CN108843746B - 一种用于机械人的精密减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于机器人领域，提供了一种用于机械人的精密减速器，包括减速部，所述减速部包括：偏心轮、摆线轮、及针齿轮；所述摆线轮包括：并列设置的第一摆线轮及第二摆线轮；所述针齿轮包括：针齿壳、设置在针齿壳中的针齿、外圈固定在所述针齿壳上的装设所述针齿的轴承，所述轴承内圈套设在针齿中部，所述针齿环绕所述针齿壳的圆周内壁排列成环形针齿组，所述第一摆线轮和第二摆线轮分别与针齿两端啮合。本发明实施例针齿通过轴承支撑与摆线轮滚动传动，减少摆线轮与针齿传动的磨损，从而提高了摆线针轮减速器的使用寿命，大大降低了使用用于机械人的精密减速器的综合成本。

Description

一种用于机械人的精密减速器
技术领域
本发明涉及属于机器人领域，特别涉及一种用于机械人的精密减速器。
背景技术
机器人关节处一般设置有减速器，并且多为用于机械人的精密减速器，现有的摆线针轮减速器的针齿为固定式，针齿与摆线轮为滑动传动，磨擦系数大，传动效率低，会磨损，导致机器人关节处的摆线针轮减速器使用寿命短，且成本高。
发明内容
本发明实施例提供的用于机械人的精密减速器，旨在解决机器人关节处的用于机械人的精密减速器使用寿命短，且成本高的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种用于机械人的精密减速器，包括减速部，所述减速部包括：偏心轮、摆线轮、及针齿轮；所述摆线轮包括：并列设置的第一摆线轮及第二摆线轮；所述针齿轮包括：针齿壳、设置在针齿壳中的针齿、外圈固定在所述针齿壳上的装设所述针齿的轴承，所述轴承内圈套设在针齿中部，所述针齿环绕所述针齿壳的圆周内壁排列成环形针齿组，所述第一摆线轮和第二摆线轮分别与针齿两端啮合。
更进一步地，所述轴承的外圈通过固定件固定在针齿壳上，所述摆线轮与环形排列的针齿组内啮合并组成齿差为一齿的内啮合减速机构。
更进一步地，所述第一摆线轮与第二摆线轮通过固定件固定在一起。
更进一步地，所述偏心轮设置在所述摆线轮的内腔中，所述偏心轮包括：与所述第一摆线轮相应设置的第一偏心轮组、及与所述第二摆线轮相应设在第二偏心轮组，所述第一偏心轮组设置在第一摆线轮内腔中，所述第二偏心轮组设置在所述第二摆线轮内腔中，所述第一偏心轮组包括：一对错位180°设置的双偏心轮，所述第二偏心轮包括：一对错位180°设置的双偏心轮，所述第一偏心轮组与第二偏心轮组错位设置。
更进一步地，所述针齿为与所述轴承内圈固定连接的圆轴。
更进一步地，所述减速器还包括输入部。
更进一步地，所述输入部包括：输入轴、设置在所述输入轴上的输入齿轮、及与所述输入齿轮啮合的行星齿轮组。
更进一步地，所述行星齿轮组包括：与所述输入齿轮啮合的多个行星齿轮，所述偏心轮与所述行星齿轮同轴设置。
更进一步地，所述摆线轮外部盖设有减速盖，所述减速盖与针齿壳之间设置有圆周排列的若干滚珠。
本发明实施例提供的用于机械人的精密减速器，通过轴承固定针齿，且将轴承内圈套设在针齿中部，使第一摆线轮和第二摆线轮分别与针齿两端啮合，使摆线轮直接作用在与轴承内圈固定连接的针齿上，提高了轴承的使用寿命，从而提高了摆线针轮减速器的使用寿命；另针齿两端分别啮合第一摆线轮和第二摆线轮，减少了一组轴承及针齿，大大降低了摆线针轮减速器的成本；相比于摆线轮与轴承外圈的齿合，本发明相当于摆线轮与轴承内圈齿合，针齿壳的尺寸更小，从而可以减小摆线针轮减速器的尺寸；另在相同尺寸的针齿壳内，可以排布更多的针齿，增大减速比。因摆线轮与针齿通过轴承滚动运动，没有相对滑动，对摆线轮表面加工的光洁度要求降低，加工的成本降低，加工效率提高。因传动效率提高，可应用在人机协作机器人关节减速器上。
附图说明
图1是本发明实施例提供的剖面结构示意图；
图2是本发明实施例提供的立体结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
