CN1051604C - 齿轮传动马达 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及齿轮传动马达，包括传动马达及沃尔夫罗姆(Wolfrom)行星齿轮组，该齿轮组装在箱体内，具有行星架，两个装在行星架上的行星轮，固定在箱体上的内齿轮及一个旋转内齿轮，所述两个内齿轮同轴顺序安装。为了提供具有很大横断面的无阻碍通路，安装有连续空心套筒，行星齿轮组安装在箱体和安心轴之间且与后者同轴，其行星架可绕空心套筒旋转，内齿轮与两个行星轮啮合，旋转内齿轮构成输出。

Description

齿轮传动马达
本发明涉及一种齿轮传动马达，包括一个传动马达和其驱动的一个沃尔夫罗姆(Wolfrom)行星齿轮组，行星齿轮组安置在箱体内并带有一个行星架，两个装在行星架上的行星轮，一个固定在箱体上的内啮合齿轮及一个旋转内啮合齿轮，所述两个内啮合齿轮沿轴向顺序安装。
机器人的机械手齿轮传动装置用于以人手运动相应的方式绕一个旋转轴并绕与该轴垂直的转臂轴移动工具，例如抓取，焊接，倒角，粘胶等。在工具与机械手齿轮传动装置之间可安装一个过载夹紧装置，以确保工具和机械手齿轮传动装置之间的刚性连接，但发生碰撞时，两者间应形成挠性连接。把电能和/或气动或液压能供应给各工具和过载夹紧装置的线路以及其它供应线路，比如喷漆之类的供应线路须从外部引入这些部件，也就是说，没有保护。在有些情况下，还要求不把驱动工具的马达的额外重量加在机械手齿轮传动装置上。而这就需要一条贯穿机械手齿轮传动装置的引入通路。
本发明的目的是提供一种具有引入通路的齿轮传动马达。
本发明的目的是这样实现的：提供一种齿轮传动马达，包括：
一传动马达；和
由所述马达驱动的沃尔夫罗姆(Wolfrom)行星齿轮组；
箱体，行星齿轮组安装在箱体内。
该行星齿轮组具有一个行星架，装在所述行星架上的多个行星轮，一个固定在箱体上的内啮合齿轮及一个旋转内啮合齿轮。所述内啮合齿轮沿轴向顺序安装。一个空心套筒限定一中空的通路穿过齿轮传动马达；所述行星齿轮组装在箱体和空心套筒之间，并与后者同轴；其行星架可绕空心套筒旋转；其内啮合齿轮与行星轮啮合；旋转内啮合齿轮形成输出。
本发明的其它改进可详见于以下说明和从属权利要求。
本发明借助于非限定性实施例及附图在下面进一步详述。
图1表示出齿轮传动马达第一个实施例机器人手臂机械手齿轮传动装置的一部分，图中一部分是简略图，一部分是剖面图。
图2表示出另两个实施例齿轮传动马达的一部分，一部分是剖面图，一部分是简略图。
图3是一种提升齿轮传动装置，一部分采简略图。
图1用于机器人手臂的两轴机械手齿轮传动装置包括作为机械手齿轮传动装置的旋转轴的空心套筒1，它与箱体2连接，箱体2大体上呈空心圆柱形或环状，备有盖环2a，这样空心套筒1相对于箱体2固定不动。箱体2具有一个外侧法兰3，使传动马达以法兰与之相连接。传动马达4有一个传动轴5，其上装有伞齿轮6。
伞齿轮6用于驱动五轮或沃尔夫罗姆(Wolfrom)行星齿轮组7。这种没有间隙的螺旋行星齿轮组7包括一个行星架8，它支承两相互偏离180°的行星轮销柱9与空心套筒1同轴，行星轮11通过滚针轴承10装在行星轮销柱9上。行星架8在其朝向伞齿轮6的一侧装有与伞齿轮6啮合的伞齿轮12，从而行星架8由传动马达4驱动。
箱体2上装有与其固定连接的内啮合齿轮13，紧靠它装有与其同轴的输出内啮合齿轮14，两个内啮合齿轮均与行星齿轮11啮合。
输出内齿轮14在位于机械手齿轮传动装置的一个端面上装有安装法兰15，用于固定例如工具或过载限定器。密封垫16′、16″分别配备于安装法兰15与空心套筒1之间及安装法兰15与箱体2之间。另外，输出内啮合齿轮14通过例如一个轴向和径向作用轴承装置17无隙安装在箱体2中，。
行星架8在朝向伞齿轮的端面区域通过滚针轴承18与空心套筒1装联，而锥形滚珠轴承19装在行星架朝向安装法兰15的端面与输出内啮合齿轮14之间。
这种设计非常紧凑，使得它具有大横截面的孔道以及相对来说较小的总横断面和足够大的输出转矩，而五轮或沃尔夫罗姆(Wolf-from)行星齿轮组7作为复合行星齿轮传动系，具有高传动比，例如100∶1，从而可获得极精确的定位。
也可以采用以楔形齿皮带啮合的传动马达4来代替直接啮合的传动马达4，在这种情况下，传动轴5则应连接楔形齿皮带轮。
腕关节转臂轴的转臂传动机构20以传动马达或楔形齿皮带传动的形式作用在箱体2上，使其绕某一轴线、比方说绕与空心套筒1轴线垂直的传动轴5的轴线或者与其平行的轴线来回旋转。
在图2左侧所示的实施例中，传动马达4是一种交流伺服环形马达，带有一个装在箱体2内的解算器21。解算器21将对应于传动马达4的旋转角和转速的信号传送到一电子控制系统(未示出)。传动马达4驱动一个空心传动齿轮22，该齿轮22通过例如滚针轴承(未示出)与空心套筒装联并转而与行星轮11相啮合，从而驱动五轮或沃尔夫罗姆(Wolfrom)行星齿轮组7。
在这种结构中，行星架8通过两个滚珠轴承18′、19′与两个内啮合齿轮13、14装联，通过另一个轴承23与空心传动齿轮22装联，其中输出内啮合齿轮14具有输出轴部分14′，它相对于内啮合齿轮为一独立部件，但用例如螺钉固定在其上，而在其输出端该可固定连接法兰或类似部件。
另外，还装有一个闭路定位制动装置24，其制动衬25可与空心传动齿轮22的卡箍26的对应共同作用面啮合。闭路定位制动装置24的制动力矩可迅速大于传动马达4额定力矩的几倍，从而可用作安全的制动装置。
如图2右侧所示，为了获得轴向缩小的设计，传动马达4也可以安装在箱体2的外面，且可用合适的联接件27与空心传动齿轮22或者行星架8相联接。
如果空心套筒1是共转的，则应以适当的方式与输出内啮合齿轮14联接。
沃尔夫罗姆(Wolfrom)行星齿轮组7也可以有更多的行星轮11，例如三个或四个，而不是只有两个。
图1和图2的实施例构成滑动斜交齿轮传动装置，这样可以实现多用途，也就是说不只可以作为机械手齿轮传动装置。
图3是一种作为提升齿轮传动装置的齿轮传动马达，盖盘28和法兰29以法兰连接到其箱体2的两端面，法兰29与支承保护套管30套合。这里齿轮传动马达用于驱动滚珠心轴传动装置，其中滚珠心轴31由固定在箱体上的空心套筒1保持不动，即不能旋转，而输出内啮合齿轮14或者共转空心套筒1作为心轴螺帽。滚珠心轴的一端装有一叉状或球状端头32，另一端装有叉形接头34的叉子33。叉子33同时用作一个扭矩支承(扭力锁)。波纹管接头35或螺旋弹簧36结构的壳套装在法兰28和叉状或球状端头32之间。限定开关(未示出)可以装在支承保护套管30上，以便固定滚珠心轴31的行程终点的位置。
空心套筒1也可以是异形空心套筒结构以便装入可作线性运动的多花键轴或多边轴。根据不同需要，也可在空心套筒1内安装气缸或液压缸或可插入的实心轴或特种轴。
本设计体积小，重量轻，具有相当高的定位精度及很高的驱动功率，该齿轮传动马达具有大而无障碍的无干扰边缘空心套筒孔道，并具有一共转或不动的空心套筒1，控制电缆和/或物料可从中通过。

