CN104772770B - 关节减速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种关节减速装置，包括驱动机构、第一直线传动机构、第二直线传动机构及辊轮传动机构；所述第一直线传动机构及第二直线传动机构的输入端与驱动机构连接，并将所述驱动机构提供的转动转化为直线运动；所述辊轮传动机构设置在第一直线传动机构与第二直线传动机构之间，且连接所述第一直线传动机构与第二直线传动机构的输出端，并将所述第一直线传动机构及第二直线传动机构的直线运动转化为转动。本发明关节减速装置包括驱动机构、两直线传动机构及辊轮传动机构，驱动机构将高速旋转变为低速的直线运动，再由直线传动机构将直线运动转变为辊轮传动机构的旋转运动，使得整个关节装置具有高减速比。

Description

关节减速装置

技术领域

本发明涉及机器人及自动化技术领域，尤其涉及一种关节减速装置。

背景技术

齿轮减速机是一种广泛应用的减速机构，随着工业的进步，在工业机器人等高精密技术领域，普通的齿轮减速机已无法满足使用要求，专利号为201410019294.2，名称为一种工业机器人关节无间隙传动机构的专利文件公开了一种传动机构，该传动机构包括输入圆柱齿轮、从动圆柱齿轮、第一蜗杆、输出蜗轮、第二蜗杆、消隙圆柱齿轮和换向圆柱齿轮；输入圆柱齿轮同时与从动圆柱齿；轮和换向圆柱齿轮相啮合；从动圆柱齿轮与第一蜗杆相连；输出蜗轮同时与第一蜗杆和第；二蜗杆相啮合；第二蜗杆与消隙圆柱齿轮相连；消隙圆柱齿轮与换向圆柱齿轮相啮合；其中，所述消隙圆柱齿轮上设有腰形槽；所述消隙圆柱齿轮与第二蜗杆构成消隙机构；所述消隙圆柱齿轮与第二蜗杆通过前述腰形槽和螺钉相连。该种齿轮传动，或精密行星齿轮传动，由于齿轮传动之间都有间隙，达不到高精度要求，而且齿轮传动单个齿接触，刚性也不是很大，不能耐冲击，减速比大时要作二级以上传动，传动零件多了加工精度和组装精度很难达到高精度要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有高减速比的关节减速装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种关节减速装置，包括驱动机构、第一直线传动机构、第二直线传动机构及辊轮传动机构；

所述第一直线传动机构及第二直线传动机构的输入端与驱动机构连接，并将所述驱动机构提供的转动转化为直线运动；

所述辊轮传动机构设置在第一直线传动机构与第二直线传动机构之间，且连接所述第一直线传动机构与第二直线传动机构的输出端，并将所述第一直线传动机构及第二直线传动机构的直线运动转化为转动。

本发明的有益效果在于：本发明关节减速装置包括驱动机构、两直线传动机构及辊轮传动机构，驱动机构将高速旋转变为低速的直线运动，再由直线传动机构将直线运动转变为辊轮传动机构的旋转运动，使得整个关节装置具有高减速比。

附图说明

图1为本发明实施例的关节减速装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的关节减速装置的左视图；

图3为本发明实施例的关节减速装置的俯视图。

标号说明：

1、驱动机构；11、驱动电机；12、同步带；13、传动轮；2、第一直线传动机构；21、第一传动杆；22、第一螺母；23、第一从动件；231、第一基部；232、第一齿条；233、第一滑槽；234、第一滑块；3、第二直线传动机构；31、第二传动杆；32、第二螺母；33、第二从动件；331、第二基部；332、第二齿条；333、第二滑槽；334、第二滑块；4、辊轮传动机构；41、齿轮；5、摆臂；6、平衡气缸；61、支撑固定板；7、调压机；8、光栅尺。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明最关键的构思在于:该装置设置驱动机构1、两直线传动机构及辊轮传动机构4，驱动机构1将高速旋转变为低速的直线运动，再由直线传动机构将直线运动转变为辊轮传动机构4的旋转运动，使得整个关节装置具有高减速比。

请参阅图1至图3，本实施例关节减速装置，包括驱动机构1、第一直线传动机构2、第二直线传动机构3及辊轮传动机构4；

所述第一直线传动机构2及第二直线传动机构3的输入端与驱动机构1连接，并将所述驱动机构1的提供的转动转化为直线运动；

所述辊轮传动机构4设置在第一直线传动机构2与第二直线传动机构3之间，且连接所述第一直线传动机构2与第二直线传动机构3的输出端，并将所述第一直线传动机构2及第二直线传动机构3的直线运动转化为转动。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：该装置包括驱动机构1、直线传动机构及辊轮传动机构4，直线传动机构的动力输入端与驱动机构1相连，从而使驱动机构1将高速旋转变为低速的直线运动，直线传动机构的输出端与辊轮传动机构4相连，从而将直线传动机构的直线运动转变为辊轮传动机构4的旋转运动，使得整个关节装置具有高减速比。