本发明采用轴承固定针齿，使第一摆线轮和第二摆线轮分别与针齿两端啮合，使摆线轮直接作用在与轴承内圈固定连接的针齿上，提高了轴承的使用寿命，从而提高了摆线针轮减速器的使用寿命；另针齿两端分别啮合第一摆线轮和第二摆线轮，减少了一组轴承及针齿，大大降低了摆线针轮减速器的成本；相比于摆线轮与轴承外圈的齿合，本发明相当于摆线轮与轴承内圈齿合，针齿壳的尺寸更小，从而可以减小摆线针轮减速器的尺寸；另在相同尺寸的针齿壳内，可以排布更多的针齿，增大减速比。因摆线轮与针齿通过轴承滚动运动，没有相对滑动，对摆线轮表面加工的光洁度要求降低，加工的成本降低，加工效率提高。因传动效率提高，可应用在人机协作机器人关节减速器上。可对关节减速器输出端的力准确反馈到电机，达到人机协作机器人对关节减速器的要求。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供一种用于机械人的精密减速器，包括减速部，所述减速部包括：偏心轮1、摆线轮2、及针齿轮3；摆线轮2包括：并列设置的第一摆线轮21及第二摆线轮22；针齿轮3包括：针齿壳31、设置在针齿壳31中的针齿32、外圈固定在针齿壳31上的装设所述针齿32的轴承33，轴承33内圈套设在针齿32中部，针齿32环绕针齿壳31的圆周内壁排列成环形针齿组，第一摆线轮21和第二摆线轮22分别与针齿32两端啮合。
本发明实施例提供的摆线针轮减速器，通过轴承33固定针齿32，且将轴承33内圈套设在针齿32中部，使第一摆线轮21和第二摆线轮22分别与针齿32两端啮合，使摆线轮2直接作用在与轴承33内圈固定连接的针齿32上，提高了轴承33的使用寿命，从而提高了摆线针轮减速器的使用寿命；另针齿32两端分别啮合第一摆线轮21和第二摆线轮22，减少了一组轴承33及针齿32，大大降低了摆线针轮减速器的成本；相比于现有技术中的摆线轮与轴承外圈的齿合，本发明相当于摆线轮2与轴承33内圈齿合，针齿壳31的尺寸更小，从而可以减小摆线针轮减速器的尺寸；另在相同尺寸的针齿壳31内，可以排布更多的针齿32，增大减速比。因摆线轮2与针齿32通过轴承33滚动运动，没有相对滑动，对摆线轮2表面加工的光洁度要求降低，加工的成本降低，加工效率提高。因传动效率提高，可应用在人机协作机器人关节减速器上。可对关节减速器输出端的力准确反馈到电机，达到人机协作机器人对关节减速器的要求。
实施例二
轴承33的外圈通过固定件固定在针齿壳31上，摆线轮2与环形排列的针齿组内啮合并组成齿差为一齿的内啮合减速机构。具体地，在针齿壳31上开设直径等于或略小于轴承33外圈直径的圆孔，再将轴承33过盈放置在圆孔内；或在针齿壳31上开设直径略大于轴承33外圈直径的圆孔，并在与圆孔轴线垂直的方向开设一螺纹通孔(图中未示出)，将轴承33放置在圆孔内，再在螺纹通孔内螺接螺钉(图中未示出)，使螺钉尖部抵接轴承33外圈，通过调节螺钉固定或松开轴承33。减速比与环形排列的针齿组的针齿32数量有关，针齿32数量越多，减速比越大。
实施例三
第一摆线轮21与第二摆线轮22通过固定件固定在一起。具体地，第一摆线轮21与第二摆线轮22通过偏心轮1直接固定连接在一起，也可通过螺钉分别将第一摆线轮21、第二摆线轮22与偏心轮1固定连接在一起。
实施例四
偏心轮1设置在摆线轮2的内腔中，偏心轮1包括：与第一摆线轮21相应设置的第一偏心轮组11、及与第二摆线轮22相应设在第二偏心轮组12，第一偏心轮组11设置在第一摆线轮21内腔中，第二偏心轮组12设置在第二摆线轮22内腔中，第一偏心轮组包括：一对错位180°设置的双偏心轮，第二偏心轮包括：一对错位180°设置的双偏心轮，第一偏心轮组11与第二偏心轮组12错位设置。
实施例五
针齿32为与轴承33内圈固定连接的圆轴。圆轴表面摩擦力小，与摆线轮2齿合更顺畅。
实施例六
如图1、图2所示，减速器还包括输入部。输入部包括：输入轴4、设置在输入轴4上的输入齿轮5、及与输入齿轮5啮合的行星齿轮组。输入轴4与外部电机的输出轴相连接，外部电机带动输入轴4转动，从而带动输入齿轮5及行星齿轮组转动。
实施例七
行星齿轮组包括：与所述输入齿轮啮合的多个行星齿轮6，偏心轮1与行星齿轮6同轴设置。行星齿轮6可以是二个或者三个。行星齿轮6越多，摆线轮2在摆动过程中越平稳。
