CN203548719U

CN203548719U - 摆线针轮减速器及机器人

Info

Publication number: CN203548719U
Application number: CN201320666752.2U
Authority: CN
Inventors: 王春晓
Original assignee: BEIJING A&E PRECISION MACHINERY Co Ltd
Current assignee: Beijing A&e Technologies Co ltd
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2023-10-28

Abstract

本实用新型提供一种体积较小、且减速比高的摆线针轮减速器以及采用该摆线针轮减速器的机器人。该摆线针轮减速器包括针轮和与针轮内啮合的摆线轮，所述针轮包括针齿壳和沿针齿壳内壁圆周方向分布的若干个针齿销；所述针齿壳的中央设置有主轴，所述主轴上固定有主动齿轮，以主轴为圆心的分布圆上设有与所述主动齿轮啮合的行星齿轮，所述行星齿轮固定在行星轴上，所述行星轴设有带动所述摆线轮作偏心摆动的偏心部；所述摆线轮的自转通过行星轴传递给输入端盖和输出端盖；所述针齿销呈阶梯状，包括小直径段和大直径段，所述针齿销的小直径段与所述行星齿轮径向相对，所述针齿销的大直径段与摆线轮啮合。

Description

摆线针轮减速器及机器人

技术领域

本实用新型提供一种摆线针轮减速器和采用该摆线针轮减速器的机器人，尤其是一种具有两级减速机构的摆线针轮减速器。

背景技术

摆线针轮减速器作为一种新颖的传动机械，在工业机器人、高精密机床、医疗等行业有着广泛的用途。该摆线针轮减速器包括第一级减速机构和第二级减速机构。第一级减速机构包括固定在主轴上的主动齿轮和固定在行星轴上的行星齿轮。第二级减速机构包括套设在行星轴上的摆线轮和由针齿壳和针齿销组成的针轮。主轴和行星轴均设置在针齿壳内，其中主轴设置在针齿壳的中央，行星轴一般有2至4个，设置在以主轴为圆心的分布圆上。如图7所示，现有技术中的针齿销一般做成直径一致的圆柱体状，这样位于行星轴上的行星轮就可能在转动中与位于针齿壳内壁上的针齿销相干涉。为了避免行星轮和针齿销干涉，常规的解决办法由两种：一种是增大针齿壳的内壁直径，但这样会增大了摆线针轮减速器的体积，另一种方法是减少行星轮的直径，但在轮距不变的情况下会增加与行星齿轮啮合的主动齿轮直径，减少第一级减速机构的减速比，进而减少了整个摆线针轮减速器的减速比。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种体积小、且减速比高的摆线针轮减速器以及采用该摆线针轮减速器的机器人。

本实用新型提供的摆线针轮减速器，包括针齿壳，针齿壳两端设有输入端盖和输出端盖，所述输入端盖和输出端盖固定连接在一起，可以相对所述针齿壳转动；所述针齿壳内设有针齿销、主轴、主动齿轮、行星齿轮、行星轴和摆线轮；所述针齿销设于所述针齿壳的内壁，与针齿壳组成针轮；所述主轴上固定有主动齿轮，位于针齿壳的中央，以主轴为圆心的分布圆上设有与所述主动齿轮啮合的行星齿轮；所述行星齿轮固定在行星轴上，所述行星轴上设有带动摆线轮作偏心摆动的偏心部；所述摆线轮在做偏心摆动的同时与针轮啮合，产生与主轴的运动方向相反的自转；所述摆线轮的自转通过行星轴传递给输入端盖和输出端盖；所述针齿销呈阶梯状，包括小直径段和大直径段，所述针齿销的小直径段与所述行星齿轮径向相对，所述针齿销的大直径段与摆线轮啮合。

优选的，所述主动齿轮与所述主轴一体成型。

优选的，所述行星轴有2～4个，在以主轴为圆心的分布圆上均匀分布。

优选的，所述偏心部有2～4个，沿主轴圆周方向均匀分布，每个偏心部上相应地套设一个摆线轮。

优选的，所述摆线轮与所述行星轴的偏心部之间设置有转臂轴承。

优选的，所述转臂轴承是有内圈无外圈的滚子轴承或者无内外圈只带保持架的滚针轴承。

优选的，所述输出端盖设有与其内端面一体成型的异形柱，所述异形柱另一端穿过摆线轮，贴近所述输入端盖的内表面，所述输入端盖设有旋入所述异形柱的连接螺钉，将所述输入端盖和输出端盖固定。

优选的，所述输入端盖设有与其内端面一体成型的异形柱，所述异形柱另一端穿过摆线轮，贴近所述输出端盖的内表面，所述输出端盖侧设有旋入所述异形柱的连接螺钉，将所述输入端盖和输出端盖固定。

