CN110219948A - 一种机器人行星减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机器人行星减速器，包括安装于机壳中的第一行星轮机构和第二行星轮机构；所述第一行星轮机构包括第一行星架、依次啮合的第一中心轮、第一行星轮、和内齿轮；所述第二行星轮机构包括相互啮合的第二中心轮和第二行星轮；所述第一中心轮与输入轴连接，第一行星架的一端与第一行星轮转动连接，另一端与第二行星轮固定连接，所述第一行星轮能够将第一中心轮的转矩分别传递给内齿轮和第二中心轮；所述机壳中转动安装有第二行星轮，所述第二行星轮与内齿轮拟合，所述第二行星轮能够将转矩传递给内齿轮。本发明能够消除行星减速器中齿轮背隙较大造成的传动精度低的问题；两级行星轮机构同时分担转矩，具有更大的增矩性和传动比范围。

Description

一种机器人行星减速器
技术领域
本发明属于减速器技术领域，具体涉及一种机器人行星减速器。
背景技术
工业机器人产业迅猛发展，对高性能精密减速器的需求与日俱增。减速器是机器人最为关键核心零部件之一，其成本约占机器人整机成本的30％。因此，减速器的性能与成本直接关系到机器人整机的性能与成本。精密减速器包括RV精密减速器、谐波减速器和行星减速器等类型。
谐波减速器中谐波传动具有运动精度高，传动比大、质量小、体积小、传动惯量小等优点。其缺点是谐波齿轮传动中柔轮极易受损，损耗功率大；其引起的扭转变形角达到20＇-30＇,且不具有自锁功能。RV减速器由一个行星齿轮减速机和一个摆线针轮减速机组成，具有较高的疲劳强度、刚度和寿命，而且回差精度稳定。
行星减速器具有重量轻、体积小、传动比范围大、效率高、运转平稳、噪声低适应性强等特点。
但是发明人认为：行星减速器中传动齿轮采用传统的渐开线齿轮啮合，其背隙较大，无法满足机器人减速器的高精度要求。同时，如说明书附图1所示，现有的行星减速器一般是通过多级行星齿轮逐级传递扭矩，每一级的行星齿轮机构要承担较大的转矩。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种机器人行星减速器，能够消除行星减速器中齿轮背隙较大造成的传动精度低的问题；两级行星轮机构同时分担转矩，具有更大的增矩性和传动比范围。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种机器人行星减速器，包括安装于机壳中的第一行星轮机构和第二行星轮机构；
所述第一行星轮机构包括第一行星架、依次啮合的第一中心轮、第一行星轮、和内齿轮；
所述第二行星轮机构包括第二行星架、相互啮合的第二中心轮和第二行星轮；
所述第一中心轮与输入轴连接，第一行星架的一端与第一行星轮转动连接，另一端与第二行星轮固定连接，所述第一行星轮能够将第一中心轮的转矩分别传递给内齿轮和第二中心轮；
采用第一行星轮同时将运动传给内齿轮和第二中心轮的方式，这种并联载荷分流的减速方式，使所传递的扭矩可以从多个路径传递到负载，因而，并联载荷分流式行星传动具有更大的增矩性和传动比范围。
所述机壳中转动安装有第二行星轮，所述第二行星轮与内齿轮拟合，所述第二行星轮能够将转矩传递给内齿轮；
所述内齿轮的端面与输出盘固定连接，所述输出盘用于向外界输出动力。
进一步，所述第二行星轮与第二行星架转动连接，所述第二行星架与机壳固定连接。
采用第二行星架固定的方式，第二行星轮中的轴承不受离心力作用，轴承寿命高；第一行星架具有与第二中心轮相同转速，第一行星轮中轴承的离心力大大减小。
进一步，所述内齿轮通过外圈轴承转动安装于机壳中，内齿轮分别与第一行星轮和第二行星轮啮合。
本发明的有益效果：
本发明中通过第一行星轮同时将运动传给内齿轮和第二中心轮，这种并联载荷分流的减速方式，使所传递的扭矩可以从多个路径传递到负载，因而，并联载荷分流式行星传动具有更大的增矩性和传动比范围。比较传统的设计，承载能力可以提高30-50％。或，在同样的承载能力要求下，体积可以减少约30-50％。
