CN213628713U - 工业机器人精密减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了工业机器人精密减速器，包括压紧盘、两个摆线轮、输出盘、针齿壳、多个曲柄轴，以及输入齿轮轴；针齿壳的内壁均匀镶嵌有多个针齿，形成环形针齿组；两个摆线轮均与环形针齿组内啮合；输入齿轮轴穿入在针齿壳内部中心；输入齿轮轴外啮合有多个行星齿轮；多个行星齿轮均位于两个摆线轮之间；曲柄轴上间隔设置有第一偏心段和第二偏心段；曲柄轴上设置有中心段，中心段位于第一偏心段和第二偏心段之间；输出盘安装在针齿壳内，输出盘的凸台贯穿在两个摆线轮的连接孔中；压紧盘安装在针齿壳内，压紧盘通过螺钉连接输出盘的凸台；实用新型保证了各构件运动与动力传递的顺畅性，显著提高了减速器弯曲刚度和扭转刚度性能。

Description

工业机器人精密减速器

技术领域

本实用新型属于减速器技术领域，具体涉及工业机器人精密减速器。

背景技术

精密减速器是决定工业机器人服役性能的核心基础部件。摆线传动因其具有传动效率高、速比大和刚性大等优点，已成为工业机器人精密减速器设计与开发中的关键基础技术。目前，以摆线针轮行星传动为技术原理的RV减速器广泛应用于工业机器人关节精密传动中。

RV减速器采用两级传动结构设计，包括第一级齿轮传动与第二级摆线传动。输入齿轮轴穿过减速器中心孔与悬挂在减速器一侧的多个行星齿轮啮合传动，各行星齿轮通过花键连接曲柄轴以保证曲柄轴与行星轮同步回转，曲柄轴在回转过程中同时驱动两片摆线轮与针轮啮合传动，从而最终实现减速器运动和动力的回转输出。

在现有的RV减速器传动结构中，上述第一级齿轮传动是在减速器一侧进行的，受装配误差与负载作用下的构件弹性变形影响，第二级两片摆线轮和曲柄轴两侧支承轴承将出现受力不均的问题，进而影响整机传动精度、承载能力以及工作寿命，并且使得周向空间结构没有充分利用。此外，因行星轮悬挂在减速器输出盘一侧，输出盘用于连接机械臂的有效部分较小，导致减速器输出结构刚性与承载能力不足。同时，现有RV减速器传动结构中，受内部周向空间限制，摆线轮厚度尺寸较小，降低了摆线传动的承载能力。

因此，现有技术中需要一种能够克服上述问题的减速器。

实用新型内容

为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，工业机器人精密减速器，包括压紧盘、两个摆线轮、输出盘、针齿壳、多个曲柄轴，以及输入齿轮轴。

所述针齿壳的内壁均匀镶嵌有多个针齿，形成环形针齿组。

两个所述摆线轮均与环形针齿组内啮合，摆线轮与环形针齿组构成一齿差的少齿差行星齿轮传动机构。每一个所述摆线轮中心均具有通孔。每一个所述摆线轮在周向方向上呈圆周均匀分布有多个轴承孔，每一个轴承孔中均安装有滚针轴承。相邻两个轴承孔之间设置有连接孔。所述输入齿轮轴穿入在针齿壳内部中心。所述输入齿轮轴外啮合有多个行星齿轮。多个所述行星齿轮均位于两个摆线轮之间。

所述曲柄轴上间隔设置有第一偏心段和第二偏心段。所述第一偏心段和第二偏心段呈180°错位分布。所述曲柄轴上设置有中心段，所述中心段位于第一偏心段和第二偏心段之间。

多个所述曲柄轴均位于针齿壳内。其中，每一个曲柄轴的中心段均对应穿入在一个行星齿轮中，并固定，曲柄轴的第一偏心段和第二偏心段分别对应穿入在两个摆线轮的滚针轴承中。

所述输出盘上设置有与连接孔相适应的多个凸台。所述输出盘在周向方向上呈圆周均匀分布有多个曲柄轴容纳孔I。

所述输出盘安装在针齿壳内，输出盘的凸台贯穿在两个摆线轮的连接孔中，凸台与连接孔之间具有间隙。

所述压紧盘中心设置有容纳输入齿轮轴的通孔。所述压紧盘在周向方向上呈圆周均匀分布有多个曲柄轴容纳孔II。所述压紧盘安装在针齿壳内，压紧盘通过螺钉连接输出盘的凸台。所述曲柄轴的一端穿入在压紧盘的曲柄轴容纳孔II中，另一端穿入在输出盘的曲柄轴容纳孔I中。

