CN210256196U - 一种单电机双减速机机器人关节结构 - Google Patents

一种单电机双减速机机器人关节结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:包括固定端本体,第一台RV减速机针齿壳、第二台RV减速机针齿壳、输入端电机法兰、第一台RV减速机行星轮、第二台RV减速机行星轮、RV减速机输入轴、电机、第一台RV减速机输出盘架、第二台RV减速机输出盘架、输出端本体、第一台RV减速机偏心轴、第二台RV减速机偏心轴、RV减速机角接触球轴承和RV减速机摆线轮。在减速机技术领域,对于单电机机器人需要的RV减速机的尺寸大、双电机双减速机的驱动控制难以同步,本方案提供了一种单电机双减速机的机器人关节结构,安装简单,调试便捷。

Description

一种单电机双减速机机器人关节结构
技术领域
本实用新型涉及减速机技术领域,尤其涉及一种单电机双减速机机器人关节结构。
背景技术
RV减速机是在摆线针轮传动基础上发展起来的一种新型减速机。有两级减速结构:第一级是行星减速结构,第二级是摆线针轮减速结构。具有高刚度、高精度、大扭矩、传动效率高等优点,比单纯的摆线针轮行星传动具有更小的体积和更大的过载能力,在日本机器人的传动机构中,已在很大程度上逐渐取代单纯的摆线针轮行星传动和谐波传动。
中国专利CN106514702B一种单轴两自由度机器人关节,包括第一关节总成和第二关节总成;第一关节总成包括第一驱动电机、行星减速机和第一关节主轴,第一关节主轴与第一驱动电机的转子连接,行星减速机的输入端与第一关节主轴连接;第二关节总成包括第二驱动电机、第二关节主轴和同步齿形带轮,第二驱动电机壳体与行星减速机的输出端连接,第二关节主轴与第二驱动电机的转子连接,同步齿形带轮固定安装于第二关节主轴上。该机器人关节结构紧凑,实现了同轴两自由度,充分利用无框直驱力矩电机输出扭矩大、结构简单紧凑等优点,可用于大载重-自重比的协作型机器人,也可用于腿足式机器人。
这种要求电机同步动作的关节机构,对电机同步调试带来较大的难度,对控制系统也提出更高要求,需设计一种忽略电机同步问题的机器人关节机构,安装使用便捷的关节机构。
实用新型内容
为克服现有技术中存在的电机同步调试困难、对控制系统要求高、体积大和低负载的问题,本实用新型提供了一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:包括固定端本体,第一台RV减速机针齿壳、第二台RV减速机针齿壳、输入端电机法兰、第一台RV减速机行星轮、第二台RV减速机行星轮、RV减速机输入轴、电机、第一台RV减速机输出盘架、第二台RV减速机输出盘架、输出端本体、第一台RV减速机偏心轴、第二台RV减速机偏心轴、RV减速机角接触球轴承和RV减速机摆线轮;所述第一台RV减速机针齿壳和第二台RV减速机针齿壳分别与固定端本体和输入端电机法兰固定连接,作为固定端;所述电机上连接有RV减速机输入轴,同时RV减速机输入轴分别与第一台RV减速机行星轮、第二台RV减速机行星轮啮合,作为输入端;输出端本体固定安装在第一台RV减速机输出盘架和第二台RV减速机输出盘架之间,作为输出端;所述第一台RV减速行星轮和第二台RV减速机行星轮分别与RV减速机输入轴构成第一级行星减速机构,所述第一台RV减速机针齿壳和第二台RV减速机针齿壳分别与RV减速机偏心轴、RV减速机摆线轮构成第二级摆线针轮减速机构。
通过采用上述技术方案,该结构通过两个相同的减速机,仅仅由一个电机通过一根RV减速机输入轴驱动两个RV减速机作为输入端,两个RV减速机对称固定在输出端本体的两侧,两个RV减速机的输出盘架面对面并与输出端本体连接,共同传动扭矩,获得双倍扭矩同时,并保持同步传动。
作为优选的,所述输出端本体两侧的第一台RV减速机针齿壳和第二台RV减速机针齿壳、第一台RV减速机行星轮和第二台RV减速机行星轮、第一台RV减速机输出盘架和第二台RV减速机输出盘架均相同,且相对于输出端本体对称。
通过采用上述技术方案,两个RV减速机的结构相同,一个电机同时带动两个RV减速机,可以通过多个直径小的减速机来输出大扭矩。
作为优选的,所述固定端本体、输入端电机法兰对称安装在机器人关节机构的本体上,且通过螺栓分别与第一台RV减速机针齿壳、第二台RV减速机针齿壳连接,所述输入端电机法兰上连接有电机,所述电机与RV减速机输入轴为一体式结构或为可拆卸连接,且RV减速机输入轴的首端设有齿轮。
