CN106337915B - 关节机器人的随动式平稳减速机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种关节机器人的随动式平稳减速机，包括输入轴(2)、输出轴(16)、机体壳(11)、后压板(4)、差动变速器(12)，在所述差动变速器与后压板之间装有随动板(7)，该随动板的A面上设有A面V型轨道(20)装有第一交叉滚柱(5)、其B面上设有B面V型轨道(21)装有第二交叉滚柱(8)；所述后压板上设有用于安装第一交叉滚柱的传动轨迹(22)，所述差动变速器的表面上设有用于安装第二交叉滚柱的运动轨迹(19)；在所述后压板、随动板、差动变速器之间装有第一固定环(6)、第二固定环(9)。本发明实现了自动调整输入轴(偏心轴)的运动与偏心量完全吻合，能使减速机的传动滚珠和差动变速器的轨迹完全吻合，能使减速机输出平稳、机械磨损率低。

Description

关节机器人的随动式平稳减速机
技术领域
本发明涉及机械传动减速技术，具体涉及一种应用于关节机器人的减速机。
背景技术
目前，机械传动减速机大多数采用齿轮或蜗轮传动，其主要原理是利用改变齿轮齿数来实现变速。这类机械传动减速机所存在的缺陷与不足是：由于传动件加工精度不高，齿轮或蜗轮减速机在设计和安装过程中，均存在一定的工艺间隙而影响输出精度，加上齿与齿之间是以高副形式运动，容易产生机件磨损、传动不平稳、噪声大、输出精度差等问题。
在2015年10月07日公布的中国发明专利申请号2015103631823、公告号CN104964011A(申请日：2015年06月25日)中，公开了一种用于多关节机器人的十字滑块驱动减速机，其机体内安装输入轴、十字滑块、轨迹控制器(即差动变速器)和输出轴，所述十字滑块上设有用于安装传动滚珠的传动轨迹，传动滚珠在传动轨迹内运动以将输入轴的运动传递给轨迹控制器；轨迹控制器下表面设有用于安装所述驱动滚珠的运动轨迹，轨迹控制器通过驱动滚珠调整输出轴的输出。这项技术不需要借助齿轮或蜗轮传动来实现变速，在一定程度上降低了减速机的噪音，提高了传动效率。但是，该驱动滚珠工作时易产生轻微跳动，其稳定性较差，容易产生减速机输出不平稳、步进震动、磨损率高等不良的现象。
发明内容
为了解决现有技术所存在的技术问题和不足，本发明提供一种关节机器人的随动式平稳减速机，其能使减速机的传动滚珠和差动变速器的轨迹完全吻合，能使减速机输出平稳、机械磨损率低。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：关节机器人的随动式平稳减速机，包括输入轴、输出轴、机体壳、后压板、差动变速器、轴承上盖、轴承下盖，在所述差动变速器与后压板之间装有随动板，该随动板的A面上设有A面V型轨道装有第一交叉滚柱、其B面上设有B面V型轨道装有第二交叉滚柱；所述后压板上设有用于安装第一交叉滚柱的传动V型轨道，使第一交叉滚柱在该传动V型轨道内运动而将输入轴的运动传递给差动变速器，所述差动变速器的表面上设有用于安装第二交叉滚柱的运动V型轨道，差动变速器通过第二交叉滚柱调整输出轴的变速输出；在所述后压板与随动板之间装有第一固定环，在所述差动变速器与随动板之间装有第二固定环，在所述机体壳与后压板之间处、并在所述随动板的外围套有间隙调节圈。
所述随动板的A面V型轨道与B面V型轨道在平面空间上形成十字交叉状，其交叉角度为87.5度至92.5度。
本发明与现有技术相比，具有如下优点及有益效果：
1、不采用齿轮做传动，用输入轴(偏心轴)作为轨迹发生器，经过差动变速器由随动板、第一、第二交叉滚柱配合输入轴偏心运动完成输出来实现减速。具有结构紧凑、噪音低、重量轻、体积小、零间隙、传动平稳可靠、输出精度高等优点，传动比和传动效率高达93％以上。
2、通过随动板、第一、第二交叉滚柱、差动变速器实现自动调整输入轴(偏心轴)的运动与偏心量完全吻合，使减速机的传动滚珠和差动变速器的轨迹完全吻合，从而实现减速机输出平稳，机械磨损率低，消除了原减速机S形摆线槽或十字滑块的设计缺陷。特别适用于关节机器人的有关功能作业。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的分解示意图。
图3为本发明中的随动板的结构示意图(A面、B面)。
图4为本发明中的差动变速器的结构示意图(A面、B面)。
图5为本发明中的差动变速器、随动板、后压板之间的安装结构示意图。
图6为本发明中的输出轴、差动变速器之间的安装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
参见图1至图6，本发明关节机器人的随动式平稳减速机，包括输入轴2、输出轴16、机体壳11、后压板4、差动变速器12、轴承上盖14、轴承下盖17，在所述差动变速器12与后压板4之间装有随动板7，该随动板7的A面上设有A面V型轨道20(为平行的多条，亦称A面V型槽)装有第一交叉滚柱5(若干个)、其B面上设有B面V型轨道21(为平行的多条，称B面V型槽)装有第二交叉滚柱8(若干个)；所述后压板4上设有用于安装第一交叉滚柱5的传动V型轨道22，使第一交叉滚柱在该传动V型轨道内运动而将输入轴的运动传递给差动变速器，所述差动变速器12的表面(即B面)上设有用于安装第二交叉滚柱8的运动V型轨道19，差动变速器通过第二交叉滚柱调整输出轴的变速输出。
在所述后压板4与随动板7之间装有第一固定环6，在所述差动变速器12与随动板7之间装有第二固定环9，分别对应用于限定第一交叉滚柱、第二交叉滚柱的运动而使其不会偏离轨迹，在所述机体壳11与后压板4之间处、并在所述随动板7的外围套有间隙调节圈10，用于调节机体壳与后压板之间的间隙。所述随动板7的A面V型轨道20与B面V型轨道21在平面空间上形成十字交叉状(为对应的多条)，其交叉角度为87.5度至92.5度为效果最佳。
其中，所述轴承上盖14与轴承下盖17之间装有交叉滚柱15、输出轴16，轴承下盖17上装有第二紧固螺钉18；所述输入轴2为偏心式(即偏心轴)，其上装有直珠轴承3和第一紧固螺钉1。所述差动变速器12的另一表面(即A面)上设有滚珠运动轨道24，用于配给输出轴的传动滚珠13，该传动滚珠13位于输出轴16的传动滚珠固定孔23上。后压板4通过第一紧固螺钉1与机体壳11连接。输出轴16设置在轴承上盖14、轴承下盖17(属于交叉轴承)内，交叉滚柱15安装在输出轴16上，机体壳11与轴承上盖14、轴承下盖17之间通过第二紧固螺钉18连接，交叉滚柱15则起到径向和轴向输出的作用。
通过传动滚珠13固定在输出轴的传动滚珠固定孔23上，让传动滚珠在差动变速器12的滚珠运动轨道24中运动，在运动过程传动滚珠不会发生移位，保证减速机正常运动；随动板7上设有A面、B面V型轨道分别对应用于安装第一、第二交叉(转动)滚柱，让第一、第二交叉滚柱在各自的V型轨道内运动而将偏心轴的运动传递给差动变速器，差动变速器的B面具有安装所述第二交叉滚柱的运动轨迹(变速)，差动变速器通过第二交叉滚柱来实行输出轴的变速输出。本发明实现了自动调整偏心轴的运动与偏心量完全吻合，使减速机的传动滚珠和差动变速器轨迹完全吻合。
本发明工作原理如下：该减速机内安装偏心轴2、随动板7、差动变速器12、机体壳11与轴承上盖14、轴承下盖17相连接，随动板7的结构根据减速机的平稳和钢性要求，在其上、下表面(分为A、B面)各有A面、B面V型轨道20、21，其A面上设计有多条平行的A面V型轨道20而与其B面相应的A面V型轨道形成十字交叉，A面上的第一交叉滚柱在A面V型轨道20上做直线往复运动，B面上的第二交叉滚柱在B面V型轨道21上做直线往复运动，第一交叉滚柱5在A面V型轨道20和第二交叉滚柱8在B面V型轨道21上的相对运动形成直角坐标，使得随动板在平面空间可以自由运动，配合偏心轴的偏心量做到相对应于偏心量的圆周运动；A面的第一交叉滚柱5也在于后压板上的第一固定环6所固定的传动V型轨道22上做直线往复运动，B面的第二交叉滚柱8也在于差动变速器12的B面上的第二固定环9所固定的运动V型轨道19上做直线往复动，差动变速器12的A面设有滚珠运动轨道，用于配给输出轴的传动滚珠13，传动滚珠位于输出轴16的传动滚珠固定孔23上，差动变速器通过其A面的滚珠运动轨道24和传动滚珠13做相对运动形成输出轴的减速的输出。
通过传动滚珠固定在输出轴上传动滚珠固定孔上，让传动滚珠在差动变速器的滚珠运动轨道中运动，在运动过程滚珠不会发生移位，保证减速机正常运动。通过随动板(V型槽)以及其A、B面上的第一、第二交叉(转动)滚柱，将偏心轴运动传递到差动变速器，自动调整偏心轴的运动与偏心量完全吻合，使传动滚珠和差动变速器的滚珠运动轨道完全吻合，差动变速器根据偏心运动通过滚珠运动轨道和传动滚珠做相对的运动，形成输出轴的减速输出，实现减速机平稳的减速输出功能，确保减速机的性能和零间隙，提高了传动精度。