进一步，还包括两个角接触球轴承。

两个所述角接触球轴承分别安装在环形针齿组的两侧，对环形针齿组和两个摆线轮进行周向定位。

进一步，所述输出盘与针齿壳之间通过外骨架油封密封。

进一步，所述行星齿轮内部设置有内花键。所述曲柄轴的中心段上设置有外花键。所述曲柄轴的中心段通过花键连接在行星齿轮中。

进一步，所述行星齿轮通过轴用弹性挡圈限位在曲柄轴的中心段上。

进一步，所述连接孔为扇环形孔。所述凸台为与扇环形孔相适应的扇环形凸台。

进一步，所述曲柄轴与曲柄轴容纳孔II之间设置有圆锥滚子轴承。所述曲柄轴与曲柄轴容纳孔I之间设置有圆锥滚子轴承。

进一步，所述曲柄轴容纳孔II中设置有对圆锥滚子轴承限位的孔用弹性挡圈。所述曲柄轴容纳孔I中设置有对圆锥滚子轴承限位的环形台阶。

本实用新型的技术效果是毋庸置疑的，本实用新型所采用的结构将第一级传动的行星齿轮内置于减速器，且位于两片摆线轮中间位置，保证了两片摆线轮之间，曲柄轴两侧支承轴承之间，均相对于行星轮位置对称，不仅能够使减速器内部传动零部件受载均衡，显著提升了减速器工作性能，而且减少了减速器外部周向的冗余空间，增大了输出盘用于连接机械臂的有效部分。在保证减速器整机周向尺寸不增加的前提下，这一结构设计有效地增加了摆线轮厚度，增大了主轴承之间的距离，显著提高了减速器弯曲刚度和扭转刚度性能。

附图说明

图1为工业机器人精密减速器的爆炸结构示意图；

图2为工业机器人精密减速器的纵剖面构造图；

图3为图2的A-A面剖面构造图；

图4为图2的B-B面剖面构造图；

图5为输出盘的正视图；

图6为压紧盘的正视图；

图7为摆线轮剖视图；

图8为行星齿轮与曲柄轴的装配组件图。

图中：压紧盘1、曲柄轴容纳孔II101、摆线轮2、轴承孔201、连接孔202、行星齿轮3、轴用弹性挡圈4、输出盘5、凸台501、曲柄轴容纳孔I502、针齿6、针齿壳7、外骨架油封8、滚针轴承9、曲柄轴10、圆锥滚子轴承11、角接触球轴承12、孔用弹性挡圈13和输入齿轮轴14。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开一种工业机器人精密减速器，参见图1和图2，包括压紧盘1、两个摆线轮2、输出盘5、针齿壳7、三个曲柄轴10、两个角接触球轴承12,以及输入齿轮轴14。

所述针齿壳7的内壁均匀镶嵌有多个针齿6，形成环形针齿组。

参见图3、图4和图7，两个所述摆线轮2均与环形针齿组内啮合，摆线轮2与环形针齿组构成一齿差的少齿差行星齿轮传动机构。每一个所述摆线轮2中心均具有通孔。每一个所述摆线轮2在周向方向上呈圆周均匀分布有三个轴承孔201，每一个轴承孔201中均安装有滚针轴承9。相邻两个轴承孔201之间加工有连接孔202。所述连接孔202为扇环形孔。

两个所述角接触球轴承12分别安装在环形针齿组的两侧，对环形针齿组和两个摆线轮2进行周向定位。

所述输入齿轮轴14穿入在针齿壳7内部中心。所述输入齿轮轴14上加工有外花键。所述输入齿轮轴14通过外花键外啮合有三个行星齿轮3。所述行星齿轮3内部加工有内花键。三个所述行星齿轮3均位于两个摆线轮2之间。