Claims (18)

1.齿轮传动马达，包括：
一传动马达(4)；和
由所述马达(4)驱动的沃尔夫罗姆(Wolfrom)行星齿轮组(7)；
箱体(2)，行星齿轮组(7)安装在箱体(2)内；
该行星齿轮组(7)具有一个行星架(8)，装在所述行星架上的多个行星轮(11)，一个固定在箱体(2)上的内啮合齿轮(13)及一个旋转内啮合齿轮(14)；
所述内啮合齿轮(13，14)沿轴向顺序安装；
其特征在于，一个空心套筒(1)限定一中空的通路穿过齿轮传动马达；
所述行星齿轮组(7)装在箱体(2)和空心套筒(1)之间，并与后者同轴；
其行星架(8)可绕空心套筒(1)旋转；
其内啮合齿轮(13、14)与行星轮(11)啮合；
旋转内啮合齿轮(14)形成输出。
2.根据权利要求1所述的齿轮传动马达，其特征在于，行星齿轮组(7)可由与行星轮(11)啮合的空心传动齿轮(22)驱动。
3.根据权利要求1所述的齿轮传动马达，其特征在于，行星齿轮组(7)可由置于其行星架(8)上并由传动齿轮(6)驱动的齿轮(12)驱动。
4.根据权利要求3所述的齿轮传动马达，其特征在于，传动齿轮(6)是伞齿轮，齿轮(12)是伞齿轮。
5.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，旋转内啮合齿轮(14)通过轴向径向作用轴承装置(17)与箱体(2)装配。
6.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，传动马达(4)是一个伺服马达。
7.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，传动马达(4)是环形马达，与空心套筒(1)同轴安装在箱体(2)内。
8.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，传动马达(4)是环形马达，与空心套筒(1)同轴安装在箱体(2)外面。
9.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，传送旋转角和转速信号的解算器(21)连接在传动马达(4)的输出端。
10.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，装有一个闭路定位制动装置(24)。
11.根据权利要求10所述的齿轮传动马达，其特征在于，闭路定位制动装置(24)的制动力矩大于传动马达(4)的额定力矩。
12.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，空心套筒(1)固定在箱体上。
13.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，空心套筒(1)随旋转内啮合齿轮(14)共转。
14.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，空心套筒(1)与传动马达(4)连接，作为行星齿轮组(7)的驱动轴。
15.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，箱体2是圆筒形的。
16.根据权利要求15所述的齿轮传动马达，其特征在于，作为机械手齿轮传动装置一部分的箱体(2)可以绕垂直于圆柱轴的轴线旋转，并且其端面上具有一个安装法兰(15)，该法兰(15)可以相对于箱体(2)绕所述圆柱轴旋转，并固定在旋转内啮合齿轮(14)上，而空心套筒(1)固定在箱体上。
17.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，空心套筒(1)装有一个连续滚珠心轴(31)，并且旋转内啮合齿轮(14)是心轴螺帽结构。
18.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮传动马达，其特征在于，空心套筒(1)是异形空心套筒。
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