CN208123363U - 矢量摆线变速器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机械传动变速技术，适用于各种传动变速领域，特别适合用于多关节机器人的驱动变速器（减速机构）。一种矢量摆线变速器，包括具有摆线槽的摆线盘、滚珠，设有受输入轴偏心驱动的驱动盘和受驱动盘驱动的滑板，该滑板再驱动输出轴，其中，摆线盘固定在机体上，滚珠处于摆线盘的摆线槽和驱动盘的滚珠固定孔中使驱动盘与其摆线运动配合，驱动盘和输出轴上均设置有夹持块，滑板与各夹持块之间设置有平移导轨，平移导轨与滑板之间设有使两者保持径向滑移配合的滑移件，各夹持块分别与滑板径向滑移轴向转动夹持配合。提供一种新的称之为矢量摆线变速机构的技术方案。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械传动变速技术，适用于各种传动变速领域，特别适合用于多关节机器人的驱动变速器（减速机构）。
背景技术
应用于机器人、精密机床、航空航天等精密伺服机构的传动装置要求有高传动精度，高传动刚度，传动比大，传动效率高，体积小、重量轻，传动回差小，转动件的转动惯量小等特点。现有的传动机构中的摆线针轮行星传动，虽然具有许多优点，但加工复杂且传动精度不高，传动回差大；蜗杆传动具有传动比大，但传动效率低；谐波传动能较好地满足上述要求，但谐波传动依靠柔轮的变形传递动力与运动，柔轮材料要求高且寿命较短。
目前比较新型结构的减速机构研究越来越活跃，其原理是将传动钢球（滚珠）与摆线行星传动结合在一起的摆线减速机有越来越多的报道和文献公开。例如较早公开的cn86104457文献，名称为“无齿轮的差动减速器”申请方案，采用一对分别加工有内摆线滚道的盘和加工有外摆线滚道的盘为啮合传动副，两盘相对并在滚道中放入传动钢球，它利用了摆线传动的优点，并且钢球能循环运动，但传动比较小。高速运转后，相邻两滚珠之间的距离会发生变化，两滚珠会碰撞到一起，导致减速机卡死，运转时间长了以后会出现内膨胀等。
在2012年公布的CN102767600A 中，披露了一种利用S 形摆线槽及其内置的滚珠实现减速的BS 减速机，这项技术不需要借助齿轮或蜗轮传动来实现变速，在一定程度上降低了减速机的噪音，提高了传动效率。但是，BS减速机的S形摆线槽限定了偏心轴的偏心量，使其在运动的过程中无法完全控制减速机的运动轨迹，滚珠在S 形摆线槽中产生的机械干涉容易产生减速机输出不平稳、步进震动、发热量大、磨损率高等不良的现象。公告号为CN104964011A公开了一种用于多关节机器人的十字滑块驱动减速机，这项技术不需要借助齿轮或蜗轮传动来实现变速，在一定程度上降低了减速机的噪音，提高了传动效率。但是，该驱动滚珠工作时易产生轻微跳动，其稳定性较差，容易产生减速机输出不平稳、步进震动、磨损率高等不良的现象。
在先申请号为 201610997116 .6，名称为随动式驱动减速机；公开了通过传动滚珠固定在输出轴上传动滚珠固定孔上，让传动滚珠在差动变速器（也即摆线盘）的滚珠运动轨道中运动，在运动过程滚珠不会发生移位，保证减速机正常运动。通过随动板( V型槽)以及其A、B面上的第一、第二交叉(转动)滚柱，将偏心轴运动传递到差动变速器，自动调整偏心轴的运动与偏心量完全吻合，使传动滚珠和差动变速器的滚珠运动轨道完全吻合，差动变速器根据偏心运动通过滚珠运动轨道和传动滚珠做相对的运动，形成输出轴的减速输出，实现减速机平稳的减速输出功能。存在一点缺憾的是在很多应用场合不能完全的达到动平衡和方便利用。
综合目前已经公开的技术方案，它们均是在传动钢球（滚珠）及其摆线盘与输入轴、输出轴、摆线减速机构内的部件例如叫随动板或者叫十字滑块的之间配合上开展研发，存在的主要问题均很难把这种新型的减速机的优点发挥出来，特别是同时解决内膨胀、弯矩刚性、动态平衡等等。
实用新型内容
本实用新型目的就是为了克服现行摆线式减速器在结构设计上存在的