参见图8，所述曲柄轴10上间隔设置有横截面为圆形的第一偏心段和第二偏心段。所述第一偏心段和第二偏心段呈180°错位分布。所述曲柄轴10上设置有横截面为圆形的中心段，所述中心段位于第一偏心段和第二偏心段之间。所述中心段上加工有外花键。

三个所述曲柄轴10均位于针齿壳7内。其中，每一个曲柄轴10的中心段均对应穿入在一个行星齿轮3中，并固定，曲柄轴10的第一偏心段和第二偏心段分别对应穿入在两个摆线轮2的滚针轴承9中。本实施例中，中心段通过花键连接在行星齿轮3中。

所述行星齿轮3通过轴用弹性挡圈4限位在曲柄轴10的中心段上，保证行星齿轮3齿轮3与曲柄轴10同步回转。

参见图5，所述输出盘5上设置有与连接孔202相适应的三个扇环形的凸台501，每一个扇环形的凸台501端面上均加工有三个螺纹孔。所述输出盘5在周向方向上呈圆周均匀分布有三个曲柄轴容纳孔I502。

所述输出盘5安装在针齿壳7内，输出盘5的凸台501贯穿在两个摆线轮2的连接孔202中，凸台501与连接孔202之间具有间隙。所述输出盘5与针齿壳7之间通过外骨架油封8密封。

参见图6，所述压紧盘1中心加工有容纳输入齿轮轴14的通孔。所述压紧盘1在周向方向上呈圆周均匀分布有三个曲柄轴容纳孔II101。所述压紧盘1安装在针齿壳7内，压紧盘1通过螺钉连接输出盘5的凸台501。所述曲柄轴10的一端穿入在压紧盘1的曲柄轴容纳孔II101中，另一端穿入在输出盘5的曲柄轴容纳孔I502中。所述曲柄轴10与曲柄轴容纳孔II101之间安装有圆锥滚子轴承11。所述曲柄轴10与曲柄轴容纳孔I502之间安装有圆锥滚子轴承11。所述曲柄轴容纳孔II101中安装有对圆锥滚子轴承11限位的孔用弹性挡圈13。所述曲柄轴容纳孔I502中加工有对圆锥滚子轴承11限位的环形台阶，从而实现曲柄轴10的轴向定位。

传动时，动力由输入齿轮轴14输入，输入齿轮轴14带动行星齿轮3转动，动行星齿轮3带动曲柄轴10转动，曲柄轴10的第一偏心段和第二偏心段带动两个摆线轮2转动，两个摆线轮2带动压紧盘1与输出盘5相对针齿6所在的针齿壳7转动，通过输出盘5完成减速后动力的输出。

本实施例公开的工业机器人精密减速器，将第一级传动的行星齿轮3内置于减速器，且位于两片摆线轮2中间位置，保证了两片摆线轮2之间，曲柄轴10两侧支承轴承之间，均相对于行星齿轮3位置对称，不仅能够使减速器内部传动零部件受载均衡，显著提升了减速器工作性能，而且减少了减速器外部周向的冗余空间，增大了输出盘5用于连接机械臂的有效部分。在保证减速器整机周向尺寸不增加的前提下，这一结构设计有效地增加了摆线轮2厚度，增大了主轴承之间的距离，显著提高了减速器弯曲刚度和扭转刚度性能。

实施例2：

本实施例提供一种较为基础的实现方式，一种工业机器人精密减速器，参见图1和图2，包括压紧盘1、两个摆线轮2、输出盘5、针齿壳7、三个曲柄轴10,以及输入齿轮轴14。

所述针齿壳7的内壁均匀镶嵌有多个针齿6，形成环形针齿组。

参见图3、图4和图7，两个所述摆线轮2均与环形针齿组内啮合，摆线轮2与环形针齿组构成一齿差的少齿差行星齿轮传动机构。每一个所述摆线轮2中心均具有通孔。每一个所述摆线轮2在周向方向上呈圆周均匀分布有三个轴承孔201，每一个轴承孔201中均安装有滚针轴承9。相邻两个轴承孔201之间加工有连接孔202。

