CN208358852U - 一种交错传动关节和机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种交错传动关节和机器人。所述交错传动关节可包括驱动装置、关节减速器、以及用于连接所述驱动装置和所述关节减速器的联结结构；所述关节减速器包括相互啮合的蜗杆和涡轮，由所述涡轮带动的转轴，用于容纳所述蜗杆、涡轮和转轴的外壳，以及由述转轴带动、作为输出接口的输出盘，所述输出盘位于所述外壳的外部；所述驱动装置包括用于驱动所述蜗杆的驱动电机。本实用新型技术方案，采用蜗杆涡轮技术，可以大大降低制造成本，以及在要求大减速比的情况下做到结构紧凑。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人关节技术领域，具体涉及一种交错传动关节和机器人。
背景技术
常用的机器人，尤其是多关节机器人，其关节减速器所占的成本非常高。现有关节减速器大都采用谐波减速器和摆线针轮减速器。谐波减速器对材料性能的要求很高，造成成本极高；而摆线针轮减速器结构复杂，制造精度要求较高，也使制造成本较高。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种交错传动关节和机器人，用于降低制造成本，以及在要求大减速比的情况下做到结构紧凑。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一方面，提供一种交错传动关节，包括驱动装置、关节减速器、以及用于连接所述驱动装置和所述关节减速器的联结结构；所述关节减速器包括相互啮合的蜗杆和涡轮，由所述涡轮带动的转轴，用于容纳所述蜗杆、涡轮和转轴的外壳，以及由述转轴带动、作为输出接口的输出盘，所述输出盘位于所述外壳的外部；所述驱动装置包括用于驱动所述蜗杆的驱动电机。
另一方面，还提供一种应用如上所述的交错传动关节的机器人。
从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
1、本实用新型的交错传动关节，其关节减速器采用蜗杆蜗轮技术，是一种蜗杆减速器，大大降低了成本；
2、本实用新型的交错传动关节，通过驱动电机驱动蜗杆，依次驱动涡轮、转轴和输出盘，实现减速功能，可以实现大减速比，且结构紧凑。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术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它的附图。
图1是本实用新型的一个实施例提供的交错传动关节的结构示意图；
图2是本实用新型的一个实施例提供的交错传动关节的剖面结构示意图；
图3是本实用新型的一个实施例提供的交错传动关节的另一个剖面结构示意图；
图4是本实用新型的一个实施例提供的交错传动关节的一个局部结构的示意图；
图5是本实用新型的一个实施例提供的交错传动关节应用于机器人的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语 “包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。
请参考图1，本实用新型的一个实施例，提供一种交错传动关节，该交错传动关节主要包括三个部分，即：驱动装置1、联结结构2和关节减速器3，其中，联结结构2用于连接驱动装置1和关节减速器3，驱动装置1作为动力部分为关节减速器3输入驱动力，关节减速器3实现减速功能并输出动力。
请参考图2，在一个实施例中，所述驱动装置1为驱动动力部分，主要包括用于驱动所述蜗杆301的驱动电机101，还可以包括编码器102。
请参考图2，在一个实施例中，所述联结结构2主要包括连接座201和电机法兰202以及位于所述连接座201内的联轴器203。
请参考图2和图3，在一个实施例中，所述关节减速器3主要包括相互啮合的蜗杆301和涡轮302，由所述涡轮302带动的转轴303，用于容纳所述蜗杆301、涡轮302和转轴303的外壳300，以及由述转轴303带动、作为输出接口的输出盘304，所述输出盘304位于所述外壳300的外部。该实施例中，关节减速器3采用蜗杆涡轮结构，当动力从蜗杆301传递到涡轮302，由于涡轮302的直径远大于蜗杆301的直径，转速大大降低，实现减速。
请参考图2，在一个实施例中，所述连接座201的一端与所述电机法兰202固定连接，所述驱动电机101安装在所述电机法兰202上，所述连接座201的另一端与所述关节减速器3的外壳300固定连接；所述驱动电机101的电机轴和所述蜗杆301的一端，穿入所述连接座201内，通过所述联轴器203连接。
值得说明的是，联轴器是用来将不同机构中的主动轴和从动轴牢固地联接起来一同旋转，并传递运动和扭矩的机械部件。驱动电机101可以利用联轴器203将动力传递给蜗杆301。需要说明的是，本文所述的固定连接或安装例如可以是通过螺丝或螺栓等方式固定连接或安装。
请参考图3，在一个实施例中，所述蜗杆301由所述外壳300内安装的蜗杆轴承305支撑和固定，外壳300内可设计有对称台阶用来固定蜗杆轴承305的外圈，蜗杆301上可以设计有台阶用来固定蜗杆轴承305的内圈。
请参考图3，在一个实施例中，所述涡轮302套在所述转轴303上并与所述转轴303固定连接，所述转轴303通过转轴轴承306安装在固定盘307上，所述固定盘306安装在所述外壳300上，所述转轴303的端部穿出所述固定盘306，所述输出盘304安装在所述转轴303的端部。该实施例中，涡轮302，转轴303，转轴轴承306和固定盘307，构成涡轮组件，可拆卸、可活动的安装在外壳300上，因而，可以调整、适配与蜗杆301的中心距，实现了蜗杆与涡轮距离的可调性。
