CN212421349U - 一种中空摆线减速机及电动关节 - Google Patents

一种中空摆线减速机及电动关节 Download PDF

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杜文祥
蔡燕琳
彭玉鑫
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Abstract

本实用新型公开了一种中空摆线减速机及电动关节,减速机包括同轴设置的中空摆线二级减速机、中心齿轮、轴心齿轴、行星齿轮组和电机外壳,中心齿轮、轴心齿轴和行星齿轮组构成一级减速机构并设置在由所述中空摆线二级减速机和电机外壳构成的内置容纳腔中;电动关节,包括中空摆线减速机和内置空心电机,内置空心电机包括中空转子和中空定子,中空转子套接在所述轴心齿轴的中空心轴上,中空定子外周面嵌设在所述电机外壳的内环台阶孔中。本申请提供了两级传动同轴设置,减少了传输方向的距离,提高了承压能力和使用寿命;两级减速的高倍乘积减速比使得机械手更灵活,内置电机的电动关节体积小成本低,适应范围更广。

Description

一种中空摆线减速机及电动关节
技术领域
本实用新型涉及机器人、机械臂或机械手技术领域,尤其涉及一种中空摆线减速机及电动关节。
背景技术
现有的摆线中空型减速机(参见图1)主要由两部分组成,主体高倍减速机构(二级减速)和齿轮低倍减速传动机构(一级减速)。工作原理为:输入轴的旋转,通过中心齿轮从输入齿轮传递到正齿轮,按照齿数比进行减速;这是1级减速。正齿轮被连接到曲柄轴,变为2级减速的输入;在曲柄轴的偏心部分,通过滚动轴承安装LKRV齿轮。另外,在外壳内侧仅比摆线齿轮的齿数多1个的销,等齿距排列。如果固定外壳转动正齿轮,则LKRV齿轮由于曲柄轴的偏心运动也进行偏心运动。此时如果曲柄轴转动1周,则LKRV齿轮就会沿与曲柄轴相反的方向转动1个齿。这个转动被输出到2级减速的轴。将轴固定时,外壳侧成为输出侧。
此机构应用上的困扰,①多数厂家会用较大一颗标准的伺服电机来偏心安装,当然对机构的磨耗会较大间隙会越来越大,精度越来越差。②较高端是用两颗较小的伺服电机,均匀对秤两侧安装,成本较高,中间中空部分只是方便走线。③整体机构如L的尺寸会变大,机构刚性会较差,整体重量变大。④最严重的问题是整体机构,为了避免与其相邻的轴的干涉,往往使整个机构的重心偏移,而造成运动过程各种轴向力及径向力产生,加速机构的磨耗。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种中空摆线减速机及电动关节,其能解决上述问题。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现:
一种中空摆线减速机,包括同轴设置的中空摆线二级减速机、中心齿轮、轴心齿轴、行星齿轮组和电机外壳,所述中心齿轮、轴心齿轴和行星齿轮组构成一级减速机构并设置在由所述中空摆线二级减速机和电机外壳构成的内置容纳腔中;其中,所述中空摆线二级减速机包括减速机体、三个正齿轮、输出支撑轴承和支撑法兰;所述支撑法兰设置在所述减速机体的输入端,所述输出支撑轴承内置于所述支撑法兰;三个所述正齿轮均布的内嵌于所述减速机体的机体内腔中;其中,所述中心齿轮包括中心输出外齿轮、中心输入内齿轮和中心输入轴承;所述中心输出外齿轮的内轴心套接在所述输出支撑轴承上,并且与三个所述正齿轮啮合;所述中心输入内齿轮为外环内齿轮,其轴心管与中心输入轴承内环面连接;所述轴心齿轴包括一体设置的中空端齿轮和中空心轴;所述中空端齿轮为输入外环齿轮,且中空端齿轮的内支撑口与所述中心输入轴承外环面套接连接;所述行星齿轮组包括三个行星齿轮、行星齿轮固定器和行星支撑轴承;在所述行星齿轮固定器的一面均布的垂直设置三个支撑柱,在所述行星齿轮固定器的中部开设中心支撑孔,三个所述行星齿轮套接在三个所述支撑柱上,所述行星支撑轴承套接在所述中心支撑孔上;三个所述行星齿轮外周侧齿与所述中心输入内齿轮的内齿啮合,三个所述行星齿轮的中心与所述中空端齿轮啮合;所述电机外壳为多阶内孔体,所述行星齿轮固定器的外环面嵌设固定至所述电机外壳的内环台阶孔中,所述电机外壳的外端面与所述中空摆线二级减速机的减速机体输入端面螺栓连接。
优选的,所述输出支撑轴承、中心输入轴承和行星支撑轴承均采用深槽滚珠轴承。
