CN108662089A - 伺服减速机及应用该伺服减速机的机器人减速关节 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种伺服减速机，包括减速机壳体，设置于减速机壳体内的传动轴、减速组件及与减速机壳体连接的输出端盖，其中所述减速组件与传动轴之间通过偏心轴进行传动，所述偏心轴固定于所述传动轴上，所述减速组件与所述输出端盖之间设有若干销轴进行传动。利用偏心轴传动可达到运转平稳效果，且可保证结构紧凑，有效降低成本。本发明还涉及了应用该伺服减速机的机器人减速关节，所述机器人减速关节还包括外壳，电机部及设于电机部输入端的驱动部，其中该伺服减速机设于电机部的输出端。通过将电机部、伺服减速机及驱动部一体化，解决了传统机器人关节中零件数量多，体积大，重量大的问题，结构紧凑，体积缩小。
Description
技术领域
本发明涉及机器人伺服驱动技术领域，具体涉及一种伺服减速机及应用该伺服减速机的机器人减速关节。
背景技术
现有减速机大部分采用谐波减速机，RV减速机等，其中采用RV减速机时结构零件众多，结构复杂，基体重量大，而采用谐波减速机时输出力矩过小，在机器人关节中，使用谐波和RV减速机需要额外的固定机构、传动部件等，导致关节体机重量大，导致带负载的能力降低，整体机构过于复杂，且两者在国内研究基础薄弱，相关设备多数依赖进口，成本过高，不适合应用于机器人关节中。
现有的机器人驱动部分结构由分立的伺服电机、伺服驱动器、制动器、减速机组合而成，伺服电机和减速机分别具有独立的外壳和安装平面，伺服电机的动力经由伺服电机输出轴传递给减速机输入轴。整个结构零件数量多、体积和重量大，限制了机器人带负载的能力。传统机器人伺服驱动器外置，伺服电机动力线和编码器信号线传输距离长，信号干扰大。传统机器人伺服电机动力线和编码器信号线随机器人运动产生绕曲，线缆寿命短，线缆对机器人行程范围构成限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种伺服减速机，解决现有机器人关节中减速部分成本高且结构复杂缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种伺服减速机，包括减速机壳体，设置于减速机壳体内的传动轴、减速组件及与减速机壳体连接的输出端盖，其中所述减速组件与传动轴之间通过偏心轴进行传动，所述偏心轴固定于所述传动轴上，所述减速组件与所述输出端盖之间设有若干销轴进行传动。
本发明的更进一步优选方案是：所述减速组件包括设置于所述偏心轴的摆线轮组，以及与所述摆线轮组啮合的针齿及针齿壳，所述针齿壳固定于所述减速机壳体上，所述摆线轮组上设置有用于销轴穿过的通孔。
本发明的更进一步优选方案是：所述摆线轮组由两个摆线轮片组成，所述摆线轮片内侧设置有环形凹槽，所述偏心轴对应位置设置有间隙，摆线轮组与偏心轴之间形成用于滚珠滚动的滚道。
本发明的更进一步优选方案是：所述摆线轮组有2组，对应所偏心轴设有2个偏心部。
本发明的更进一步优选方案是：所述偏心轴上开设有顶丝孔。
本发明的更进一步优选方案是：所述输出端盖通过交叉滚子轴承固定于所述减速机壳体上，所述输出端盖与所述交叉滚子轴承之间形成滚柱滚道。
同时，针对现有技术中机器人关节中零件数量多，体积大的缺陷，本发明还提供了一种应用上述伺服减速机的机器人减速关节的方案，所述的机器人减速关节包括外壳、电机部、设置于电机部输入端的驱动部，上述的伺服减速机设置于电机部的输出端，所述减速机壳体与所述外壳连接。
此技术方案的优选方案为：所述电机部包括电机轴、固定于外壳上的电机定子绕组，及固定在电机轴上的转子；所述驱动部包括与所述外壳相连接的驱动器壳体及设置于驱动器壳体内空腔中的驱动器；所述驱动器包括安装于所述驱动器壳体内的驱动电路板及固定于电机轴上的编码器。
