CN216642987U - 减速器输出端连接结构、减速器、执行器及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及机器人技术领域，公开了一种减速器输出端连接结构、减速器、执行器及机器人，其中的减速器输出端连接结构包括法兰安装端盖、中间件、输出件和转动件；中间件经第一轴承与法兰安装端盖轴向方向的一侧转动连接；输出件与减速器中减速组件连接并与中间件固定；转动件经第二轴承与法兰安装端盖轴向方向的另一侧转动连接、并与中间件固定；第一轴承和第二轴承沿转动件的转动轴线方向依次设置。本申请实施例提供的减速器输出端连接结构、减速器、执行器及机器人，能够改善位于输出端的法兰安装端盖处存在的结构复杂和装配困难的问题。

Description

减速器输出端连接结构、减速器、执行器及机器人

技术领域

本申请实施例涉及机器人技术领域，特别涉及一种减速器输出端连接结构、减速器、执行器及机器人。

背景技术

随着机器人的快速发展，机器人的应用领域也越来越广泛，机器人所需实现的功能也越来越多，而机器人首先要满足的功能就是自身的运动，机器人各部位的运动依靠各处的执行器进行控制，执行器作为驱动机器人各部位运动的动力来源在机器人中起着重要的作用。

目前的执行器采用电动机加减速器的形式，减速器可以将电动机的高转速输出减速传递至机器人的相应部位处，以驱动机器人的相应部位运动，但是目前执行器的减速器中，位于输出端的法兰安装端盖与输出法兰等活动部件处采用径向内外排布的双轴承结构，导致法兰安装端盖处存在结构复杂和装配困难的问题。

实用新型内容

本申请实施方式的目的在于提供一种减速器输出端连接结构、减速器、执行器及机器人，能够改善位于输出端的法兰安装端盖处存在的结构复杂和装配困难的问题。

为解决上述技术问题，本申请的实施方式提供了一种减速器输出端连接结构，包括法兰安装端盖、中间件、输出件和转动件；中间件经第一轴承与法兰安装端盖轴向方向的一侧转动连接；输出件与减速器中减速组件连接并与中间件固定；转动件经第二轴承与法兰安装端盖轴向方向的另一侧转动连接、并与中间件固定；第一轴承和第二轴承沿转动件的转动轴线方向依次设置。

本申请的实施方式还提供了一种减速器，包括上述的减速器输出端连接结构、行星保持架、多个行星轮，以及减速机构；输出件是内圈设有轮齿的输出齿圈，行星保持架与法兰安装端盖连接；多个行星轮均可转动地设置在行星保持架轴向方向上的一侧、并与输出件的轮齿啮合；减速机构设置在行星保持架轴向方向上的另一侧、并与多个行星轮连接。

本申请的实施方式还提供了一种执行器，包括上述的减速器。

本申请的实施方式还提供了一种机器人，包括上述的执行器。

本申请实施方式提供的减速器输出端连接结构、减速器、执行器及机器人，转动连接中间件、法兰安装端盖的第一轴承，与转动连接转动件、法兰安装端盖的第二轴承沿转动件的转动轴线方向依次设置，从而改变了原来的径向内外排布形式，使得两个轴承的类型可以统一，这样，法兰安装端盖在与中间件和转动件装配时，可以简化法兰安装端盖的结构，并且降低减速器输出端法兰安装端盖处的装配难度。

另外，法兰安装端盖内设有外圈内限位面以及与外圈内限位面相背离的外圈外限位面，第一轴承夹持于外圈内限位面与中间件之间，第二轴承夹持于外圈外限位面与转动件之间。这样，法兰安装端盖在与中间件、转动件装配后，可以分别通过外圈内限位面、外圈外限位面实现对第一轴承、第二轴承的压持。

另外，中间件具有内圈外限位面，转动件具有内圈内限位面，第一轴承的内圈、外圈分别与内圈外限位面、外圈内限位面抵接，第二轴承的内圈、外圈分别与内圈内限位面、外圈外限位面抵接。这样，中间件可以通过内圈外限位面与法兰安装端盖配合，实现对第一轴承内外圈的压持，转动件可以通过内圈内限位面与法兰安装端盖配合，实现对第二轴承内外圈的压持。

另外，中间件包括第一转接部、第二转接部，以及连接第一转接部和第二转接部的中间部，第一转接部呈圆柱状、且与第一轴承的内圈配合并与转动件固定，第二转接部环绕第一转接部呈环状、且与输出件可拆卸连接。这样，中间件可以通过第一转接部实现与第一轴承的装配，以及与转动件的固定，通过第二转接部实现与输出件的可拆卸连接。