通过采用上述技术方案,固定端本体、输出端电机法兰分别和RV减速机的针齿壳连接,形成机器人关节结构的固定部分,电机与输入轴为一体式结构时,使得电机和输入轴具有较好的同心度,电机与输入轴为可拆卸连接时,能够方便输入轴的维护和检修,降低使用成本。RV减速机输入轴的首端设有的齿轮能够与RV减速机上的行星轮啮合。
作为优选的,所述电机安装在两端任意一个输入端电机法兰上,所述RV减速机输入轴安装在电机上,且电机通过RV减速机输入轴上的齿轮分别与第一台RV减速机行星轮和第二台RV减速机行星轮啮合。
通过采用上述技术方案,电机可以连接在任意一端的输出端电机法兰上,且RV减速机输出轴与电机一体化或者安装在电机上,RV减速机输出轴的首端的齿轮驱动RV减速机上的行星轮,实现单电机对双RV减速机的控制。
作为优选的,所述第一台RV减速机偏心轴和第二台RV减速机偏心轴的末端均设有花键,花键上分别安装有第一台RV减速机行星轮和第二台RV减速机行星轮,花键的外侧均设有轴用弹性挡圈。
通过采用上述技术方案,RV减速机的输入轴通过电机驱动,通过其上的中心齿轮与减速机行星轮啮合,同时行星轮设置在减速机偏心轴的一端,通过行星轮的转动驱动RV减速机偏心轴转动,行星轮套装在RV减速机偏心轴的花键上,且通过轴用弹性挡圈进行加固,防止行星轮脱落。
作为优选的,所述第一台RV减速机偏心轴和第二台RV减速机偏心轴上均包括偏心轴同心圆、凸轮、圆锥滚子轴承和滚针保持架,所述偏心轴同心圆和凸轮为一体化结构,凸轮上套装有滚针保持架,偏心轴同心圆上套装有圆锥滚子轴承。
通过采用上述技术方案,RV减速机上的偏心轴上的凸轮上套装的滚针保持架用于与摆线轮连接,偏心轴同心圆上套装有的圆锥滚子轴承与RV减速机输出盘架连接,用于通过摆线轮做出的圆摆运动驱动RV减速机输出盘架转动。
作为优选的,所述第一台RV减速机针齿壳与第一台RV减速机输出盘架、第二台RV减速机针齿壳与第二台RV减速机输出盘架均是通过RV减速机角接触球轴承连接,其中RV减速机角接触球轴承的外圈与第一台RV减速机针齿壳和第二台RV减速机针齿壳连接,RV减速机角接触球轴承的内圈与第一台RV减速机输出盘架和第二台RV减速机输出盘架连接。
通过采用上述技术方案,角接触球轴承的外圈连接RV减速针齿壳,内圈连接RV减速机输出盘架,从而通过角接触球轴承对两者之间的相对运动起到支持。
作为优选的,所述RV减速机输入轴贯穿输出端本体,且所述输出端本体上设有贯穿孔,所述第一台RV减速机输出盘架和第二台RV减速机输出盘架上对称的沉头孔通过螺栓贯穿输出端本体进行固定。
通过采用上述技术方案,RV减速机输出端本体上设有的贯穿孔与两侧的RV减速机输出盘架上的沉头孔进行配合,通过螺栓进行贯穿连接,从而将两个相对的RV减速机的与输出端本体连接的更加紧密。
作为优选的,所述电机和输入端电机法兰之间、固定端本体和第一台RV减速机针齿壳、第二台RV减速机针齿壳之间,输出端本体和第一台RV减速机输出盘架、第二台RV减速机输出盘架之间设有密封结构。
通过采用上述技术方案,在机器人关节结构的各种连接处、或者在连接端口,采用密封介质来起到防止油液泄漏和防尘的作用。
作为优选的,所述密封结构为“O”型圈密封或密封胶水。
通过采用上述技术方案,密封胶水能够应对各种环境的密封要求,同时机器人关节结构多为齿轮、轴承结构,O型密封圈能够满足其密封要求,方便更换和使用。
综上所述,本实用新型的一种机器人关节机构,具有以下优势:
一、与单电机和单减速的机机器人关节机构相比,传递着双倍扭矩。
二、与输出相同扭矩的机器人关节机构相比,单电机和单减速机关节机构,需要直径更大的RV减速机,而本实用新型的关节机构只需直径小的减速机。
三、与双电机和双减速机的机器人关节机构相比,不要求在驱动控制上达到两个电机完全同步,安装简单,调试便捷。
附图说明
图1是RV减速机的结构简图;
图2是传统机器人关节结构简图;
图3是双电机双减速机机器人关节结构简图;
图4是单电机双减速机机器人关节结构简图;