此技术方案的优选方案为：所述机器人减速关节还包括刹车组件，所述刹车组件固定于所述电机轴的输入端一侧。
本发明的有益效果在于，通过采用偏心轴传动，达到伺服减速机运转平稳，且机构紧凑效果，有效降低成本，同时，利用滚珠在摆线轮组及偏心轴配合，可减小传动摩擦，提高传动效率。将电机部、伺服减速机及驱动部一体化，解决了传统机器人减速关节中零件数量多，体积大，重量大的问题，结构紧凑，有效缩小关节体积。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明伺服减速机的结构示意图；
图2是本发明伺服减速机减速组件结构示意图；
图3是本发明摆线轮片结构示意图；
图4是本发明偏心轴结构示意图；
图5是本发明输出端盖结构示意图；
图6是本发明机器人减速关节结构示意图；
图7是本发明整体结构示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1-2所示，本发明的伺服减速机22包括减速机壳体15，设置于减速机壳体15内的传动轴8、减速组件及与减速机壳体15连接的输出端盖19，其中所述减速组件与传动轴8之间通过偏心轴20进行传动，所述偏心轴20固定于所述传动轴8上，减速组件与输出端盖19之间设有若干销轴5进行传动。动力由传动轴8通过偏心轴20传至减速组件，经减速组件减速的动力通过销轴5传出至输出端盖19上，实现减速，采用偏心轴20进行减速传动，可达到减速机运转平稳，且结构紧凑效果，有效解决传统机器人关节采用的减速机结构复杂，零件众多缺陷，有效降低生产成本。
具体的，进一步结合图2至图5，所述减速组件包括摆线轮组，针齿4，以及针齿壳3，摆线轮组外端与所述针齿4啮合，针齿4在针齿壳3内滚动，针齿壳3固定于减速机壳体15。其中摆线轮组设置于偏心轴20的偏心部上，摆线轮组上设有用于销轴5穿过的通孔102，通过销轴5将摆线轮组的运动传动至输出端盖19上。利用摆线轮组及针齿4进行减速，可提高减速运动精度。本发明所采用摆线轮组是由两个摆线轮片组合而成，摆线轮片的内侧端面设有环形凹槽101，两个摆线轮片采用紧固螺钉合成摆线轮组时，内侧形成环形滚道，用于滚珠的滚动。对应的，偏心轴20的偏心部上亦设置有相应用于组装滚珠的间隙201，摆线轮组与偏心部之间形成滚珠滚动的滚道，滚道中布满滚珠，利用滚珠在摆线轮组及偏心轴20配合，减小摩擦，提高传动效率，减小传动间隙，使整个伺服减速机的转动更加顺畅。进一步的，偏心轴20上开设有顶丝孔201，通过顶丝作用防止偏心轴相对传动轴滑动，保证机器运行的准确性。本发明减速组件所采用的材料为轴承钢，磨损度小，可有效提高伺服减速机的使用寿命。
结合图6，在本实施例中，摆线轮组有2组，摆线轮组a1及摆线轮组b2，偏心轴20的偏心部为2个，两组摆线轮组通过滚珠作用绕偏心轴20滚动，分别相对传动轴形成大小相等，方向相反的偏心距。
如图1、5、6所示，在输出部分的输出端盖19利用交叉滚子轴承18固定于所述减速机壳体15上，具体的，所述输出端盖19成柱状，所述交叉滚子轴承包括轴承组件a16、轴承组件b17及滚柱，轴承组件a16及轴承组件b17内侧设有凹槽合并组成滚道，输出端盖19的柱体上设置有深槽191，交叉滚子轴承18与输出端盖19之间形成滚柱滚道，轴承组件a16及轴承组件b17通过紧固螺钉与减速机壳体15固定连接。利用交叉滚子轴承18可有效节省安装空间，且有利于输出端盖19的转动，保证动力的输出。
使用时，传动轴8每转动一圈，带动偏心轴20转动，摆线轮组绕传动轴8以相同公转速度转动，同时摆线轮组绕自身中心以相反方向自转转过一个齿距，销轴5将摆线轮组的自转运动输出至输出端盖19中，达到减速效果。