进一步的，第一直线传动机构2包括第一传动杆21及套接在第一传动杆21上的第一从动件23，所述第二直线传动机构3包括第二传动杆31及套接在第二传动杆31上的第二从动件33，该第一传动杆21及第二传动杆31沿相反方向转动，使得第一从动件23及第二传动件沿两传动杆相向移动；

该辊轮传动机构4与第一从动件23及第二传动件传动配合，使得在第一从动件23及第二传动件的作用下辊轮传动机构4实现转动。

进一步的，该辊轮传动机构4包括齿轮41，第一从动件23包括第一齿条232，第二从动件33包括第二齿条332，该齿轮41位于第一传动杆21与第二传动杆31之间并与第一齿条232及第二齿条332啮合，使得在第一传动杆21及第二传动杆31沿相反方向移动时推动该齿轮41转动。

由上述描述可知，通过左右旋转的第一传动杆21及第二传动杆31，把驱动机构1的高速旋转变为低速的直线运动，该结构通过一级传动便达到高减速比和高精度，第一从动件23及第二从动件33的相对运动的齿条总有两个或三个齿啮合齿轮41来推动齿轮41作旋转运动，齿条具有高精度辊轮摆线曲线齿形，齿轮41为高精度圆柱子滚子二个配合为零间隙，该第一齿条232及第二齿条332沿二个方向同时与齿轮41啮合，受力齿更多，刚性更强，从而达到高精度，高刚性，为进一步提高精度，优选地，该第一传动杆21及第二传动杆31为滚珠丝杆，齿轮为辊轮摆线齿轮，齿条为辊轮摆线齿条。

进一步的，该第一从动件23包括第一螺母22，第二从动件33包括第二螺母32，第一螺母22、第二螺母32对应套接于所述第一传动杆21、第二传动杆31上，该第一齿条232包括第一基部231及齿部，该第二齿条332包括第二基部331及齿部，所述第一基部231沿长度方向设置有第一滑槽233，该第一滑槽233内设置有第一滑块234，该第二基部331沿长度方向设置有第二滑槽333，该第二滑槽333内设置有第二滑块334，第一螺母22通过第一滑块234连接第一齿条232，第二螺母32通过所述第二滑块334连接第二齿条332，优选地，所述螺母为滚珠螺母。

进一步的，所述驱动机构1包括驱动电机11、同步带12及传动轮13，所述驱动电机11通过所述同步带12连接传动轮13，所述传动轮13与所述传动杆相匹配并连接传动杆。

由上述描述可知，驱动电机11通过同步带12带动传动轮13转动，位于上下的两个传动轮13分别连接第一传动杆21及第二传动杆31，之后驱动电机11工作使得传动杆将驱动电机11的转动变为传动件的直线运动，本实施例中，该驱动电机11为伺服电机。

进一步的，所述辊轮传动机构4上设置有摆臂5，所述第一直线传动机构2与第二直线传动机构3为呈上下设置，且第一传动杆21及第二传动杆31相平行。

进一步的，所述第二直线传动机构3上设置有平衡气缸6，具体地，所述平衡气缸6通过支撑固定板61连接第二齿条332，所述平衡气缸6连接调压机7。

由上述描述可知，对于一些摆臂5上装的减速器，因为摆臂5自重的重量，会施加于减速器上，增加减速器及马达负荷，本结构在其中受摆臂5重力的第二齿条332上装有一个气缸，通过调节气缸内的压缩空气的压力的大小推动齿条来平衡来自摆臂5自重的产生的负荷，这样驱动马达功率可变小了，减速机构受力也小了，有效降低成本。

进一步的，所述第一直线传动机构2上方设置有光栅尺8，所述光栅尺8与所述从动件相适配，具体地，所述第一直线传动机构2的第一齿条232上设置有光栅尺8。

由上述描述可知，通过在第一齿条232上装有光栅电子尺，来检测第一齿条232位置，也就检测到对应齿轮41的输出角度，光栅电子尺可任意位置设一个绝对位置参考点，这样对伺服驱动马达便不需要高价格的绝对值编码器了，成本大大降低。