附图标记:1、固定端本体;2、RV减速机针齿壳;2A、第一台RV减速机针齿壳;2B、第二台RV减速机针齿壳;3、输入端电机法兰;4、RV减速机行星轮;4A、第一台RV减速机行星轮;4B、第二台RV减速机行星轮;5、RV减速机输入轴;6、电机;7、RV减速机输出盘架;7A、第一台RV减速机输出盘架;7B、第二台RV减速机输出盘架;8、输出端本体;9、RV减速机偏心轴;9A、第一台RV减速机偏心轴;9B、第二台RV减速机偏心轴;10、RV减速机角接触球轴承;11、RV减速机摆线轮。
具体实施方式
以下结合附图和实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图4所示:一种单电机6双减速机机器人关节结构,其特征在于:包括固定端本体1,第一台RV减速机针齿壳2A、第二台RV减速机针齿壳2B、输入端电机6法兰3、第一台RV减速机行星轮4A、第二台RV减速机行星轮4B、RV减速机输入轴5、电机6、第一台RV减速机输出盘架7A、第二台RV减速机输出盘架7B、输出端本体8、第一台RV减速机偏心轴9A、第二台RV减速机偏心轴9B、RV减速机角接触球轴承10和RV减速机摆线轮11;第一台RV减速机针齿壳2A和第二台RV减速机针齿壳2B分别与固定端本体1和输入端电机6法兰3固定连接,作为固定端;电机6上连接有RV减速机输入轴5,同时RV减速机输入轴5分别与第一台RV减速机行星轮4A、第二台RV减速机行星轮4B啮合,作为输入端;输出端本体8固定安装在第一台RV减速机输出盘架7A和第二台RV减速机输出盘架7B之间,作为输出端;第一台RV减速行星轮和第二台RV减速机行星轮4B分别与RV减速机输入轴5构成第一级行星减速机构,第一台RV减速机针齿壳2A和第二台RV减速机针齿壳2B分别与RV减速机偏心轴、RV减速机摆线轮11构成第二级摆线针轮减速机构。该结构通过两个相同的减速机,仅仅由一个电机6通过一根RV减速机输入轴5驱动两个RV减速机作为输入端,两个RV减速机对称固定在输出端本体8的两侧,两个RV减速机的输出盘架面对面并与输出端本体8连接,共同传动扭矩,获得双倍扭矩同时,并保持同步传动。
如图4所示:输出端本体8两侧的第一台RV减速机针齿壳2A和第二台RV减速机针齿壳2B、第一台RV减速机行星轮4A和第二台RV减速机行星轮4B、第一台RV减速机输出盘架7A和第二台RV减速机输出盘架7B均相同,且相对于输出端本体8对称。两个RV减速机的结构相同,一个电机6同时带动两个RV减速机,可以通过多个直径小的减速机来输出大扭矩。
如图4所示:固定端本体1、输入端电机6法兰3对称安装在机器人关节机构的本体上,且通过螺栓分别与第一台RV减速机针齿壳2A、第二台RV减速机针齿壳2B连接,输入端电机6法兰3上连接有电机6,电机6与RV减速机输入轴5为一体式结构或为可拆卸连接,且RV减速机输入轴5的首端设有齿轮。固定端本体1、输出端电机6法兰分别和RV减速机的针齿壳连接,形成机器人关节结构的固定部分,电机6与输入轴为一体式结构时,使得电机6和输入轴具有较好的同心度,电机6与输入轴为可拆卸连接时,能够方便输入轴的维护和检修,降低使用成本。RV减速机输入轴5的首端设有的齿轮能够与RV减速机上的行星轮啮合。
如图4所示:电机6安装在两端任意一个输入端电机6法兰3上,RV减速机输入轴5安装在电机6上,且电机6通过RV减速机输入轴5上的齿轮分别与第一台RV减速机行星轮4A和第二台RV减速机行星轮4B啮合。电机6可以连接在任意一端的输出端电机6法兰上,且RV减速机输出轴与电机6一体化或者安装在电机6上,RV减速机输出轴的首端的齿轮驱动RV减速机上的行星轮,实现单电机6对双RV减速机的控制。
如图4所示:第一台RV减速机偏心轴9A和第二台RV减速机偏心轴9B的末端均设有花键,花键上分别安装有第一台RV减速机行星轮4A和第二台RV减速机行星轮4B,花键的外侧均设有轴用弹性挡圈。RV减速机的输入轴通过电机6驱动,通过其上的中心齿轮与减速机行星轮啮合,同时行星轮设置在减速机偏心轴的一端,通过行星轮的转动驱动RV减速机偏心轴转动,行星轮套装在RV减速机偏心轴的花键上,且通过轴用弹性挡圈进行加固,防止行星轮脱落。
实施例2