在一个实施例中，固定盘307可以具有两个，可分别通过螺丝固定安装在外壳300的两侧，从而固定两个转轴轴承306，由两个转轴轴承306从两端支撑和固定转轴303。转轴轴承306可以但不限于采用角接触轴承。
请参考图3和图4，在一个实施例中，涡轮302中间具有通孔，转轴303穿入该通孔中，使得涡轮302套在转轴303上且套在中部。所述涡轮302和所述转轴303可以通过销子固定连接，例如，转轴303上可以开有销孔310，涡轮302上可以开有凹槽311，可通过销子将两者连在一起。
在一个实施例中，所述关节减速器3包括两个输出盘304，所述两个输出盘304分别连接在所述转轴303的两端，作为关节减速器3输出的接口。
在一个实施例中，适应于蜗杆和涡轮的形状，外壳300的上部可以大致呈矩形，下部大致呈圆形，其中，上部矩形的肩部308，可设计为圆角结构。
在一个实施例中，所述外壳300可以由相互对称的上外壳300a和下外壳300b组合而成。上外壳300a和下外壳300b设计成对称结构，便于采用注塑和压铸方式来制造，有利于降低成本。可选的，上外壳300a和下外壳300b可以通过若干个铜柱309连接，既便于组装，又可以增加强度。
在一个实施例中，驱动电机101作为输入端，输出盘304作为输出端，两者成90度交错分布。
在一个实施例中，如图1所示，所述编码器102可以安装在驱动电机101的后端，并与所述驱动电机同轴连接，即，编码器102的外圈与驱动电机101的本体连接，内圈则与驱动电机101的电机轴连接。
其它实施例中，所述编码器102也可以安装在所述蜗杆301的远离所述驱动电机101的一端，即，编码器102的外圈与外壳300连接，内圈则与蜗杆301连接。
以上，本实用新型的一个实施例提供了一种交错传动关节，该交错传动关节可用于机器人。
请参考图5，本实用新型的一个实施例，还提供一种应用如上文所述的交错传动关节的机器人。
在一个实施例中，所述机器人包括一臂体4和分别连接在所述臂体4两端的两个交错传动关节5，其中，所述臂体4的一端连接在一个交错传动关节5-1的输出盘304上，所述臂体4的另一端连接在另一个交错传动关节5-2的外壳300上。从而实现机器人的臂体的动作。
容易理解，交错传动关节5-1的外壳300可以连接机器人的另一臂体或其它结构，交错传动关节5-2的输出盘304也可以连接机器人的另一臂体或其它结构。
如上所述，本实用新型的一个实施例，提供了一种交错传动关节，还提供了一种应用该关节的机器人，通过采用以上技术方案，本实用新型实施例取得了以下技术效果：
1、本实用新型的交错传动关节，其关节减速器采用蜗杆蜗轮技术，是一种蜗杆减速器，与谐波减速器和摆线针轮减速器相比，大大降低了成本；
2、本实用新型的交错传动关节，通过驱动电机驱动蜗杆，依次驱动涡轮、转轴和输出盘，实现减速功能，可以实现大减速比，且结构紧凑。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
上述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种交错传动关节，其特征在于，
包括驱动装置、关节减速器、以及用于连接所述驱动装置和所述关节减速器的联结结构；所述关节减速器包括相互啮合的蜗杆和涡轮，由所述涡轮带动的转轴，用于容纳所述蜗杆、涡轮和转轴的外壳，以及由述转轴带动、作为输出接口的输出盘，所述输出盘位于所述外壳的外部；所述驱动装置包括用于驱动所述蜗杆的驱动电机。
2.根据权利要求1所述的交错传动关节，其特征在于，
所述联结结构包括连接座和电机法兰以及位于所述连接座内的联轴器；
所述连接座的一端与所述电机法兰固定连接，所述驱动电机安装在所述电机法兰上，所述连接座的另一端与所述关节减速器的外壳固定连接；
所述驱动电机的电机轴和所述蜗杆的一端，穿入所述连接座内，通过所述联轴器连接。
3.根据权利要求1所述的交错传动关节，其特征在于，
所述蜗杆由所述外壳内安装的蜗杆轴承支撑和固定，所述涡轮套在所述转轴上并与所述转轴固定连接，所述转轴通过转轴轴承安装在固定盘上，所述固定盘安装在所述外壳上，所述转轴的端部穿出所述固定盘，所述输出盘安装在所述转轴的端部。
4.根据权利要求3所述的交错传动关节，其特征在于，
所述关节减速器包括两个输出盘，所述两个输出盘分别连接在所述转轴的两端。
5.根据权利要求3所述的交错传动关节，其特征在于，
所述涡轮和所述转轴通过销子固定。
6.根据权利要求1所述的交错传动关节，其特征在于，
所述外壳由相互对称的上外壳和下外壳组合而成。
7.根据权利要求6所述的交错传动关节，其特征在于，
所述上外壳和所述下外壳通过若干个铜柱连接。
8.根据权利要求1所述的交错传动关节，其特征在于，
所述驱动装置还包括编码器，所述编码器与所述驱动电机同轴连接，或者，所述编码器安装在所述蜗杆的远离所述驱动电机的一端。
9.一种应用如权利要求1所述的交错传动关节的机器人。
10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，
所述机器人包括一臂体和分别连接在所述臂体两端的两个交错传动关节，其中，所述臂体的一端连接在一个交错传动关节的输出盘上，所述臂体的另一端连接在另一个交错传动关节的外壳上。
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