CN108044645A - 一种变厚机器人关节传动结构 - Google Patents

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孙键
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00Joints
    • B25J17/02Wrist joints
    • B25J17/0241One-dimensional joints

Abstract

本发明涉及关节减速领域,具体地说是一种变厚机器人关节传动结构,第一级传动链、行星架、行星销、单厚行星齿轮、第一变厚齿圈、第二变厚齿圈、外壳组件和输出轴,第一级传动链为输入端,第一变厚齿圈与输出轴连接为输出端,第一级传动链中的齿轮与行星架啮合,行星架上设有行星销,行星架和行星销与单厚行星齿轮连接,单厚行星齿轮啮合第一变厚齿圈和第二变厚齿圈,第二变厚齿圈固定在外壳组件上,第一变厚齿圈和输出轴通过过盈或者固定销或者螺栓连接在输出轴。本发明采用无太阳轮驱动,通过单厚行星齿轮对变厚齿圈作出单向轴推力,保证输出的间隙小和回程差小,易加工、结构简单可靠,可控侧隙传动。

Description

一种变厚机器人关节传动结构
[技术领域]
[0001] 本发明涉及关节减速领域,具体地说是一种变厚机器人关节传动结构。
[背景技术]
[0002] 现有技术一般采用太阳轮驱动,且现有减速器主要包括摆线针轮齿轮箱,普通行 星齿轮箱,蜗轮蜗杆齿轮箱和谐波齿轮箱,普通单级和双级行星齿轮箱的减速比范围较小, 蜗轮蜗杆齿轮箱减速比较大,但是输入转速低应用范围受限,目前应用最关键的是摆线针 轮减速箱为曲轴驱动,传动精度较高,机构复杂,加工工艺要求极高;谐波减速箱是面接触 多齿啮合,结构紧密但是输出为弹性片式杯型环,啮合位与输出部须弹性变形,结构抗冲击 性交叉,因此随着新技术的发展和应用对齿轮箱及关节的要求持续不断提高。
[0003]另外,现有一种通过双变厚行星齿轮驱动双变厚行星齿圈的传动结构,但该结构 输出的间隙和回程差较大,同时,双变厚齿轮加工工艺比较复杂,需要通过一个花键或者非 圆结构连接起来,导致间隙调整较为困难。
[发明内容]
[0004]本发明的目的在于解决上述问题,本发明采用行星架驱动,提供一种结构紧凑合 理、功率密度高,间隙小及低回程差的变厚机器人关节传动结构,对于双齿圈必定有两个自 由度,因此会有两个输出转速,所以设置一个齿圈的转速为零,则转速由另一个齿圈输出, 该齿圈在单向轴推作用下保证输出的间隙小、回程差小,同时该结构减速比范围大。
[0005]为实现上述目的,设计一种采用单厚行星齿轮的变厚机器人关节传动结构,包括 第一级传动链、行星架、行星销、单厚行星齿轮、第一变厚齿圈、第二变厚齿圈、外壳组件和 输出轴,所述的传动结构为无太阳轮传动结构,第一级传动链为输入端,第一变厚齿圈与输 出轴连接为输出端,第一级传动链中的齿轮与行星架啮合,行星架上设有行星销,行星架和 行星销与单厚行星齿轮连接,行星架驱动行星销沿中心旋转,同时驱动单厚行星齿轮自转 和公转,单厚行星齿轮啮合第一变厚齿圈和第二变厚齿圈,单厚行星齿轮的单侧还设置有 调隙机构,第二变厚齿圈固定在外壳组件上,第一变厚齿圈和输出轴通过过盈或者固定销 或者螺栓连接在输出轴。
[0006]变厚机器人关节传动结构为中心阵列布置。
[0007]单厚行星齿轮、行星架、行星销、第一变厚齿圈和第二变厚齿圈构成行星系统组合 件。
[0008]第一变厚齿圈和输出轴连接构成输出机构,并通过高刚度交叉圆柱滚子轴承支持 者外壳上。
[0009]行星架中的行星销和传动中心可以为平行或者成角度关系。
[0010]第一变厚齿圈和行星架构成固定组合结构并通过轴承和行星架可发生相对转动。 [0011]单厚行星齿轮为无太阳轮结构,将太阳轮移去为中空轴用于电缆穿越和相关轴、 线类物体通过。
[0012]行星架通过交叉滚子轴承固定在外壳,交叉滚子轴承采用密封结构,左右两侧可 以采用油脂分开或者脂脂分开。
[0013]第一级传动链速比为il,第一变厚齿圈和第二变厚齿圈的齿数分别为z2,z4;单厚 行星齿轮的齿数为zl,则总速比为il*z4/(z4-z2),同时满足z4-z2二3*n,其中n为行星轮个 数。
[00M]第二变厚齿圈固定在外壳组件上,旋转速度为零。