如图4所示:一种单电机6双减速机机器人关节结构,其特征在于:包括固定端本体1,第一台RV减速机针齿壳2A、第二台RV减速机针齿壳2B、输入端电机6法兰3、第一台RV减速机行星轮4A、第二台RV减速机行星轮4B、RV减速机输入轴5、电机6、第一台RV减速机输出盘架7A、第二台RV减速机输出盘架7B、输出端本体8、第一台RV减速机偏心轴9A、第二台RV减速机偏心轴9B、RV减速机角接触球轴承10和RV减速机摆线轮11;第一台RV减速机针齿壳2A和第二台RV减速机针齿壳2B分别与固定端本体1和输入端电机6法兰3固定连接,作为固定端;电机6上连接有RV减速机输入轴5,同时RV减速机输入轴5分别与第一台RV减速机行星轮4A、第二台RV减速机行星轮4B啮合,作为输入端;输出端本体8固定安装在第一台RV减速机输出盘架7A和第二台RV减速机输出盘架7B之间,作为输出端;第一台RV减速行星轮和第二台RV减速机行星轮4B分别与RV减速机输入轴5构成第一级行星减速机构,第一台RV减速机针齿壳2A和第二台RV减速机针齿壳2B分别与RV减速机偏心轴、RV减速机摆线轮11构成第二级摆线针轮减速机构。
如图4所示:该结构通过两个相同的减速机,仅仅由一个电机6通过一根RV减速机输入轴5驱动两个RV减速机作为输入端,两个RV减速机对称固定在输出端本体8的两侧,两个RV减速机的输出盘架面对面并与输出端本体8连接,共同传动扭矩,获得双倍扭矩同时,并保持同步传动。
如图4所示:第一台RV减速机偏心轴9A和第二台RV减速机偏心轴9B上均包括偏心轴同心圆、凸轮、圆锥滚子轴承和滚针保持架,偏心轴同心圆和凸轮为一体化结构,凸轮上套装有滚针保持架,偏心轴同心圆上套装有圆锥滚子轴承。RV减速机上的偏心轴上的凸轮上套装的滚针保持架用于与摆线轮连接,偏心轴同心圆上套装有的圆锥滚子轴承与RV减速机输出盘架连接,用于通过摆线轮做出的圆摆运动驱动RV减速机输出盘架转动。
如图4所示:第一台RV减速机针齿壳2A与第一台RV减速机输出盘架7A、第二台RV减速机针齿壳2B与第二台RV减速机输出盘架7B均是通过RV减速机角接触球轴承10连接,其中RV减速机角接触球轴承10的外圈与第一台RV减速机针齿壳2A和第二台RV减速机针齿壳2B连接,RV减速机角接触球轴承10的内圈与第一台RV减速机输出盘架7A和第二台RV减速机输出盘架7B连接。角接触球轴承的外圈连接RV减速针齿壳,内圈连接RV减速机输出盘架,从而通过角接触球轴承对两者之间的相对运动起到支持。
如图4所示:RV减速机输入轴5贯穿输出端本体8,且输出端本体8上设有贯穿孔,第一台RV减速机输出盘架7A和第二台RV减速机输出盘架7B上对称的沉头孔通过螺栓贯穿输出端本体8进行固定。RV减速机输出端本体8上设有的贯穿孔与两侧的RV减速机输出盘架上的沉头孔进行配合,通过螺栓进行贯穿连接,从而将两个相对的RV减速机的与输出端本体8连接的更加紧密。
如图4所示:电机6和输入端电机6法兰3之间、固定端本体1和第一台RV减速机针齿壳2A、第二台RV减速机针齿壳2B之间,输出端本体8和第一台RV减速机输出盘架7A、第二台RV减速机输出盘架7B之间设有密封结构。在机器人关节结构的各种连接处、或者在连接端口,采用密封介质来起到防止油液泄漏和防尘的作用。
如图4所示:密封结构为“O”型圈密封或密封胶水。密封胶水能够应对各种环境的密封要求,同时机器人关节结构多为齿轮、轴承结构,O型密封圈能够满足其密封要求,方便更换和使用。
上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例,如前所述,应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述实用新型构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围,则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:包括固定端本体(1),第一台RV减速机针齿壳(2A)、第二台RV减速机针齿壳(2B)、输入端电机法兰(3)、第一台RV减速机行星轮(4A)、第二台RV减速机行星轮(4B)、RV减速机输入轴(5)、电机(6)、第一台RV减速机输出盘架(7A)、第二台RV减速机输出盘架(7B)、输出端本体(8)、第一台RV减速机偏心轴(9A)、第二台RV减速机偏心轴(9B)、RV减速机角接触球轴承(10)和RV减速机摆线轮(11);所述第一台RV减速机针齿壳(2A)和第二台RV减速机针齿壳(2B)分别与固定端本体(1)和输入端电机法兰(3)固定连接,作为固定端;所述电机(6)上连接有RV减速机输入轴(5),同时RV减速机输入轴(5)分别与第一台RV减速机行星轮(4A)、第二台RV减速机行星轮(4B)啮合,作为输入端;输出端本体(8)固定安装在第一台RV减速机输出盘架(7A)和第二台RV减速机输出盘架(7B)之间,作为输出端;所述第一台RV减速机行星轮(4A)和第二台RV减速机行星轮(4B)分别与RV减速机输入轴构成第一级行星减速机构,所述第一台RV减速机针齿壳(2A)和第二台RV减速机针齿壳(2B)分别与RV减速机偏心轴(9)、RV减速机摆线轮(11)构成第二级摆线针轮减速机构。
