CN109605420B - 一种机器人的旋转结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机器人的旋转结构，属于机器人设备技术领域。它解决了现有的机器人腕部安装空间小的问题。本机器人的旋转结构，机器人包括壳体、驱动电机和旋转轴，所述输入带轮设置在壳体内，输入带轮上套设有涨紧皮带，所述涨紧皮带上套接有输出带轮，壳体内设有与输出带轮同轴设置的输入锥齿轮，所述输入锥齿轮啮合连接有输出锥齿轮，所述输出锥齿轮的齿轮轴一上开设有安装槽，所述输入齿轮的齿轮轴二嵌入安装槽后齿轮轴二能在安装槽内滑动并通过紧固件与齿轮轴一连接，所述旋转轴上设有与输入齿轮啮合的输出齿轮。本结构使得整个旋转结构的安装较为方便，啮合间隙的调整更加的精确，降低了该旋转结构在使用过程中会产生的噪音。

Description

一种机器人的旋转结构

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种机器人的旋转结构。

背景技术

随着现在社会的不断发展，人们对于机器人的使用也越来越多，现有的机器人在使用时是对30kg以下的物品进行抓取，因此需要对腕部的旋转轴进行设计，现有机器人的旋转轴处的转速不高，可驱动电机在极低的速度下转动是不平稳的，控制不易，因此需要设置一个机械，使得驱动电机在较合理的转速下运动，此时驱动电机的输出转速较大，因此需要增设一个可以降低驱动电机转速的机械，保证了运动的平顺。

现有的机器人旋转轴上，一般是在带轮和锥齿轮之后设置有谐波减速机，用于对旋转轴进行减速，使得驱动电机能在合理的转速下进行运动，导致了在安装过程中，经常是将谐波减速机进行安装和固定，再对锥齿轮和带轮的啮合间隙进行微调并固定，而谐波减速机是设置在锥齿轮后的，在机器人旋转轴运行时，驱动电机是在合理的转速下转动，当速度传递至锥齿轮时，由于谐波减速机是设置在锥齿轮之后，因此当电机速度传递至锥齿轮时锥齿轮的传动比较大，造成了旋转轴在运行过程中噪音较大，影响了工作环境，且现有的谐波减速机的价格非常昂贵，谐波减速机在整个机器人成本中占比较大，谐波减速机通常是采用柔轮周期性的发生变形，使得谐波减速机在长期使用的过程中，会产生疲劳破坏，进一步的增大了机器人旋转轴的维修成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种机器人的旋转结构，本发明所要解决的技术问题是如何在实现旋转轴减速的同时使得旋转轴的噪音降低。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种机器人的旋转结构，机器人包括壳体、驱动电机和旋转轴，本旋转结构包括能与驱动电机的电机轴连接的输入带轮，所述输入带轮设置在壳体内，所述输入带轮上套设有涨紧皮带，所述涨紧皮带上套接有输出带轮，其特征在于，所述壳体内设有与输出带轮同轴设置的输入锥齿轮，所述输入锥齿轮能沿着输出带轮轴向移动，所述输入锥齿轮啮合连接有输出锥齿轮，所述输出锥齿轮的齿轮轴一上开设有安装槽，本旋转结构还包括输入齿轮，所述输入齿轮的齿轮轴二嵌入安装槽后齿轮轴二能在安装槽内滑动并通过紧固件与齿轮轴一连接，所述旋转轴上设有与输入齿轮啮合的输出齿轮。