本实用新型提供的机器人包括机械臂、机械手、机器人关节，所述机械臂与机械臂之间、以及所述机械臂与所述机械手之间通过所述机器人关节连接，所述机器人关节包括壳体、电机和上述的摆线针轮减速器，所述摆线针轮减速器位于所述壳体内，所述电机与摆线针轮减速器的主轴相连，驱动所述摆线针轮减速器通过输入端盖或者输出端盖带动机器人关节的转动。、

采用本实用新型提供的摆线针轮减速器，与行星齿轮相对的是针齿销的小直径段，与原来的技术方案相比，行星齿轮的直径可以增大，而且在增大行星齿轮直径的同时还可以减少与行星齿轮啮合的主动齿轮的直径，这样就可以在不增加摆线针轮减速器的体积的同时增大第一级减速机构的减速比。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1；摆线针轮减速器的右视图

图2；沿图1A-A剖面线所作的轴向剖面图

图3；沿图2B-B剖面线所作的横向剖面图

图4；沿图2C-C剖面线所作的横向剖面图

图5；本实用新型摆线针轮减速器爆炸图

图6；本实用新型针齿销立体图

图7；现有技术针齿销立体图

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1至6所示，所述高精密摆线针轮减速器包括中空的针齿壳110，所述针齿壳110的两端设有通过连接螺钉190固定在一起的输入端盖121和输出端盖122，所述输入端盖121和输出端盖122通过第一圆锥滚子轴承131支撑在针齿壳110的内壁，可以相对针齿壳110自由转动。

所述针齿壳110内设置有摆线轮140，主轴150和行星轴160。所述主轴150位于针齿壳110的中央，所述行星轴160设置在以主轴150为圆心的分布圆上。所述主轴150依次穿过输入端盖121和摆线轮140后，止于输出端盖122的内侧。所述行星轴160两端通过第二圆锥滚子轴承132分别支撑在输入端盖121和输出端盖122上。所述主轴150靠近输出端盖122侧设置有主动齿轮151，所述行星轴160上用键固定有齿数大于所述主动齿轮151的行星齿轮161，所述行星齿轮161与所述主动齿轮151啮合，构成摆线针轮减速器的第一级减速机构。所述行星轴160穿过摆线轮140，并在经过摆线轮140的部位设置有偏心部，所述行星轴160的偏心部可以带动摆线轮140做偏心摆动。

所述针齿壳110的内壁沿圆周方向设有若干个针齿孔，每个针齿孔内设置一个针齿销170，针齿销的170两端由第一圆锥滚子轴承131轴向限位，所述针齿销170和针齿壳110组成针轮。所述摆线轮140与所述针轮啮合，形成摆线针轮减速器的第二级减速机构。所述针齿销170呈两段阶梯状，包括大直径段172和小直径段171，与摆线轮140啮合的是大直径段172，与行星齿轮161相对的是小直径段171。

摆线轮140在偏心摆动的过程中与针轮啮合，产生与其偏心摆动方向相反的自转。所述摆线轮140的自转通过行星轴160传递给输入端盖121和输出端盖122。

所述输入端盖121设有与其内端面一体成型的异形柱180，所述异形柱180的另一端穿过摆线轮140，与所述输出端盖122的内端面贴近，所述连接螺钉190从输出端盖122侧旋入所述柱销轴180，将输出端盖122固定在所述输入端盖121上。当然异形柱180也可以做成一端与所述输出端盖122的内端面一体成型，另一端穿过摆线轮140，与所述输入端盖121的内端面贴近。采用这种结构，异形柱180和连接螺钉190共用一个安装位置，可以尽可能地增大异形柱180的直径，进而增加异形柱180的刚度。

行星轴160的个数是根据其传递给摆线轮140力矩的大小而设置的，一般行星轴160的个数为2～4个，而且行星轴160在以主轴为圆心的分布圆上间隔均匀。本实施例设置3根行星轴160，相邻行星轴160圆心与主轴150圆心连线的夹角为120度。

摆线轮140的个数是根据其传递给输入端盖121和输出端盖122的力矩而设置的，一般为2～4个，每根行星轴160上会设定相应个数带动摆线轮140做偏心摆动的偏心部，偏心部沿行星轴圆周方向均匀分布。本实施例设置的摆线轮140为2个，每个行星轴160相应地设置有2个偏心部，这2个偏心部之间的相位差为180度。

所述主动齿轮151与主轴150一体成型，这样可以在减少主动齿轮151直径的同时增大行星齿轮161的直径，增加第一级减速机构的减速比。

行星轴160的偏心部与摆线轮140之间还套设有转臂轴承100。为了在同样尺寸的条件下提高转臂轴承100的使用命，转臂轴承100选取有内圈无外圈的滚子轴承，因为这种滚子轴承的承载能力更高。在满足承载条件的情况下，转臂轴承100还可以选取以采用无内外圈只带保持架的滚针轴承，但是这种滚针轴承将行星轴160直接作为滚子的内滚道，对行星轴的加工精度要求比较高。