另外，输出件是内圈设有轮齿的输出齿圈并与减速组件的行星轮啮合。这样，输出件可以与减速组件的行星轮形成行星减速系统。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请实施例提供的减速器输出端连接结构的示意图；

图2是本申请实施例提供的减速器的立体结构示意图；

图3是本申请实施例提供的减速器的主视结构示意图；

图4是沿图3中A-A向的剖视结构示意图；

图5是图4中B部的放大结构示意图；

图6是采用径向排布的轴承连接结构时、减速器在图4中B部的放大结构示意图；

图7是本申请实施例提供的减速器的爆炸结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

随着机器人的快速发展，机器人的应用领域也越来越广泛，例如服务型机器人、医疗机器人以及工业机器人等，机器人能够实现各种需求(例如抓取、转移、行走等)的基础，在于机器人各部位(如机器人的各关节)能够进行相应的动作，而机器人各部位的运动由靠近该部位的执行器驱动，执行器作为驱动机器人相应部位运动的动力来源，在机器人中起着重要作用。

目前机器人中应用的执行器采用电动机加减速器的形式，减速器配合电动机，将电动机的高转速输出减速传递至机器人的相应部位处，以驱动机器人的相应部位运动。但是，申请人发现，目前执行器的减速器中，位于输出端的法兰安装端盖处存在结构复杂和装配困难的问题。

在减速器中，经过多级减速系统减速后的动力传递至位于输出端的输出件，输出件经由一个中间件与转动件连接，输出件将运动由中间件传递至转动件后，由转动件将运动输出至机器人相关部位，以驱动机器人的相关部位运动。

其中，输出件经由中间件传递动力，同时，输出件经由中间件可转动地连接至法兰安装端盖，并且，转动件也同样可转动地连接至法兰安装端盖。在目前的减速器中，中间件经第一轴承与法兰安装端盖转动连接，转动件经第二轴承与法兰安装端盖转动连接，第一轴承和第二轴承为径向内外排布，即两个轴承同轴，且一个轴承环绕在另一个轴承的外围，这样，法兰安装端盖需要在压紧一个轴承的内圈的同时，压紧另一个轴承的外圈，导致法兰安装端盖处结构复杂且装配困难。

为了改善法兰安装端盖处存在的结构复杂和装配困难的问题，申请人发现，可以改变目前采用的两个轴承的装配形式，将两个轴承由原来的径向内外排布变更为轴向排布，具体地，转动连接中间件、法兰安装端盖的第一轴承，与转动连接转动件、法兰安装端盖的第二轴承为轴向排布，即一个轴承位于另一个轴承的轴向方向上。

这样，两个轴承可以选用同一类型的轴承，法兰安装端盖在与中间件和转动件装配时，可以简化法兰安装端盖的结构，并且降低减速器输出端法兰安装端盖处的装配难度。

如图1所示，本申请实施例提供的减速器输出端结构包括法兰安装端盖110、中间件120、输出件130和转动件140；中间件120经第一轴承150与法兰安装端盖110轴向方向的一侧转动连接；输出件130与减速器中减速组件连接并与中间件120固定；转动件140经第二轴承160与法兰安装端盖110轴向方向的另一侧转动连接、并与中间件120固定；第一轴承150与第二轴承160沿转动件140的转动轴线方向依次设置。

法兰安装端盖110是减速器输出端用于为其他部件提供连接基础的部件；中间件120是用于将输出件130转动安装至法兰安装端盖110上的部件；输出件130是减速器输出端用于将减速后的动力向外传递的部件，转动件140是用于将输出件130传递的动力向外输出的部件，转动件140可以与机器人的相应部位连接，以带动机器人的相应部位动作。

相较于图6中所示的减速器中采用的输出端连接结构(两个轴承151为径向内外排布)，本申请实施例提供的减速器输出端连接结构，转动连接中间件120、法兰安装端盖110的第一轴承150，与转动连接转动件140、法兰安装端盖110的第二轴承160沿转动件140的转动轴线方向依次设置，从而改变了原来的径向内外排布形式，使得两个轴承的类型可以统一，这样，法兰安装端盖110在与中间件120和转动件140装配时，可以简化法兰安装端盖110的结构，并且降低减速器输出端法兰安装端盖110处的装配难度。

在本申请的一些实施例中，可选地，法兰安装端盖110内设有外圈内限位面111以及与外圈内限位面111相背离的外圈外限位面112，第一轴承150夹持于外圈内限位面111与中间件120之间，第二轴承160夹持于外圈外限位面112与转动件140之间。