2.根据权利要求1所述的一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:所述输出端本体(8)两侧的第一台RV减速机针齿壳(2A)和第二台RV减速机针齿壳(2B)、第一台RV减速机行星轮(4A)和第二台RV减速机行星轮(4B)、第一台RV减速机输出盘架(7A)和第二台RV减速机输出盘架(7B)均相同,且相对于输出端本体对称。
3.根据权利要求1所述的一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:所述固定端本体(1)、输入端电机法兰(3)对称安装在机器人关节机构的本体上,且通过螺栓分别与第一台RV减速机针齿壳(2A)、第二台RV减速机针齿壳(2B)连接,所述输入端电机法兰(3)上连接有电机(6),所述电机(6)与RV减速机输入轴(5)为一体式结构或为可拆卸连接,且RV减速机输入轴(5)的首端设有齿轮。
4.根据权利要求1所述的一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:所述电机(6)安装在两端任意一个输入端电机法兰(3)上,所述RV减速机输入轴(5)安装在电机(6)上,且电机(6)通过RV减速机输入轴(5)上的齿轮分别与第一台RV减速机行星轮(4A)和第二台RV减速机行星轮(4B)啮合。
5.根据权利要求1所述的一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:所述第一台RV减速机偏心轴(9A)和第二台RV减速机偏心轴(9B)的末端均设有花键,花键上分别安装有第一台RV减速机行星轮(4A)和第二台RV减速机行星轮(4B),花键的外侧均设有轴用弹性挡圈。
6.根据权利要求1所述的一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:所述第一台RV减速机偏心轴(9A)和第二台RV减速机偏心轴(9B)上均包括偏心轴同心圆、凸轮、圆锥滚子轴承和滚针保持架,所述偏心轴同心圆和凸轮为一体化结构,凸轮上套装有滚针保持架,偏心轴同心圆上套装有圆锥滚子轴承。
7.根据权利要求1所述的一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:所述第一台RV减速机针齿壳(2A)与第一台RV减速机输出盘架(7A)、第二台RV减速机针齿壳(2B)与第二台RV减速机输出盘架均是通过RV减速机角接触球轴承(10)连接,其中RV减速机角接触球轴承的外圈与第一台RV减速机针齿壳(2A)和第二台RV减速机针齿壳(2B)连接,RV减速机角接触球轴承的内圈与第一台RV减速机输出盘架(7A)和第二台RV减速机输出盘架(7B)连接。
8.根据权利要求1所述的一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:所述RV减速机输入轴(5)贯穿输出端本体(8),且所述输出端本体上设有贯穿孔,所述第一台RV减速机输出盘架和第二台RV减速机输出盘架上对称的沉头孔通过螺栓贯穿输出端本体(8)进行固定。
9.根据权利要求1所述的一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:所述电机(6)和输入端电机法兰(3)之间、固定端本体(1)和第一台RV减速机针齿壳(2A)、第二台RV减速机针齿壳(2B)之间,输出端本体(8)和第一台RV减速机输出盘架(7A)、第二台RV减速机输出盘架(7B)之间设有密封结构。
10.根据权利要求9所述的一种单电机双减速机机器人关节结构,其特征在于:所述密封结构为“O”型圈密封或密封胶水。
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