Claims (2)

1.关节机器人的随动式平稳减速机，包括输入轴(2)、输出轴(16)、机体壳(11)、后压板(4)、差动变速器(12)、轴承上盖(14)、轴承下盖(17)，其特征在于：在所述差动变速器(12)与后压板(4)之间装有随动板(7)，该随动板(7)的A面上设有A面V型轨道(20)装有第一交叉滚柱(5)、其B面上设有B面V型轨道(21)装有第二交叉滚柱(8)；所述后压板(4)上设有用于安装第一交叉滚柱(5)的传动V型轨道(22)，使第一交叉滚柱在该传动V型轨道内运动而将输入轴的运动传递给差动变速器，所述差动变速器(12)的表面上设有用于安装第二交叉滚柱(8)的运动V型轨道(19)，差动变速器通过第二交叉滚柱调整输出轴的变速输出，所述差动变速器(12)的另一表面上设有滚珠运动轨道(24)，用于配给输出轴的传动滚珠(13)，该传动滚珠(13)位于输出轴(16)上；在所述后压板(4)与随动板(7)之间装有第一固定环(6)，在所述差动变速器(12)与随动板(7)之间装有第二固定环(9)，在所述机体壳(11)与后压板(4)之间处、并在所述随动板(7)的外围套有间隙调节圈(10)。
2.根据权利要求1所述的关节机器人的随动式平稳减速机，其特征在于：所述随动板(7)的A面V型轨道(20)与B面V型轨道(21)在平面空间上形成十字交叉状，其交叉角度为87.5度至92.5度。
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