此处法兰安装端盖110内设有环形凸起，外圈内限位面111与外圈外限位面112为环形凸起上相对的两个侧面，在法兰安装端盖110与中间件120、转动件140装配后，可以分别通过外圈内限位面111、外圈外限位面112实现对第一轴承150的外圈、第二轴承160的外圈的压持。

在本申请的一些实施例中，可选地，中间件120具有内圈外限位面125，转动件140具有内圈内限位面142，第一轴承150的内圈、外圈分别与中间件120的内圈外限位面125、法兰安装端盖110的外圈内限位面111抵接，第二轴承160的内圈、外圈分别与转动件140的内圈内限位面142、法兰安装端盖110的外圈外限位面112抵接。

此处中间件120可以通过内圈外限位面125与法兰安装端盖110配合，实现对第一轴承150内外圈的压持，转动件140可以通过内圈内限位面142与法兰安装端盖110配合，实现对第二轴承160内外圈的压持。

本申请的一些实施例中，可选地，中间件120包括第一转接部121、第二转接部122，以及连接第一转接部121和第二转接部122的中间部123，第一转接部121呈圆柱状、且与第一轴承150的内圈配合并与转动件140固定，第二转接部122环绕第一转接部121呈环状、且与输出件130可拆卸连接。

第一转接部121是中间件120上用于与第一轴承150装配的部分，第一转接部121呈圆柱状至第一转接部121的外观呈现为圆柱体，第二转接部122是中间件120上用于与输出件130连接的部分，第二转接部122呈环状指第二转接部122与输出件130具有相同的中空部分，中间部123是中间件120上用于连接第一转接部121与第二转接部122的部分。

中间件120通过第一转接部121实现与第一轴承150的装配，从而实现与法兰安装端盖110的转动连接，并且第一转接部121还与转动件140固定，以实现中间件120与转动件140的固定连接；中间件120通过第二转接部122实现与输出件130的可拆卸连接，可以在第二转接部122上设置过孔，并在输出件130上设置螺纹孔，从而可以将螺钉等紧固件101穿过第二转接部122上的过孔，并与输出件130上的螺纹孔旋合，从而固定连接中间件120与输出件130。转动连接中间件120、法兰安装端盖110的轴承在转移位置后，不会占用法兰安装端盖110处输出齿圈130所在的空间，因此，可以通过紧固件实现输出件130与中间件120之间的可拆卸连接，以改善输出件130因与中间件120点焊连接而易出现的连接失效的情况。

此处可以在第一转接部121与转动件140上同时开设法兰孔，以便实现中间件120与转动件140之间的固定连接，并通过中间件120与转动件140的固定连接，从输出件130轴向方向的两侧分别压紧第一轴承150的内圈与第二轴承160的内圈。

在本申请的一些实施例中，可选地，第一转接部121靠近转动件140的一侧设置有定位槽124，转动件140靠近中间件120的一侧设置有定位凸起141，定位凸起141卡入定位槽124。

定位槽124是第一转接部121上设置的凹陷部分，而定位凸起141是转动件140上设置的可以卡入定位槽124的凸起部分，通过定位槽124与定位凸起141之间的配合，可以实现中间件120与转动件140之间的定位，并且，此处的定位槽124与定位凸起141可以设置成多边形，以便在中间件120随输出件130转动时，带动转动件140实现同步转动。

在本申请的一些实施例中，可选地，输出件130是内圈设有轮齿的输出齿圈并与减速组件的行星轮啮合，通过输出齿圈可以与减速组件的行星轮形成行星减速系统。

此处输出件130可以包括相连的齿轮部131和连接部132，轮齿设置在齿轮部131上，连接部132与中间件120的第二转接部122可拆卸连接，齿轮部131的内壁与连接部132的内壁之间具有台阶面133，中间件120的中间部123抵接设在台阶面133上。

齿轮部131是输出件130上设置有轮齿以与行星轮210啮合的部分，连接部132是输出件130上与中间件120的第二转接部122可拆卸连接的部分，齿轮部131的内壁与连接件的内壁之间具有台阶面133，是指齿轮部131的内壁与连接件的内壁具有不同的直径。

输出件130通过齿轮部131实现与行星轮210的啮合，通过连接部132实现与中间件120的第二转接部122的可拆卸连接，中间件120的中间部123抵接设在台阶面133上，可以为中间件120与输出件130之间的连接起到定位作用。此处减速组件在减速器中起到减速作用，可以包括减速器中各传递动力的部件。