工作原理：在安装过程中，旋转轴是稳定设置的，此时将输入齿轮与输出齿轮相啮合，输入齿轮的位置是根据与输出齿轮的位置来定位的，再将输入齿轮的齿轮轴二设置在安装槽内并通过紧固件与齿轮轴一固连，再通过输出锥齿轮的位置确定输入锥齿轮的位置，且输入锥齿轮的位置是可以沿着输出带轮轴向移动的，输出带轮能随着输入锥齿轮的位置进行微调，输入带轮和涨紧皮带能随着输出齿轮的位置进行相应的调节，驱动电机能带动输入带轮转动，旋转结构主要是通过减速比较大的输入带轮和输出带轮以及减速比较大的输入齿轮和输出齿轮，使得旋转结构的速度能降低，且采用上述结构，上述结构的部件为常用零件加工制成，相比于现有的谐波减速机，本旋转结构的成本较低，整个旋转结构在安装的过程中，仅仅是通过旋转轴的定位，一步步将上述结构进行压紧安装，使得整个旋转结构的安装较为方便，且在安装时，输入齿轮可以通过轴向移动齿轮轴二，调整齿轮轴二在安装槽内的位置后再通过紧固件进行固定并使得输入齿轮与输出齿轮之间啮合紧密、不会产生晃动，并带动输出锥齿轮的轴向位置也可以做出相应的调整，使得输入齿轮和输出锥齿轮在安装时能进行轴向调整，从而输入齿轮与输出齿轮的啮合间隙的调整更加精确，输入锥齿轮与输出锥齿轮的啮合间隙的调整更加精确，降低了该旋转结构在使用过程中会产生的噪音。

在上述的机器人的旋转结构中，本旋转结构包括设置在齿轮轴一与齿轮轴二之间的调整垫片一，所述齿轮轴二嵌入安装槽一端的端面与安装槽的槽底之间具有间距。

通过设置不同厚度的调整垫片一，且调整垫片一具有将齿轮轴一推离齿轮轴二的阻挡力，而紧固件具有将齿轮轴二固定在齿轮轴一安装槽内的拉力，在阻挡力和拉力的共同作用下，使得齿轮轴一与齿轮轴二相对设置位置能更加的稳定，实现了对输出锥齿轮轴向位置的调节，间距和调整垫片一的厚度可以相应的进行调整，使得输出锥齿轮轴向位置的调整更加的方便，且间距的设置，能起到一定的降噪效果，从而使得输出锥齿轮的调节更加的方便且降低了旋转结构使用时的噪音。

在上述的机器人的旋转结构中，所述输入齿轮上套设有呈筒状的支撑座，所述壳体上设有抵靠台阶，所述支撑座的一端向外凸起形成挡肩，所述挡肩能与抵靠台阶相贴合并通过螺钉定位在壳体上，所述螺钉的端部能与抵靠台阶相抵靠。

抵靠台阶和挡肩的设置，使得支撑座在安装时能进行预紧定位，直接通过螺钉将挡肩定位在抵靠台阶上，再通过输入齿轮的具体位置，对支撑座进行径向调整，进一步的使得整个旋转结构的安装更加的方便，且提供了输入齿轮径向的支撑力，使得输入齿轮在运行过程中，不会发生偏离，提高了旋转结构的稳定性。

在上述的机器人的旋转结构中，所述支撑座的外侧壁与壳体的内侧壁之间具有调整间隙。

该结构的设置，使得支撑座的位置是可以径向调节的，从而能通过移动支撑座的位置来实现对输入齿轮的位置进行调整，带动输入齿轮连接的输出锥齿轮的位置进行调节，使得输入锥齿轮与输出锥齿轮的啮合精度能更加的准确并对其磨损程度较低，输入齿轮与输出齿轮的精度更加的准确并对其磨损程度较低，进一步的降低了旋转结构在使用过程中会产生噪音，并且能增加旋转结构的使用寿命。

在上述的机器人的旋转结构中，所述支撑座的另一端向内凸起形成限位挡板，所述齿轮轴二靠近输出齿轮的一端凸起形成限位环，所述支撑座内设有若干个轴承一，所述轴承一均设置在限位挡板与限位环之间，所述轴承一的内侧壁均与齿轮轴二的外侧壁相贴合。

轴承一的设置，减少了支撑座的内侧壁与齿轮轴二外侧壁之间的摩擦力，且能对齿轮轴二提供径向支撑力，而限位挡板和限位环的设置，使得轴承一的设置能更加的稳定，不影响输出锥齿轮的轴向调整，使得旋转结构的噪音能进一步的降低。