[0015]本发明同现有技术相比,其优点在于:现有技术一般采用太阳轮驱动,而本发明采 用行星架驱动,对于双齿圈必定有两个自由度,因此会有两个输出转速,所以设置一个齿圈 的转速为零,则转速由另一个齿圈输出,利用串联的行星传动以获取所需要的模块设计减 速比,通过第一级传动改变速比以满足同一型号的不同速比要求,行星传动可以得到较高 的功率密度;单厚行星齿轮不需要通过花键或者非圆结构连接起来,易加工,单厚行星齿轮 使得变厚齿圈在单向轴推作用下保证输出的间隙小和回程差小,还可以实现在有限的空间 里获取更大的输出扭矩,相较于滚子摆线及谐波传动具有更加平衡稳定的传动、更高的运 动传递精度、更加可靠的工艺、优良的齿轮表面热处理工艺提供稳定可靠的寿命。
[附图说明]
[0016]图1为本发明中变厚机器人关节传动结构示意图。
[0017]图2为本发明中变厚机器人关节传动结构中行星系统组合件示意图。
[0018]图中:1 •外壳组件,2.第一变厚齿圈,3.单厚行星齿轮,4.第二变厚齿圈,5.第一级 传动链,6•驱动机构,7•输出轴,8•行星架,9.行星销,10.轴承。
[具体实施方式]
[0019]下面对本发明作进一步说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明,并不用于限定本发明。
[0020]参见图1,本发明变厚机器人关节传动齿轮箱公开了第一级传动链箱体外壳组件 1,第一变厚齿圈2,第二变厚齿圈4,单厚行星齿轮3,第一级传动链5,驱动机构6,输出轴7, 行星架8,行星销9,轴承10。
[0021]参见图1,所述第一级传动链5为输入端,第一变厚齿圈2与输出轴7连接为输出端, 第一级传动链5中的齿轮与行星架8啮合,行星架8上设有行星销9,行星架8和行星销9与单 厚行星齿轮3连接,行星架8驱动行星销9沿中心旋转,同时驱动单厚行星齿轮3自转和公转, 单厚行星齿轮3分别啮合第一变厚齿圈2和第二变厚齿圈4,第二变厚齿圈4固定在外壳组件 1上,第一变厚齿圈2和输出轴7通过过盈或者固定销或者螺栓连接在输出轴7。
[0022]参见图1-2,变厚机器人关节传动结构为中心阵列布置,通过单厚行星齿轮驱动双 变厚行星齿圈。
[0023]参见图2,单厚行星齿轮3、行星架8、行星销9、第一变厚齿圈2和第二变厚齿圈4构 成行星系统组合件。
[0024]参见图1-2,第一变厚齿2和输出轴7连接构成输出机构,并通过高刚度交叉圆柱滚 子轴承支持者外壳上,行星架中的行星销和传动中心可以为平行或者成角度关系,第一变 厚齿圈2和行星架8构成固定组合结构并通过轴承10和行星架8可发生相对转动,单厚行星 齿轮为无太阳轮结构,将太阳轮移去为中空轴用于电缆穿越和相关轴、线类物体通过,行星 架8通过交叉滚子轴承10固定在外壳,交叉滚子轴承采用密封结构,左右两侧可以采用油脂 分开或者脂脂分开。
[0025]第一级传动链速比为il,第一变厚齿圈和第二变厚齿圈的齿数分别为z2,z4;单厚 行星齿轮的齿数为zl,则总速比为il*z4/ (z4-z2),同时满足z4-z2 = 3*n,其中n为行星轮个 数。
[0026]实施例一:
[0027] 驱动机构6驱动第一级传动链5,传动链中的一个齿轮驱动行星架8旋转,行星架8 驱动行星销9沿中心旋转,同时驱动单厚行星齿轮3自转和公转;变厚齿圈2固定在箱体外壳 组件1上面,转速为Orpm。
[0028]第一变厚齿圈在行星轮的驱动下,由于第一变厚齿圈和输出轴通过过盈或者固定 销或者螺栓连接在输出轴9上,从而有输出转速,单厚行星齿轮和第一变厚齿圈,单厚行星 齿轮3的左右下保证输出的间隙和回程差极小,第一级传动速比为il,变厚齿圈的齿数分别 为z2,z4;单厚行星齿轮的齿数为zl,则总速比为i 1*zV(z4-z2),同时满足z4-z2 = 3*n,其 中n为行星轮个数。
[0029] 变厚齿轮的齿形必须是沿齿向方向厚度方向连续可导的变化,每一对啮合的齿轮 各自符合齿轮啮合渐开线原理。
[0030]现有技术一般采用太阳轮驱动,而本发明采用行星架驱动,对于双齿圈必定有两 个自由度,因此会有两个输出转速,所以设置一个齿圈的转速为零,则转速由另一个齿圈输 出;现有技术的双变厚行星齿轮需要通过花键等部件连接,加工复杂,本发明使用宽度较大 的单厚行星齿轮进行改进,此结构可以用在能够满足速比情下的成本相对较低的应用领 域。