结合图6、图7，本发明同时还提供了一种应用上述伺服减速机22的机器人减速关节，此机器人减速关节还包括外壳9、电机部23以及设置在电机部23输入端的驱动部24，上述的伺服减速机22设置于电机部23的输出端，减速机壳体15与外壳9固定连接。通过将伺服减速机22及电机部23连接，集成电机部23、伺服减速机22及驱动部24，代替传统结构减速机和伺服电机分别固定在基座的两个安装面，从而减少零件数量，降低了机器人整机重量和体积，减少了装配工作量。
具体的，所述电机部23包括电机轴、电机定子绕组6，以及转子7，所述电机轴与伺服驱动器的传动轴8同轴，所述电机部23的电机定子绕组6固定在外壳9上，电机轴固定在转子7上，转子7绕电机轴中心做旋转运动。驱动部24包括与外壳9相连接的驱动器壳体14及设置于驱动器壳体14内空腔中的驱动器。其中，所述驱动器包括安装于所述驱动器壳体14内的驱动电路板a12、驱动电路板b13及编码器10，编码器10固定于电机轴上，用于检测电机轴的转角。本发明驱动器与电机部紧凑连接，有效解决了传统机器人伺服电机动力线和编码器信号线随机器人运动产生绕曲，线缆寿命短，线缆对机器人行程范围构成限制的问题，提高机器寿命。更进一步的，本发明所述的机器人伺服减速集成关节还包括刹车组件11，所述刹车组件11固定于电机轴的输入端一侧，在断电或紧急情况可提供制动，防止碰撞损坏机器。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应认为是本说明书记载的范围。
应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种伺服减速机，其特征在于：包括减速机壳体，设置于减速机壳体内的传动轴、减速组件及与减速机壳体连接的输出端盖，其中所述减速组件与传动轴之间通过偏心轴进行传动，所述偏心轴固定于所述传动轴上，所述减速组件与所述输出端盖之间设有若干销轴进行传动。
2.根据权利要求1所述的伺服减速机，其特征在于：所述减速组件包括设置于所述偏心轴的摆线轮组，以及与所述摆线轮组啮合的针齿及针齿壳，所述针齿壳固定于所述减速机壳体上，所述摆线轮组上设置有用于销轴穿过的通孔。
3.根据权利要求2所述的伺服减速机，其特征在于：所述摆线轮组由两个摆线轮片组成，所述摆线轮片内侧设置有环形凹槽，所述偏心轴对应位置设置有间隙，摆线轮组与偏心轴之间形成用于滚珠滚动的滚道。
4.根据权利要求3所述的伺服减速机，其特征在于：所述摆线轮组有2组，对应所偏心轴设有2个偏心部。
5.根据权利要求4所述的伺服减速机，其特征在于：所述偏心轴上开设有顶丝孔。
6.根据权利要求5所述的伺服减速机，其特征在于：所述输出端盖通过交叉滚子轴承固定于所述减速机壳体上，所述输出端盖与所述交叉滚子轴承之间形成滚柱滚道。
7.一种机器人减速关节，包括外壳、电机部、设置于电机部输入端的驱动部，其特征在于：还包括上述权利要求1-6任一所述的伺服减速机，所述伺服减速机设置于电机部的输出端，所述减速机壳体与所述外壳连接。
8.根据权利要求7所述的机器人减速关节，其特征在于：所述电机部包括电机轴、固定于外壳上的电机定子绕组，及固定在电机轴上的转子；所述驱动部包括与所述外壳相连接的驱动器壳体及设置于驱动器壳体内空腔中的驱动器；所述驱动器包括安装于所述驱动器壳体内的驱动电路板及固定于电机轴上的编码器。
9.根据权利要求8所述的机器人减速关节，其特征在于：所述机器人减速关节还包括刹车组件，所述刹车组件固定于所述电机轴的输入端一侧。
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