第二行星架固定，第二行星轮中的轴承不受离心力作用，轴承寿命高；第一行星架具有与第二中心轮相同转速，第一行星轮中轴承的离心力大大减小。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为现有技术中的传统串联齿轮传动机构原理图；
图2为本发明实施例1中并联齿轮传动机构原理图；
图3为本发明实施例1中整体结构示意图；
图4为本发明实施例1中间隙调整装置的结构示意图；
图5为本发明实施例2中整体结构示意图；
图6为本发明实施例2中间隙调整装置的结构示意图；
图中：1、第一中心轮；2、第二中心轮；3、第一行星架；4、第一行星轮；5、内齿轮；6、输出盘；7、第二行星轮；8、外圈轴承；9、机壳；10、行星轮轴承；11、挡圈；12、轴承；13、输入轴；14、板型弹簧；15、锁紧螺钉；16、圆形弹簧；17、钢球；18、齿轮轴。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供优选的的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1，如图2-4所示，一种机器人行星减速器，包括安装于机壳9中的第一行星轮4机构和第二行星轮7机构；
所述第一行星轮4机构包括第一行星架3、依次啮合的第一中心轮1、第一行星轮4、和内齿轮5；
所述第二行星轮7机构包括第二行星架、相互啮合的第二中心轮2和第二行星轮7；
所述第一中心轮1与输入轴13连接，第一行星架3的一端与第一行星轮4转动连接，另一端与第二行星轮7固定连接，所述第一行星轮4能够将第一中心轮1的转矩分别传递给内齿轮5和第二中心轮2。
具体的，在一些实施方式中，第一中心轮1与输入轴13采用键连接的方式固定，在其他实施方式中第一中心轮1与输入轴13可以采用其他固定方式。
所述机壳9中转动安装有第二行星轮7，所述第二行星轮7与内齿轮5拟合，所述第二行星轮7能够将转矩传递给内齿轮5。
所述内齿轮5的端面与输出盘6固定连接，所述输出盘6用于向外界输出动力。
具体的，内齿轮5通过螺钉与输出盘6固定连接。
所述第二行星轮7与第二行星架转动连接，所述第二行星架与机壳9固定连接。所述内齿轮5通过外圈轴承8转动安装于机壳9中，内齿轮5分别与第一行星轮4和第二行星轮7啮合。
所述输入轴13伸入机壳9的内腔中，输入轴13与机壳9之间设有轴承12。
所述第一中心轮1、第二中心轮2、第一行星轮4和第二行星轮7分别为锥形齿轮，第一中心轮1、第二中心轮2、第一行星轮4和第二行星轮7的轴线相互平行，第一行星轮4能够在间隙调整机构的驱动下沿自身轴线方向移动设定距离以减少第一行星轮4与第一中心轮1中齿轮的背隙；所述第二行星轮7能够在间隙调整机构的驱动下沿自身轴线方向移动设定距离以减少第二行星轮7与第一中心轮1中齿轮的背隙。
所述第一行星轮4和第二行星轮7分别与一个转轴转动连接，所述转轴分别与第一行星架3或第二行星架固定，所述间隙调整机构包括板型弹簧14，所述板型弹簧14设置于第一行星轮4或第二行星轮7的转轴上，所述板型弹簧14的一端与第一行星架3的端面接触，另一端与第一行星轮4或第二行星轮7接触。
具体的，当第一行星轮4与第一中心轮1啮合、第二行星轮7与第二中心轮2啮合时的背隙消除后，未避免齿轮啮合时卡死，间隙调整机构为采用板型弹簧14的弹性机构，能够改变两个转轴之间的间距，使得两个相互啮合的锥齿轮不会卡死。
工作原理：精密减速器由输入轴1313输入，通过第一中心轮1传给第一行星轮4，然后随后分流到两个路径，一是直接传递到内齿轮5，二是通过第二行星架传递到第二中心轮22，经第二行星轮7传递到内齿轮5。内齿轮5与输出盘6通过螺钉固结，然后输出。消隙机构可以有多种方案。通过板型弹簧14推动行星轮做轴向运动，消除齿侧间隙。第一行星轮4机构和第二行星轮7机构中各齿轮为轴向锥型齿形，形成大小端齿形差异，在齿轮轴18向位置调整时消除间隙。