问题而提供一种新的称之为矢量摆线变速机构的技术方案。
本实用新型所述的一种矢量摆线变速器，包括具有摆线槽的摆线盘、滚珠，设有受输入轴偏心驱动的驱动盘和受驱动盘驱动的滑板，该滑板再驱动输出轴，其中，摆线盘固定在机体上，滚珠处于摆线盘的摆线槽和驱动盘的滚珠固定孔中使驱动盘与其摆线运动配合，驱动盘和输出轴上均设置有夹持块，滑板与各夹持块之间设置有平移导轨，平移导轨与滑板之间设有使两者保持径向滑移配合的滑移件，各夹持块分别与滑板径向滑移轴向转动夹持配合。
本实用新型与现有技术相比，由于采用驱动盘和滑板以及平移导轨等顺序递进的合理结构配置，有效的解决了这种新型结构的减速机构容易存在的内膨胀、弯矩刚性、动态平衡等等问题，并且使减速机构及其减速机扁平化设计非常容易。
优选的本实用新型在输入轴轴向上、下端均设有对称的受输入轴偏心驱动的驱动盘和受驱动盘驱动的滑板，处于上、下驱动盘之间的摆线盘上、下面均对称设有摆线槽及滚珠，轴向两端的滑板均与设在轴向两端的输出轴驱动配合。
比较有利的是轴向两端的输出轴可以通过连接销联动连接，对应驱动盘及滑板均设有与连接销间隙配合的销孔。
本实用新型采用对称性的摆线减速机构结构，解决了整机的动平衡问题，也使得整机在任意端或同一端做为输入、输出端成为可能；采用双面摆线盘及驱动盘和滑板，也增大了减速机的整体承载能力，对称抵消了内膨胀作用。使得输入、输出不存在弯矩刚性的问题，也给安装带来了方便，
优选的本实用新型在平移导轨与滑板之间设有的使两者保持在径向滑移的滑移件为交叉滚柱，共同设置在滑板侧面V型槽和平移导轨侧面V型槽中。
本实用新型在径向滑移的滑移件采用交叉滚柱，加强了整体结构刚性，也解决了纵横向的滚动滑移可靠性问题，特别是将其设置在滑板侧面V型槽中，大大降低了滑板等的表面刚性要求。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
附图说明
图1为本实用新型实施例在减速机上应用的轴向结构剖视图；
图2为本实用新型实施例在减速机上应用的整体结构分解示意图；
图3为图1B-B剖视图，也为本实用新型实施例在减速机上应用的滑板与驱动盘以及输出轴等驱动关系的结构剖视图；
图4为本实用新型实施例在减速机上应用的滑板与驱动盘以及输出轴等驱动关系的结构分解示意图；
图5为图1A-A剖视图，也系本实用新型实施例的摆线槽与驱动盘以及输出轴等驱动关系的结构剖视图。
具体实施方式
附图中的部件标注说明如下；1、输入轴，2、输出轴，3、滑板，4、驱动盘，5、摆线盘，6、滚珠，7、平移导轨，8、机体，9、交叉滚柱，10、连接销，11、轴承，21、输出轴夹持块，22、输出轴销孔，31、V型槽，32、滑板销孔，41、驱动盘夹持块，42、驱动盘销孔，51、摆线槽。
本实用新型实施例包括具有摆线槽51的摆线盘、滚珠6以及受输入轴1偏心驱动的驱动盘4和受驱动盘4驱动的滑板3，该滑板3再驱动输出轴2，其中，摆线盘固定在机体8上，滚珠6处于摆线盘的摆线槽51和驱动盘4的滚珠6固定孔中使驱动盘4与其摆线运动配合，这里所述的固定是指某些方向固定，驱动盘4和输出轴2上均设置有夹持块21、41，滑板3与各夹持块之间设置有平移导轨7，平移导轨7与滑板3之间设有使各两者保持径向滑移配合的滑移件，各夹持块21、41分别与滑板3径向滑移轴向转动夹持配合。当然如果直接将平移导轨7设置在夹持块21、41或其对应的输出轴2和驱动盘4上也即一体化设计也是本实用新型应有之意。另外这些部件之间还需要配置一些必要的轴承11或滚珠6、滚柱保持架、油封、连接螺钉等在此不再详述。在输入轴1的轴向上、下段均设有对称的受输入轴1偏心驱动的驱动盘4和受驱动盘4驱动的滑板3，处于上、下驱动盘4之间的摆线盘上、下面均对称设有摆线槽51及滚珠6，轴向两端的滑板3均驱动设在轴向两端的输出轴2上。比较有利的是本实用新型实施例具体应用中将轴向两端的输出轴2可以通过连接销10联动连接，对应的驱动盘4及滑板3均设有与连接销10间隙配合的销孔。平移导轨7与滑板3之设有的使两者保持径向滑移配合的滑移件为交叉滚柱9，共同设置在滑板3侧面V型槽31和平移导轨7侧面V型槽31中。平移导轨7分别固定在驱动盘4和输出轴2上，驱动盘4和输出轴2上均设置有二个夹持块，并均置于滑板3四个侧面。