该摆线针轮减速器的工作原理是：主轴150在电机的驱动下顺时针转动（当然也可以逆时针转动），通过主动齿轮151带动固定在行星轴160上的行星齿轮161逆时针转动。行星轴160上的偏心部接着带动摆线轮140逆时针偏心摆动，使得摆线针轮减速器实现第一级减速。摆线轮140在做偏心摆动的同时与针轮内啮合，产生与行星齿轮转动方向相反的自转，形成摆线针轮减速器的第二级减速。在针轮固定情况下，行星轴160每逆时针转一圈，摆线轮140就会顺时针自转一个齿。摆线轮140的自转接着通过行星轴160传递给输入端盖121和输出端盖122，实现最终的减速输出。

采用本实用新型的技术方案，与行星齿轮161相对的是针齿销170的小直径段171，与原来的技术方案相比，行星齿轮161的直径可以增大，而且在增大行星齿轮161直径的同时还可以减少与行星齿轮161啮合的主动齿轮151直径，这样就可以在不增加摆线针轮减速器的体积的同时增大第一级减速机构的减速比，进而增加摆线针轮减速器的减速比。

实施例二

本实施例提供的机器人包括机械臂、机械手、机器人关节，所述机械臂与机械臂之间、以及所述机械臂与所述机械手之间通过所述机器人关节连接，所述机器人关节包括壳体、电机和实施例一中所述的摆线针轮减速器，所述摆线针轮减速器位于所述壳体内，所述电机与摆线针轮减速器的主轴相连，驱动所述摆线针轮减速器通过输入端盖或者输出端盖带动机器人关节的转动。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种摆线针轮减速器，其特征在于：

包括针齿壳，针齿壳两端设有输入端盖和输出端盖，所述输入端盖和输出端盖固定连接在一起，可以相对所述针齿壳转动；

所述针齿壳内设有针齿销、主轴、主动齿轮、行星齿轮、行星轴和摆线轮；所述针齿销设于所述针齿壳的内壁，与针齿壳组成针轮；所述主轴上固定有主动齿轮，位于针齿壳的中央，以主轴为圆心的分布圆上设有与所述主动齿轮啮合的行星齿轮；所述行星齿轮固定在行星轴上，所述行星轴上设有带动摆线轮作偏心摆动的偏心部；

所述摆线轮在做偏心摆动的同时与针轮啮合，产生与主轴的运动方向相反的自转；所述摆线轮的自转通过行星轴传递给输入端盖和输出端盖；

所述针齿销呈阶梯状，包括小直径段和大直径段，所述针齿销的小直径段与所述行星齿轮径向相对，所述针齿销的大直径段与摆线轮啮合。

2.根据权利要求1所述的摆线针轮减速器，其特征在于：所述主动齿轮与所述主轴一体成型。

3.根据权利要求1所述的摆线针轮减速器，其特征在于：所述行星轴有2～4个，在以主轴为圆心的分布圆上均匀分布。

4.根据权利要求3所述的摆线针轮减速器，其特征在于：所述偏心部有2～4个，沿主轴圆周方向均匀分布，每个偏心部上相应地套设一个摆线轮。

5.根据权利要求1所述的摆线针轮减速器，其特征在于：所述摆线轮与所述行星轴的偏心部之间设置有转臂轴承。

6.根据权利要求5所述的摆线针轮减速器，其特征在于：所述转臂轴承是有内圈无外圈的滚子轴承或者无内外圈只带保持架的滚针轴承。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的摆线针轮减速器，其特征在于：所述输出端盖设有与其内端面一体成型的异形柱，所述异形柱另一端穿过摆线轮，贴近所述输入端盖的内表面，所述输入端盖设有旋入所述异形柱的连接螺钉，将所述输入端盖和输出端盖固定。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的摆线针轮减速器，其特征在于：所述输入端盖设有与其内端面一体成型的异形柱，所述异形柱另一端穿过摆线轮，贴近所述输出端盖的内表面，所述输出端盖侧设有旋入所述异形柱的连接螺钉，将所述输入端盖和输出端盖固定。

9.一种机器人，包括机械臂、机械手、机器人关节，所述机械臂与机械臂之间、以及所述机械臂与所述机械手之间通过所述机器人关节连接，其特征在于，所述机器人关节包括壳体、电机和根据权利要求1至8中任一项所述的摆线针轮减速器，所述摆线针轮减速器位于所述壳体内，所述电机与摆线针轮减速器的主轴相连，驱动所述摆线针轮减速器，通过输入端盖或者输出端盖带动机器人关节的转动。