在上述的机器人的旋转结构中，所述输出带轮的齿轮轴三上开设有调整槽，所述输入锥齿轮的齿轮轴四能嵌入调整槽内并通过紧固件连接，所述齿轮轴四嵌入调整槽一端的端面与调整槽的槽底之间具有空隙。

该结构的设置，使得输出带轮和输入锥齿轮的轴向距离可以调节，从而输出带轮的轴向位置可保持不变，空隙的设置，使得输出带轮和输入锥齿轮之间的调节更加的方便，且空隙具有降低噪音的效果，使得整个旋转结构的安装更加的方便、简洁。

在上述的机器人的旋转结构中，所述输入锥齿轮外套设有调整座，所述壳体凸起形成挡沿，所述调整座上设有凹口，所述挡沿能嵌入凹口内。

该结构的设置，使得调整座的设置能更稳定，从而能实现对输入锥齿轮的预紧定位设置，提高了旋转结构的安装效率。

在上述的机器人的旋转结构中，所述调整座内设有至少一个轴承二，所述齿轮轴四远离调整槽的一端上具有限位板，所述轴承二设置在限位板和齿轮轴三之间，所述限位板和轴承二之间设有调整垫片二。

通过设置不同厚度的调整垫片一，实现了对输入锥齿轮轴向位置的调节，轴承二的设置，能减少齿轮轴四和调整座之间的摩擦力，从而减低了齿轮轴一与调整座之间的产生的噪音，提高了旋转结构的降噪效果。

在上述的机器人的旋转结构中，所述调整座靠近输出带轮的一端开设有限位槽，所述调整座在限位槽内设有限位片，其中一个轴承二能与限位片相抵靠。

该结构的设置，使得轴承二能稳定的设置在调整座内，且在调整过程中，能通过更换不同厚度的限位片，来对轴承二进行进一步的限位，提高了旋转结构的稳定性。

垫片的下底面与输出带轮的齿轮轴三的底面平齐。

与现有技术相比，本机器人的旋转结构具有的优点：整个旋转结构在安装的过程中，仅仅是通过旋转轴的定位，一步步将上述结构进行压紧安装，使得整个旋转结构的安装较为方便，且旋转轴内的啮合间隙调整更加的方便，使得啮合间隙的调整更加的精确，降低了该旋转结构在使用过程中会产生的噪音。

附图说明

图1是本机器人的旋转结构装配后的部分剖视图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是图1中B处的局部放大图。

图中，1、壳体；11、驱动电机；12、电机轴；13、抵靠台阶；14、调整间隙；15、挡沿；2、旋转轴；21、输出齿轮；3、输入带轮；4、涨紧皮带；5、输出带轮；51、齿轮轴三；52、调整槽；6、输入锥齿轮；61、齿轮轴四；62、空隙；63、调整座；64、凹口；65、轴承二；66、限位板；67、调整垫片二；68、限位槽；69、限位片；7、输出锥齿轮；71、齿轮轴一；72、安装槽；73、调整垫片一；74、间距；8、输入齿轮；81、齿轮轴二；82、支撑座；83、挡肩；84、螺钉；85、限位挡板；86、轴承一；87、限位环；9、紧固件。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本机器人的旋转结构，机器人包括壳体1、驱动电机11和旋转轴2，本旋转结构包括能与驱动电机11的电机轴12连接的输入带轮3，输入带轮3设置在壳体1内，输入带轮3上套设有涨紧皮带4，涨紧皮带4上套接有输出带轮5。

具体的说，如图1-3所示，壳体1内设有与输出带轮5同轴设置的输入锥齿轮6，输入锥齿轮6能沿着输出带轮5轴向移动，输入锥齿轮6啮合连接有输出锥齿轮7，输出锥齿轮7的齿轮轴一71上开设有安装槽72，本旋转结构还包括输入齿轮8，所述输入齿轮8的齿轮轴二81嵌入安装槽72后齿轮轴二81能在安装槽72内滑动并通过紧固件9与齿轮轴一71连接，旋转轴2上设有与输入齿轮8啮合的输出齿轮21。