一种中空摆线电动关节,包括上述中空摆线减速机和内置空心电机,所述内置空心电机包括中空转子和中空定子,所述中空转子套接在所述轴心齿轴的中空心轴上,所述中空定子外周面嵌设在所述电机外壳的内环台阶孔中。
相比现有技术,本实用新型的有益效果在于:本申请提供了两级传动同轴设置,减少了传输方向的距离,提高了承压能力和使用寿命;两级减速的高倍乘积减速比使得机械手更灵活,内置电机的电动关节体积小成本低,适应范围更广。
附图说明
图1为现有电动关节的传输示意图;
图2为本申请的中空摆线减速机分解示意图;
图3为中空摆线减速机的部分组装示意图;
图4为电动关节的部分组装示意图;
图5为电动关节的整体示意图。
图中:
10、二级减速机;11、减速机体;12、正齿轮;13、输出支撑轴承;
20、中心齿轮;21、中心输出外齿轮;22、中心输入内齿轮;23、中心输入轴承;
30、轴心齿轴;31、中空端齿轮;32、中空心轴;
40、行星齿轮组;41、行星齿轮;42、行星齿轮固定器;43、行星支撑轴承;
50、电机外壳;
60、内置空心电机;61、中空转子;62、中空定子。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,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做出创造性劳动的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。
中空摆线减速机
参见图2-图3,一种中空摆线减速机,包括同轴设置的中空摆线二级减速机10、中心齿轮20、轴心齿轴30、行星齿轮组40和电机外壳50。
连接关系:中心齿轮20、轴心齿轴30和行星齿轮组40构成一级减速机构并设置在由所述中空摆线二级减速机10和电机外壳50构成的内置容纳腔中。
其中,所述中空摆线二级减速机10包括减速机体11、三个正齿轮12、输出支撑轴承13和支撑法兰;所述支撑法兰设置在所述减速机体11的输入端,所述输出支撑轴承13内置于所述支撑法兰;三个所述正齿轮12均布的内嵌于所述减速机体11的机体内腔中。
其中,所述中心齿轮20包括中心输出外齿轮21、中心输入内齿轮22和中心输入轴承23。所述中心输出外齿轮21的内轴心套接在所述输出支撑轴承13上,并且与三个所述正齿轮12啮合。所述中心输入内齿轮22为外环内齿轮,其轴心管与中心输入轴承23内环面连接。
其中,所述轴心齿轴30包括一体设置的中空端齿轮31和中空心轴32。所述中空端齿轮31为输入外环齿轮,且中空端齿轮31的内支撑口与所述中心输入轴承23外环面套接连接。
其中,所述行星齿轮组40包括三个行星齿轮41、行星齿轮固定器42和行星支撑轴承43。在所述行星齿轮固定器42的一面均布的垂直设置三个支撑柱,在所述行星齿轮固定器42的中部开设中心支撑孔,三个所述行星齿轮41套接在三个所述支撑柱上,所述行星支撑轴承43套接在所述中心支撑孔上。
进一步的,三个所述行星齿轮41外周侧齿与所述中心输入内齿轮22的内齿啮合,三个所述行星齿轮41的中心与所述中空端齿轮31啮合。
其中,所述电机外壳50为多阶内孔体,所述行星齿轮固定器42的外环面嵌设固定至所述电机外壳50的内环台阶孔中,所述电机外壳50的外端面与所述中空摆线二级减速机10的减速机体11输入端面螺栓连接。
一个实施例中,输出支撑轴承13、中心输入轴承23和行星支撑轴承43均采用深槽滚珠轴承。
中空摆线电动关节
参见图4和图5,一种中空摆线电动关节,所述电动关节包括中空摆线减速机和内置空心电机60,所述内置空心电机60包括中空转子61和中空定子62,所述中空转子61套接在所述轴心齿轴30的中空心轴32上,所述中空定子62外周面嵌设在所述电机外壳50的内环台阶孔中。
减速比:在所述一级减速机构中,由中空转子61依次驱动轴心齿轴30自转、三个所述行星齿轮41反向自转、以及三个所述正齿轮12反转,一级减速比为2-6倍。
在一个实施例中,所述内置空心电机60的转速范围为0-2000RPM。所述内置空心电机60的轴向长度不超过250cm。
本申请可广泛运用高扭矩之各种旋转机构,如抓取10—500公的机械手臂,或各种5轴加工机之A、B、C轴的转台,或半导体设备晶圆研磨设备,或输送设备的滚轮传动等。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前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 (6)