所述输入齿轮轴14穿入在针齿壳7内部中心。所述输入齿轮轴14上加工有外花键。所述输入齿轮轴14通过外花键外啮合有三个行星齿轮3。三个所述行星齿轮3均位于两个摆线轮2之间。

参见图8，所述曲柄轴10上间隔设置有横截面为圆形的第一偏心段和第二偏心段。所述第一偏心段和第二偏心段呈180°错位分布。所述曲柄轴10上设置有横截面为圆形的中心段，所述中心段位于第一偏心段和第二偏心段之间。

三个所述曲柄轴10均位于针齿壳7内。其中，每一个曲柄轴10的中心段均对应穿入在一个行星齿轮3中，并固定，曲柄轴10的第一偏心段和第二偏心段分别对应穿入在两个摆线轮2的滚针轴承9中。

参见图5，所述输出盘5上设置有与连接孔202相适应的三个扇环形的凸台501，每一个扇环形的凸台501端面上均加工有三个螺纹孔。所述输出盘5在周向方向上呈圆周均匀分布有三个曲柄轴容纳孔I502。

所述输出盘5安装在针齿壳7内，输出盘5的凸台501贯穿在两个摆线轮2的连接孔202中，凸台501与连接孔202之间具有间隙。

参见图6，所述压紧盘1中心加工有容纳输入齿轮轴14的通孔。所述压紧盘1在周向方向上呈圆周均匀分布有三个曲柄轴容纳孔II101。所述压紧盘1安装在针齿壳7内，压紧盘1通过螺钉连接输出盘5的凸台501。所述曲柄轴10的一端穿入在压紧盘1的曲柄轴容纳孔II101中，另一端穿入在输出盘5的曲柄轴容纳孔I502中。

传动时，动力由输入齿轮轴14输入，输入齿轮轴14带动行星齿轮3转动，动行星齿轮3带动曲柄轴10转动，曲柄轴10的第一偏心段和第二偏心段带动两个摆线轮2转动，两个摆线轮2带动压紧盘1与输出盘5相对针齿6所在的针齿壳7转动，通过输出盘5完成减速后动力的输出。

本实施例公开的工业机器人精密减速器，将第一级传动的行星齿轮3内置于减速器，且位于两片摆线轮2中间位置，保证了两片摆线轮2之间，曲柄轴10两侧支承轴承之间，均相对于行星齿轮3位置对称，不仅能够使减速器内部传动零部件受载均衡，显著提升了减速器工作性能，而且减少了减速器外部周向的冗余空间，增大了输出盘5用于连接机械臂的有效部分。在保证减速器整机周向尺寸不增加的前提下，这一结构设计有效地增加了摆线轮2厚度，增大了主轴承之间的距离，显著提高了减速器弯曲刚度和扭转刚度性能。

实施例3：

本实施例主要结构同实施例2，进一步，还包括两个角接触球轴承12。

两个所述角接触球轴承12分别安装在环形针齿组的两侧，对环形针齿组和两个摆线轮2进行周向定位。

实施例4：

本实施例主要结构同实施例2，所述输出盘5与针齿壳7之间通过外骨架油封8密封。

实施例5：

本实施例主要结构同实施例2，所述行星齿轮3内部加工有内花键。所述曲柄轴10的中心段上加工有外花键。所述曲柄轴10的中心段通过花键连接在行星齿轮3中。

所述行星齿轮3通过轴用弹性挡圈4限位在曲柄轴10的中心段上，保证行星齿轮3齿轮3与曲柄轴10同步回转。

实施例6：

本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述连接孔202为扇环形孔。所述凸台501为与扇环形孔相适应的扇环形凸台，扇环形孔和扇环形凸台的四角均为圆角，用以减少凸台501与摆线轮2之间磨损。

实施例7：

本实施例主要结构同实施例2，进一步，所述曲柄轴10与曲柄轴容纳孔II101之间安装有圆锥滚子轴承11。所述曲柄轴10与曲柄轴容纳孔I502之间安装有圆锥滚子轴承11。所述曲柄轴容纳孔II101中安装有对圆锥滚子轴承11限位的孔用弹性挡圈13。所述曲柄轴容纳孔I502中加工有对圆锥滚子轴承11限位的环形台阶，从而实现曲柄轴10的轴向定位。

Claims (8)