请参照图1至图3，本发明的实施例一为：本实施例关节减速装置，包括驱动机构1、第一直线传动机构2、第二直线传动机构3及辊轮传动机构4，并且所述第二直线传动机构3上设置有平衡气缸6，所述第一直线传动机构2上方设置有光栅尺8；

第一直线传动机构2包括第一传动杆21及套接在第一传动杆21上的第一从动件23，所述第二直线传动机构3包括第二传动杆31及套接在第二传动杆31上的第二从动件33，该第一传动杆21及第二传动杆31沿相反方向转动，使得第一从动件23及第二传动件沿两传动杆相向移动；

该辊轮传动机构4与第一从动件23及第二传动件传动配合，使得在第一从动件23及第二传动件的作用下辊轮传动机构4实现转动，具体地，该辊轮传动机构4包括齿轮41，第一从动件23包括第一齿条232，第二从动件33包括第二齿条332，该齿轮41位于第一传动杆21与第二传动杆31之间并与第一齿条232及第二齿条332啮合，使得在第一从动件23及第二传动杆31沿相反方向移动时推动该齿轮41转动，所述辊轮传动机构4上还设置有摆臂5，所述第一直线传动机构2与第二直线传动机构3为呈上下设置，且第一传动杆21及第二传动杆31相平行。

如图1所示，该第一从动件23包括第一螺母22，第二从动件33包括第二螺母32，第一螺母22、第二螺母32对应套接于所述第一传动杆21、第二传动杆31上，该第一齿条232包括第一基部231及齿部，该第二齿条332包括第二基部331及齿部，所述第一基部231沿长度方向设置有第一滑槽233，该第一滑槽233内设置有第一滑块234，该第二基部331沿长度方向设置有第二滑槽333，该第二滑槽333内设置有第二滑块334，第一螺母22通过第一滑块234连接第一齿条232，第二螺母32通过所述第二滑块334连接第二齿条332，优选地，所述螺母为滚珠螺母；所述驱动机构1包括驱动电机11、同步带12及传动轮13，所述驱动电机11通过所述同步带12连接传动轮13，所述传动轮13与所述传动杆相匹配并连接传动杆。

综上所述，本发明提供的关节减速机构具有高减速比，并且具有高精度、高刚性，同时有效降低了成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种关节减速装置，其特征在于，

包括驱动机构、第一直线传动机构、第二直线传动机构及辊轮传动机构；

所述第一直线传动机构及第二直线传动机构的输入端与驱动机构连接，并将所述驱动机构提供的转动转化为直线运动；

所述辊轮传动机构设置在第一直线传动机构与第二直线传动机构之间，且连接所述第一直线传动机构与第二直线传动机构的输出端，并将所述第一直线传动机构及第二直线传动机构的直线运动转化为转动；

所述第二直线传动机构上设置有平衡气缸，所述平衡气缸连接调压机。

2.根据权利要求1所述的关节减速装置，其特征在于，所述第一直线传动机构及第二直线传动机构分别包括传动杆及套接在传动杆上的从动件，两所述传动杆沿相反方向转动，使得两所述从动件沿所述传动杆相向移动；

所述辊轮传动机构与两所述从动件传动配合，使得在两所述从动件的作用下辊轮传动机构实现转动。

3.根据权利要求2所述的关节减速装置，其特征在于，所述辊轮传动机构包括齿轮，所述从动件包括齿条，所述齿轮位于两所述传动杆之间并与所述齿条啮合，使得在齿条沿相反方向移动时推动所述齿轮转动。

4.根据权利要求3所述的关节减速装置，其特征在于，所述从动件还包括螺母，所述螺母套接于所述传动杆上，所述齿条包括基部及齿部，所述基部沿长度方向设置有滑槽，所述滑槽内设置有滑块，所述螺母通过所述滑块连接所述齿条。

5.根据权利要求4所述的关节减速装置，其特征在于，所述螺母为滚珠螺母，所述传动杆为滚珠丝杆。

6.根据权利要求3-5任一项所述的关节减速装置，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机、同步带及传动轮，所述驱动电机通过所述同步带连接传动轮，所述传动轮与所述传动杆相匹配并连接传动杆。

7.根据权利要求6所述的关节减速装置，其特征在于，所述齿轮为辊轮摆线齿轮，所述齿条为辊轮摆线齿条，所述驱动电机为伺服电机。

8.根据权利要求2-5任一项所述的关节减速装置，其特征在于，所述辊轮传动机构上设置有摆臂，所述第一直线传动机构与第二直线传动机构为上下设置，且两所述传动杆相平行。

9.根据权利要求2-5任一项所述的关节减速装置，其特征在于，所述第一直线传动机构上方设置有光栅尺，所述光栅尺与所述从动件相适配。