实施例2，如图5-6所示，本实施例提供了一种机器人行星减速器，与实施例1相比，区别点在于：所述间隙调整结构包括圆形弹簧16，所述第一行星轮4和第二行星轮7分别与一个转轴固定以形成齿轮轴18，所述齿轮轴18的一端分别伸入第一行星架3或第二行星架的安装孔中，所述齿轮轴18的端部设有通孔，所述通孔中设有圆形弹簧16的一端，所述第一行星架3或第二行星架中设有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉伸入通孔中，所述圆形弹簧与锁紧螺钉固定连接，所述锁紧螺钉与通孔的轴线重合。所述通孔中设有钢球17，所述钢球17设置于通孔与锁紧螺钉之间。
具体的，当第一行星轮4与第一中心轮1啮合、第二行星轮7与第二中心轮2啮合时的背隙消除后，未避免齿轮啮合时卡死，间隙调整机构为采用圆形弹簧16的弹性机构，能够改变两个转轴之间的间距，使得两个相互啮合的锥齿轮不会卡死。
具体的，采用锁紧螺钉的结构，能够通过转动锁紧螺钉改变弹簧的弹力。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种机器人行星减速器，其特征在于，包括安装于机壳中的第一行星轮机构和第二行星轮机构；
所述第一行星轮机构包括第一行星架、依次啮合的第一中心轮、第一行星轮和内齿轮；
所述第二行星轮机构包括相互啮合的第二中心轮和第二行星轮；
所述第一中心轮与输入轴连接，第一行星架的一端与第一行星轮转动连接，另一端与第二行星轮固定连接，所述第一行星轮能够将第一中心轮的转矩分别传递给内齿轮和第二中心轮；
所述机壳中转动安装有第二行星轮，所述第二行星轮与内齿轮拟合，所述第二行星轮能够将转矩传递给内齿轮；
所述内齿轮的端面与输出盘固定连接，所述输出盘用于向外界输出动力。
2.根据权利要求1所述的机器人行星减速器，其特征在于，所述第二行星轮与第二行星架转动连接，所述第二行星架与机壳固定连接。
3.根据权利要求2所述的机器人行星减速器，其特征在于，所述内齿轮通过外圈轴承转动安装于机壳中，内齿轮分别与第一行星轮和第二行星轮啮合。
4.根据权利要求2所述的机器人行星减速器，其特征在于，所述输入轴伸入机壳的内腔中，输入轴与机壳之间设有轴承。
5.根据权利要求3所述的机器人行星减速器，其特征在于，所述第一中心轮、第二中心轮、第一行星轮和第二行星轮分别为锥形齿轮，第一中心轮、第二中心轮、第一行星轮和第二行星轮的轴线相互平行，第一行星轮能够在间隙调整机构的驱动下沿自身轴线方向移动设定距离以减少第一行星轮与第一中心轮中齿轮的背隙；
所述第二行星轮能够在间隙调整机构的驱动下沿自身轴线方向移动设定距离以减少第二行星轮与第一中心轮中齿轮的背隙。
6.根据权利要求5所述的机器人行星减速器，其特征在于，所述第一行星轮和第二行星轮分别与一个转轴转动连接，所述转轴分别与第一行星架或第二行星架固定，所述间隙调整机构包括板型弹簧，所述板型弹簧设置于第一行星轮或第二行星轮的转轴上，所述板型弹簧的一端与第一行星架的端面接触，另一端与第一行星轮或第二行星轮接触。
7.根据权利要求5所述的机器人行星减速器，其特征在于，所述间隙调整结构包括圆形弹簧，所述第一行星轮和第二行星轮分别与一个转轴固定以形成齿轮轴，所述齿轮轴的一端分别伸入第一行星架或第二行星架的安装孔中，所述齿轮轴的端部设有通孔，所述通孔中设有圆形弹簧的一端，所述第一行星架或第二行星架中设有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉伸入通孔中，所述圆形弹簧与锁紧螺钉固定连接，所述锁紧螺钉与通孔的轴线重合。
8.根据权利要求7所述的机器人行星减速器，其特征在于，所述通孔中设有钢球，所述钢球设置于通孔与锁紧螺钉之间。
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