial Robot
DE102007058903A1 (de) * 2007-12-05 2009-06-10 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Getriebe
CN102049787A (zh) * 2009-11-06 2011-05-11 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 齿轮侧隙调整装置及采用该调整装置的工业机器人
CN102259337A (zh) * 2010-05-28 2011-11-30 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 机器人臂部件
CN102554935A (zh) * 2012-03-08 2012-07-11 南京埃斯顿机器人工程有限公司 一种低负载工业机器人腕部传动机构
CN202763838U (zh) * 2012-09-28 2013-03-06 天津通广集团谷津高科技有限公司 多关节工业机器人第五、六轴电机后置传动结构
CN202971757U (zh) * 2012-11-21 2013-06-05 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 一种准双曲面锥齿轮传动装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108626379A (zh) * 2018-05-10 2018-10-09 杭州新松机器人自动化有限公司 一种工业机器人的腕部齿轮传动侧隙的调整结构及其使用方法
CN108626379B (zh) * 2018-05-10 2023-10-20 杭州新松机器人自动化有限公司 一种工业机器人的腕部齿轮传动侧隙的调整结构及其使用方法
CN110701250A (zh) * 2019-11-14 2020-01-17 常熟鑫利茗动力科技有限公司 一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构及其使用方法
CN112271864A (zh) * 2020-11-10 2021-01-26 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 用于无人直升机主桨控制的双余度速度综合机电作动器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103121215A (zh) 机器人臂部件
CN102452080A (zh) 机器人臂部件
CN104191434A (zh) 中空串联机械臂
CN204076277U (zh) 一种机器人关节
CN109774808B (zh) 具有双控制模式的质心径向可变三驱动球形机器人
CN105881536A (zh) 一种基于蜗轮蜗杆机构的五指灵巧手指节运动模块
CN105479457A (zh) 一种用于关节型机械臂姿态调整机构
CN102357879A (zh) 八自由度混联式自动焊接机器人
CN102966701A (zh) 一种准双曲面锥齿轮传动装置
CN105798888A (zh) 一种新型空间平动并联机构
CN202971757U (zh) 一种准双曲面锥齿轮传动装置
CN105818137A (zh) 一种具有三维平动的并联机构
CN101973038A (zh) 三自由度空心手腕
CN110861120B (zh) 基于双定子无框力矩电机的驱动关节及其应用
CN109434820B (zh) 一种六自由度工业机器人
CN202241278U (zh) 八自由度混联式自动焊接机器人
CN201909020U (zh) 谐波减速机
CN103753602A (zh) 一种低负载工业机器人中空小臂和腕部结构
CN201552579U (zh) 一种超冗余度机器人关节
CN202612493U (zh) 同轴输出谐波减速器
CN203109960U (zh) 一种机器人手腕部、机器人上臂和弧焊机器人
CN203214772U (zh) 一种斜齿轮硬齿面减速机
CN209682189U (zh) 一种高精度四轴机器人
CN112691819A (zh) 一种用于自动喷涂设备的ac摆头
CN203176255U (zh) 一种平行轴斜齿轮减速机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130313