1.工业机器人精密减速器，其特征在于：包括压紧盘(1)、两个摆线轮(2)、输出盘(5)、针齿壳(7)、多个曲柄轴(10)，以及输入齿轮轴(14)；

所述针齿壳(7)的内壁均匀镶嵌有多个针齿(6)，形成环形针齿组；

两个所述摆线轮(2)均与环形针齿组内啮合，摆线轮(2)与环形针齿组构成一齿差的少齿差行星齿轮传动机构；每一个所述摆线轮(2)中心均具有通孔；每一个所述摆线轮(2)在周向方向上呈圆周均匀分布有多个轴承孔(201)，每一个轴承孔(201)中均安装有滚针轴承(9)；相邻两个轴承孔(201)之间设置有连接孔(202)；

所述输入齿轮轴(14)穿入在针齿壳(7)内部中心；所述输入齿轮轴(14)外啮合有多个行星齿轮(3)；多个所述行星齿轮(3)均位于两个摆线轮(2)之间；

所述曲柄轴(10)上间隔设置有第一偏心段和第二偏心段；所述第一偏心段和第二偏心段呈180°错位分布；所述曲柄轴(10)上设置有中心段，所述中心段位于第一偏心段和第二偏心段之间；

多个所述曲柄轴(10)均位于针齿壳(7)内；其中，每一个曲柄轴(10)的中心段均对应穿入在一个行星齿轮(3)中，并固定，曲柄轴(10)的第一偏心段和第二偏心段分别对应穿入在两个摆线轮(2)的滚针轴承(9)中；

所述输出盘(5)上设置有与连接孔(202)相适应的多个凸台(501)；所述输出盘(5)在周向方向上呈圆周均匀分布有多个曲柄轴容纳孔I(502)；

所述输出盘(5)安装在针齿壳(7)内，输出盘(5)的凸台(501)贯穿在两个摆线轮(2)的连接孔(202)中，凸台(501)与连接孔(202)之间具有间隙；

所述压紧盘(1)中心设置有容纳输入齿轮轴(14)的通孔；所述压紧盘(1)在周向方向上呈圆周均匀分布有多个曲柄轴容纳孔II(101)；所述压紧盘(1)安装在针齿壳(7)内，压紧盘(1)通过螺钉连接输出盘(5)的凸台(501)；所述曲柄轴(10)的一端穿入在压紧盘(1)的曲柄轴容纳孔II(101)中，另一端穿入在输出盘(5)的曲柄轴容纳孔I(502)中。

2.根据权利要求1所述的工业机器人精密减速器，其特征在于：还包括两个角接触球轴承(12)；

两个所述角接触球轴承(12)分别安装在环形针齿组的两侧，对环形针齿组和两个摆线轮(2)进行周向定位。

3.根据权利要求1所述的工业机器人精密减速器，其特征在于：所述输出盘(5)与针齿壳(7)之间通过外骨架油封(8)密封。

4.根据权利要求1所述的工业机器人精密减速器，其特征在于：所述行星齿轮(3)内部设置有内花键；所述曲柄轴(10)的中心段上设置有外花键；所述曲柄轴(10)的中心段通过花键连接在行星齿轮(3)中。

5.根据权利要求4所述的工业机器人精密减速器，其特征在于：所述行星齿轮(3)通过轴用弹性挡圈(4)限位在曲柄轴(10)的中心段上。

6.根据权利要求1所述的工业机器人精密减速器，其特征在于：所述连接孔(202)为扇环形孔；所述凸台(501)为与扇环形孔相适应的扇环形凸台。

7.根据权利要求1所述的工业机器人精密减速器，其特征在于：所述曲柄轴(10)与曲柄轴容纳孔II(101)之间设置有圆锥滚子轴承(11)；所述曲柄轴(10)与曲柄轴容纳孔I(502)之间设置有圆锥滚子轴承(11)。

8.根据权利要求7所述的工业机器人精密减速器，其特征在于：所述曲柄轴容纳孔II(101)中设置有对圆锥滚子轴承(11)限位的孔用弹性挡圈(13)；所述曲柄轴容纳孔I(502)中设置有对圆锥滚子轴承(11)限位的环形台阶。

Images