工作原理：在安装过程中，旋转轴2是稳定设置的，此时将输入齿轮8与输出齿轮21相啮合，输入齿轮8的位置是根据与输出齿轮21的位置来定位的，在将输出齿轮21的齿轮轴二81设置在安装槽72内并通过紧固件9与齿轮轴一71固连，再通过输出锥齿轮7的位置确定输入锥齿轮6的位置，且输入锥齿轮6的位置是可以沿着输出带轮5轴向移动的，输出带轮5能随着输入锥齿轮6的位置进行微调，输入带轮3和涨紧皮带4能随着输出齿轮21的位置进行相应的调节，驱动电机11能驱动输入带轮3转动，旋转结构主要是通过减速比较大的输入带轮3和输出带轮5以及减速比较大的输入齿轮8和输出齿轮21，使得旋转结构的速度能降低，且采用上述结构，上述结构的部件为常用零件加工制成，相比于现有的谐波减速机，本旋转结构的成本较低，整个旋转结构在安装的过程中，仅仅是通过旋转轴2的定位，一步步将上述结构进行压紧安装，使得整个旋转结构的安装较为方便，且在安装时，输入齿轮8可以通过轴向移动齿轮轴二81，调整齿轮轴二81在安装槽72内的位置后再通过紧固件9进行固定并使得输入齿轮8与输出齿轮21之间啮合紧密，不会产生晃动，实现了降噪的效果，并带动输出锥齿轮7的轴向位置也可以做出相应的调整，使得输入齿轮8和输出锥齿轮7在安装时能进行轴向调整，从而输入齿轮8与输出齿轮21的啮合间隙的调整更加精确，输入锥齿轮6与输出锥齿轮7的啮合间隙的调整更加精确，降低了该旋转结构在使用过程中会产生的噪音。

本方案相比相比于传统方案，在同样的输出速度时，现有采用谐波减速机的方案，锥齿轮的转速高于本申请中的输入锥齿轮6和输出锥齿轮7的转速，导致了现有方案的运行噪音是远远大于本方案的。

如图2所示，本旋转结构包括设置在齿轮轴一71与齿轮轴二81之间的调整垫片一73，齿轮轴二81嵌入安装槽72一端的端面与安装槽72的槽底之间具有间距74，间距74大于调整垫片一73的厚度。

调整垫片一73的厚度可调范围为0～0.05mm。

如图2所示，输入齿轮8上套设有呈筒状的支撑座82，壳体1上设有抵靠台阶13，支撑座82的一端向外凸起形成挡肩83，挡肩83能与抵靠台阶13相贴合并通过螺钉84定位在壳体1上，螺钉84的端部能与抵靠台阶13相抵靠。

如图3所示，支撑座82的外侧壁与壳体1的内侧壁之间具有调整间隙14。

如图2所示，支撑座82的另一端向内凸起形成限位挡板85，齿轮轴二81靠近输出齿轮21的一端凸起形成限位环87，支撑座82内设有若干个轴承一86，轴承一86均设置在限位挡板85与限位环87之间，轴承一86的内侧壁均与齿轮轴二81的外侧壁相贴合。

如图2所示，输出带轮5的齿轮轴三51上开设有调整槽52，输入锥齿轮6的齿轮轴四61能嵌入调整槽52内并通过紧固件9连接，齿轮轴四61嵌入调整槽52一端的端面与调整槽52的槽底之间具有空隙62。

如图3所示，输入锥齿轮6外套设有调整座63，壳体1凸起形成挡沿15，调整座63上设有凹口64，挡沿15能嵌入凹口64内。

如图3所示，调整座63内设有至少一个轴承二65，齿轮轴四61远离调整槽52的一端上具有限位板66，轴承二65设置限位板66和齿轮轴三51之间，限位板66和轴承二65之间设有调整垫片二67。