1.一种中空摆线减速机,包括同轴设置的中空摆线二级减速机(10)、中心齿轮(20)、轴心齿轴(30)、行星齿轮组(40)和电机外壳(50),其特征在于:
所述中心齿轮(20)、轴心齿轴(30)和行星齿轮组(40)构成一级减速机构并设置在由所述中空摆线二级减速机(10)和电机外壳(50)构成的内置容纳腔中;
其中,所述中空摆线二级减速机(10)包括减速机体(11)、三个正齿轮(12)、输出支撑轴承(13)和支撑法兰;所述支撑法兰设置在所述减速机体(11)的输入端,所述输出支撑轴承(13)内置于所述支撑法兰;三个所述正齿轮(12)均布的内嵌于所述减速机体(11)的机体内腔中;
其中,所述中心齿轮(20)包括中心输出外齿轮(21)、中心输入内齿轮(22)和中心输入轴承(23);所述中心输出外齿轮(21)的内轴心套接在所述输出支撑轴承(13)上,并且与三个所述正齿轮(12)啮合;所述中心输入内齿轮(22)为外环内齿轮,其轴心管与中心输入轴承(23)内环面连接;
所述轴心齿轴(30)包括一体设置的中空端齿轮(31)和中空心轴(32);所述中空端齿轮(31)为输入外环齿轮,且中空端齿轮(31)的内支撑口与所述中心输入轴承(23)外环面套接连接;
所述行星齿轮组(40)包括三个行星齿轮(41)、行星齿轮固定器(42)和行星支撑轴承(43);在所述行星齿轮固定器(42)的一面均布的垂直设置三个支撑柱,在所述行星齿轮固定器(42)的中部开设中心支撑孔,三个所述行星齿轮(41)套接在三个所述支撑柱上,所述行星支撑轴承(43)套接在所述中心支撑孔上;
三个所述行星齿轮(41)外周侧齿与所述中心输入内齿轮(22)的内齿啮合,三个所述行星齿轮(41)的中心与所述中空端齿轮(31)啮合;
所述电机外壳(50)为多阶内孔体,所述行星齿轮固定器(42)的外环面嵌设固定至所述电机外壳(50)的内环台阶孔中,所述电机外壳(50)的外端面与所述中空摆线二级减速机(10)的减速机体(11)输入端面螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的中空摆线减速机,其特征在于:所述输出支撑轴承(13)、中心输入轴承(23)和行星支撑轴承(43)均采用深槽滚珠轴承。
3.一种中空摆线电动关节,其特征在于:所述电动关节包括权利要求1或2所述的中空摆线减速机和内置空心电机(60),所述内置空心电机(60)包括中空转子(61)和中空定子(62),所述中空转子(61)套接在所述轴心齿轴(30)的中空心轴(32)上,所述中空定子(62)外周面嵌设在所述电机外壳(50)的内环台阶孔中。
4.根据权利要求3所述的电动关节,其特征在于:在所述一级减速机构中,由中空转子(61)依次驱动轴心齿轴(30)自转、三个所述行星齿轮(41)反向自转、以及三个所述正齿轮(12)反转,一级减速比为2-6倍。
5.根据权利要求4所述的电动关节,其特征在于:所述内置空心电机(60)的转速范围为0-2000RPM。
6.根据权利要求4所述的电动关节,其特征在于:所述内置空心电机(60)的轴向长度不超过250cm。
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