实际应用中将上述结构装配到减速机机体8中，减速机构为两面驱动时，输入轴1在机体8中可以视为曲轴，电机一般通过曲轴端面螺栓的连接，驱动曲轴旋转，曲轴上两轴柄通过其上安装的轴承11带动驱动盘4质心做以偏心距为半径绕曲轴中心旋转的圆周运动，由于驱动盘4上均匀的滚珠6与双面摆线盘上的摆线轮廓属于嵌入式啮合状态，而且双面摆线盘的摆线齿廓数少于驱动盘4上的滚珠6数1到n个，因此驱动盘4质心公转的同时绕自身轴线做转动，从而达到从输入轴1（曲轴）到输出轴2的减速传动。滚珠6处于摆线盘的摆线槽51和驱动盘4的滚珠6固定孔中使驱动盘4与其摆线（摆线轨迹）运动配合，驱动盘4、滑板3以及输出轴2之间的径向平面相对运动通过平移导轨7传递和释放，特别是使两者保持径向滑移配合的滑移件优选交叉滚柱9并共同设置在滑板3侧面V型槽31和平移导轨7侧面V型槽31中，平移导轨7释放的力均是径向力，降低对滑板3硬度的要求，且能使轴向的结构布局更紧凑，释放偏心运动减速少了滑动摩擦，提高了传动效率。即平移导轨7与交叉滚柱9用于释放偏心运动，输出轴2最后主要接收滑板3定心转动驱动力。
Claims (5)
1.一种矢量摆线变速器，包括具有摆线槽的摆线盘、滚珠，其特征在于：设有受输入轴偏心驱动的驱动盘和受驱动盘驱动的滑板，该滑板再驱动输出轴，其中，摆线盘固定在机体上，滚珠处于摆线盘的摆线槽和驱动盘的滚珠固定孔中使驱动盘与其摆线运动配合，驱动盘和输出轴上均设置有夹持块，滑板与各夹持块之间设置有平移导轨，平移导轨与滑板之间设有使两者保持径向滑移配合的滑移件，各夹持块分别与滑板径向滑移轴向转动夹持配合。
2.根据权利要求1所述的矢量摆线变速器，其特征在于：在输入轴的轴向上、下端均设有对称的受输入轴偏心驱动的驱动盘和受驱动盘驱动的滑板，处于上、下驱动盘之间的摆线盘上、下面均对称设有摆线槽及滚珠，轴向两端的滑板均与设在轴向两端的输出轴驱动配合。
3.根据权利要求1或2所述的矢量摆线变速器，其特征在于：轴向两端的输出轴通过连接销联动连接，对应驱动盘及滑板均设有与连接销间隙配合的销孔。
4.根据权利要求3 所述的矢量摆线变速器，其特征在于：平移导轨与滑板之间设有使两者保持径向滑移配合的滑移件为交叉滚柱，共同设置在滑板侧面V型槽和平移导轨侧面V型槽中。
5.根据权利要求4 所述的矢量摆线变速器，其特征在于：平移导轨分别固定在驱动盘和输出轴上，驱动盘和输出轴上均设置有二个夹持块，并均置于滑板四个侧面。
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Cited By (1)
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| CN108458058A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-28 | 海尚集团有限公司 | 矢量摆线变速器 |
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2018
- 2018-04-04 CN CN201820484544.3U patent/CN208123363U/zh active Active
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| CN108458058A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-28 | 海尚集团有限公司 | 矢量摆线变速器 |
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