如图3所示，调整座63靠近输出带轮5的一端开设有限位槽68，调整座63在限位槽68内设有垫片，其中一个轴承二65能与垫片相抵靠。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种机器人的旋转结构，机器人包括壳体(1)、驱动电机(11)和旋转轴(2)，本旋转轴结构包括能与驱动电机(11)的电机轴(12)连接的输入带轮(3)，所述输入带轮(3)设置在壳体(1)内，所述输入带轮(3)上套设有涨紧皮带(4)，所述涨紧皮带(4)上套接有输出带轮(5)，其特征在于，所述壳体(1)内设有与输出带轮(5)同轴设置的输入锥齿轮(6)，在安装时所述输入锥齿轮(6)能沿着输出带轮(5)轴向移动，所述输入锥齿轮(6)啮合连接有输出锥齿轮(7)，所述输出锥齿轮(7)的齿轮轴一(71)上开设有安装槽(72)，本旋转轴结构还包括输入齿轮(8)，在安装时所述输入齿轮(8)的齿轮轴二(81)嵌入安装槽(72)后齿轮轴二(81)能在安装槽(72)内滑动并通过紧固件(9)与齿轮轴一(71)连接，所述旋转轴(2)上设有与输入齿轮(8)啮合的输出齿轮(21)，所述输入齿轮(8)上套设有呈筒状的支撑座(82)，所述支撑座(82)的外侧壁与壳体(1)的内侧壁之间具有调整间隙(14)，所述支撑座(82)的另一端向内凸起形成限位挡板(85)，所述齿轮轴二(81)靠近输出齿轮(21)的一端凸起形成限位环(87)，所述支撑座(82)内设有若干个轴承一(86)，所述轴承一(86)均设置在限位挡板(85)与限位环(87)之间，所述轴承一(86)的内侧壁均与齿轮轴二(81)的外侧壁相贴合。

2.根据权利要求1所述的机器人的旋转结构，其特征在于，本旋转轴结构包括设置在齿轮轴一(71)与齿轮轴二(81)之间的调整垫片一(73)，所述齿轮轴二(81)嵌入安装槽(72)一端的端面与安装槽(72)的槽底之间具有间距(74)。

3.根据权利要求1或2所述的机器人的旋转结构，其特征在于，所述输入齿轮(8)上套设有呈筒状的支撑座(82)，所述壳体(1)上设有抵靠台阶(13)，所述支撑座(82)的一端向外凸起形成挡肩(83)，所述挡肩(83)能与抵靠台阶(13)相贴合并通过螺钉(84)定位在壳体(1)上，所述螺钉(84)的端部能与抵靠台阶(13)相抵靠。

4.根据权利要求1或2所述的机器人的旋转结构，其特征在于，所述输出带轮(5)的齿轮轴三(51)上开设有调整槽(52)，所述输入锥齿轮(6)的齿轮轴四(61)能嵌入调整槽(52)内并通过紧固件(9)连接，所述齿轮轴四(61)嵌入调整槽(52)一端的端面与调整槽(52)的槽底之间具有空隙(62)。

5.根据权利要求4所述的机器人的旋转结构，其特征在于，所述输入锥齿轮(6)外套设有调整座(63)，所述壳体(1)凸起形成挡沿(15)，所述调整座(63)上设有凹口(64)，所述挡沿(15)能嵌入凹口(64)内。

6.根据权利要求5所述的机器人的旋转结构，其特征在于，所述调整座(63)内设有至少一个轴承二(65)，所述齿轮轴四(61)远离调整槽(52)的一端上具有限位板(66)，所述轴承二(65)设置在限位板(66)和齿轮轴三(51)之间，所述限位板(66)和轴承二(65)之间设有调整垫片二(67)。

7.根据权利要求5所述的机器人的旋转结构，其特征在于，所述调整座(63)靠近输出带轮(5)的一端开设有限位槽(68)，所述调整座(63)在限位槽(68)内设有垫片，其中一个轴承二(65)能与垫片相抵靠。