实施例八
摆线轮2外部盖设有减速盖7，减速盖7与针齿壳31之间设置有圆周排列的若干滚珠8。设置若干滚珠8，减速盖7随摆线轮2转动时，可与针齿壳31之间滑动更顺畅。
本发明实施例提供的用于机械人的精密减速器，通过轴承固定针齿，且将轴承内圈套设在针齿中部，使第一摆线轮和第二摆线轮分别与针齿两端啮合，使摆线轮直接作用在与轴承内圈固定连接的针齿上，提高了轴承的使用寿命，从而提高了摆线针轮减速器的使用寿命；另针齿两端分别啮合第一摆线轮和第二摆线轮，减少了一组轴承及针齿，大大降低了摆线针轮减速器的成本；相比于摆线轮与轴承外圈的齿合，本发明相当于摆线轮与轴承内圈齿合，针齿壳的尺寸更小，从而可以减小摆线针轮减速器的尺寸；另在相同尺寸的针齿壳内，可以排布更多的针齿，增大减速比。针齿设置在圆轴，可使针齿与摆线轮齿合更顺畅。设置多个行星齿轮，可使摆线轮在摆动过程中越平稳。
本发明实施例针齿通过轴承支撑与摆线轮滚动传动，减少摆线轮与针齿传动的磨损，从而提高了摆线针轮减速器的使用寿命，由6000小时提高到20000小时，精度保持时间更长，减速器温升降低，减速器润滑油要求降低，可靠性更高，传动效率由60％提高到90％以上，配套的电机功率减小，大大降低了使用用于机械人的精密减速器的综合成本，针齿通过轴承支撑与摆线轮滚动传动与现有技术针齿与摆线轮滑动传动相比，因摆线轮与针齿通过轴承滚动运动，没有相对滑动，对摆线轮表面加工的光洁度要求降低，加工的成本降低，加工效率提高。因传动效率提高，可应用在人机协作机器人关节减速器上。可对关节减速器输出端的力准确反馈到电机，达到人机协作机器人对关节减速器的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于机械人的精密减速器，包括减速部，其特征在于，所述减速部包括：偏心轮、摆线轮、及针齿轮；所述摆线轮包括：并列设置的第一摆线轮及第二摆线轮；所述针齿轮包括：针齿壳、设置在针齿壳中的针齿、外圈固定在所述针齿壳上的装设所述针齿的轴承，所述轴承内圈套设在针齿中部，所述针齿环绕所述针齿壳的圆周内壁排列成环形针齿组，所述第一摆线轮和第二摆线轮分别与针齿两端啮合；
在针齿壳上开设直径等于或略小于轴承外圈直径的圆孔，轴承过盈放置在圆孔内。
2.根据权利要求1所述的用于机械人的精密减速器，其特征在于，所述轴承的外圈通过固定件固定在针齿壳上，所述摆线轮与环形排列的针齿组内啮合并组成齿差为一齿的内啮合减速机构。
3.根据权利要求1所述的用于机械人的精密减速器，其特征在于，所述第一摆线轮与第二摆线轮通过固定件固定在一起。
4.根据权利要求1所述的用于机械人的精密减速器，其特征在于，所述偏心轮设置在所述摆线轮的内腔中，所述偏心轮包括：与所述第一摆线轮相应设置的第一偏心轮组、及与所述第二摆线轮相应设在第二偏心轮组，所述第一偏心轮组设置在第一摆线轮内腔中，所述第二偏心轮组设置在所述第二摆线轮内腔中，所述第一偏心轮组包括：一对错位180°设置的双偏心轮，所述第二偏心轮包括：一对错位180°设置的双偏心轮，所述第一偏心轮组与第二偏心轮组错位设置。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的用于机械人的精密减速器，其特征在于，所述针齿为与所述轴承内圈固定连接的圆轴。
6.根据权利要求1至4任一项所述的用于机械人的精密减速器，其特征在于，所述减速器还包括输入部。
7.根据权利要求6所述的用于机械人的精密减速器，其特征在于，所述输入部包括：输入轴、设置在所述输入轴上的输入齿轮、及与所述输入齿轮啮合的行星齿轮组。
8.根据权利要求7所述的用于机械人的精密减速器，其特征在于，所述行星齿轮组包括：与所述输入齿轮啮合的多个行星齿轮，所述偏心轮与所述行星齿轮同轴设置。
9.根据权利要求1所述的用于机械人的精密减速器，其特征在于，所述摆线轮外部盖设有减速盖，所述减速盖与针齿壳之间设置有圆周排列的若干滚珠。
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