Claims (10)

1.一种采用单厚行星齿轮的变厚机器人关节传动结构,包括第一级传动链、行星架、行 星销、单厚行星齿轮、第一变厚齿圈、第二变厚齿圈、外壳组件和输出轴,其特征在于所述的 传动结构为无太阳轮传动结构,第一级传动链为输入端,第一变厚齿圈与输出轴连接为输 出端,第一级传动链中的齿轮与行星架啮合,行星架上设有行星销,行星架和行星销与单厚 行星齿轮连接,行星架驱动行星销沿中心旋转,同时驱动单厚行星齿轮自转和公转,单厚行 星齿轮啮合第一变厚齿圈和第二变厚齿圈,单厚行星齿轮的单侧还设置有调隙机构,^二 变厚齿圈固定在外壳组件上,第一变厚齿圈和输出轴通过过盈或者固定销或者螺检连接在 输出轴。
2.如权利要求1所述的一种采用单厚行星齿轮的变厚机器人关节传动结构其特征在 于变厚机器人关节传动结构为中心阵列布置。 ’ ' '
3.如权利要求1所述的一种采用单厚行星齿轮的变厚机器人关节传动结构,其特征在 于单厚行星齿轮、行星架、行星销、第一变厚齿圈和第二变厚齿圈构成行星系统组合件。
4.如权利要求1所述的一种采用单厚行星齿轮的变厚机器人关节传动结构,^彳寺征在 于第一变厚齿圈和输出轴连接构成输出机构,并通过高刚度交叉圆柱滚子轴承者外壳 上。 '
5. 如权利要求1所述的一种采用单厚行星齿轮的变厚机器人关节传动结构,其特征在 于行星架中的行星销和传动中心可以为平行或者成角度关系。 ’'
6. 如权利要求1所述的一种采用单厚行星齿轮的变厚机器人关节传动结构,其特征在 于第一变厚齿圈和行星架构成固定组合结构并通过轴承和行星架可发生相对转动~、
7.如权利要求1所述的一种采用单厚行星齿轮的变厚机器人关节传动结构,其特征在 于单厚行星齿轮为无太阳轮结构,将太阳轮移去为中空轴用于电缆穿越和相关线类物 体通过。 一大 S.如权利要求1所述的一种采用单厚行星齿轮的变厚机器人关节传动结构宜特彳下广 于行星架通过交叉滚子轴承固定在外壳,交叉滚子轴承采用密封结构,左右两侧^以 油脂分开或者脂脂分开。 $
9.如权利要求1所述的一种米用单厚行星凶轮的变厚机器人关节传动结构宜脾打 于第一级传动链速比为il,第一变厚齿圈和第二变厚齿圈的齿数分别为Z2,z4.单^彳'―星^ 轮的齿数为zl,则总速比为il*zV(z4-z2),同时满足z4-z2 = 3*n,其中n为行星_入^U
10.如权利要求1所述的一种采用单厚行星齿轮的变厚机器人关节传动结构^ 六 于第二变厚齿圈固定在外壳组件上,旋转速度为零。 /、、彳土
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