在本申请的一些实施例中，可选地，第一转接部121还固定有主齿轮170(图4所示)，主齿轮170与输出件130同轴转动，主齿轮170啮合连接有从齿轮180，从齿轮180固定有用于供编码器190的芯片192检测角速度的磁铁191。

通过主齿轮170与从齿轮180之间的啮合，可以将输出件130的运动传递至从齿轮180，从而通过从齿轮180向编码器190传递输出件130的角速度，以便检测减速器通过转动件140输出动力时的角速度。其中，编码器190包括固定在从齿轮180上的磁铁191，以及与磁铁191相对的芯片192。

本申请实施例还提供了一种减速器，如图2至图5所示，减速器包括上述实施例提供的减速器输出端连接结构、行星保持架200、多个行星轮210，以及减速机构；输出件130是内圈设有轮齿的输出齿圈，行星保持架200与法兰安装端盖110连接；多个行星轮210均可转动地设置在行星保持架200轴向方向上的一侧、并与输出件130的轮齿啮合；减速机构设置在行星保持架200轴向方向上的另一侧、并与多个行星轮210连接。其中，图7示出了本申请实施例提供的减速器的爆炸结构。

行星保持架200是用于安装行星轮210的部件，行星保持架200通过螺钉等紧固件与法兰安装端盖110连接，多个行星轮210安装在行星保持架200上、并与输出件130啮合，而减速机构设置在行星保持架200远离多个行星轮210的一侧、用于将执行器的动力机构产生的高速转动减速后传递至多个行星轮210，并通过多个行星轮210与输出件130之间的啮合将动力进一步减速传递至转动件140、以带动机器人的相应部位动作。

在本申请的一些实施例中，可选地，减速机构包括太阳轮220和多个第一行星齿轮230，太阳轮220和多个第一行星齿轮230均可转动地设置在行星保持架200轴向方向上的另一侧，多个第一行星齿轮230与多个行星轮210一一对应，每个第一行星齿轮230与太阳轮220啮合、并与对应的行星轮210同轴连接。

太阳轮220与多个第一行星齿轮230形成行星减速系统，多个第一行星齿轮230用于将减速后的动力传递至对应的行星轮210，从而通过太阳轮220与多个第一行星齿轮230，将来自减速器输入端的动力减速传递至输出件130所在的输出端。

在本申请的一些实施例中，可选地，减速机构还包括内齿圈240、行星安装架250和多个第二行星齿轮260，内齿圈240与行星保持架200连接，行星安装架250与太阳轮220固定，每个第二行星齿轮260可转动地设置在行星安装架250上、并与内齿圈240啮合。

内齿圈240与多个第二行星齿轮260形成行星减速系统，多个第二行星齿轮260可转动地安装至行星安装架250上，多个第二行星齿轮260与内齿圈240啮合，从而可以在内齿圈240上围绕向多个第二行星齿轮260输入动力的太阳齿轮转动，行星安装架250与太阳轮220固定，以将多个第二行星齿轮260的运动传递至太阳轮220，从而与太阳轮220、多个第一行星齿轮230，以及多个行星轮210、输出件130形成的行星减速系统组成多级减速。

此处，内齿圈240位于减速器的输入端，执行器中的电动机产生的动力，可以通过与多个第二行星齿轮260啮合的太阳齿轮向减速器传递，从而通过减速器多级减速后输出至机器人的相应部位。

本申请实施例还提供了一种执行器，包括上述实施例提供的减速器。

此处执行器的动力可以由电动机产生，电动机产生的动力可以经减速器减速输出，减速器的转动件140可以与机器人的相应部位连接，从而在执行器中的电动机启动时，通过执行器中的减速器将动力减速输出至机器人的相应部位，以控制机器人中相应部位动作。

本申请实施例还提供了一种机器人，包括上述实施例提供的执行器。

此处为了实现机器人的多方位动作，可以在机器人的各关节处均设置执行器，通过各关节处的执行器控制机器人不同部位实现较为复杂的动作，例如在人形机器人中，可以通过膝关节处的执行器控制脚掌俯仰或者偏转，通过肩关节处的执行器控制手臂部分转动或者起落。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (10)

1.一种减速器输出端连接结构，其特征在于，包括：

法兰安装端盖；

中间件，经第一轴承与所述法兰安装端盖轴向方向的一侧转动连接；

输出件，与减速器中减速组件连接并与所述中间件固定；

转动件，经第二轴承与所述法兰安装端盖轴向方向的另一侧转动连接、并与所述中间件固定；

所述第一轴承和所述第二轴承沿所述转动件的转动轴线方向依次设置。

2.根据权利要求1所述的减速器输出端连接结构，其特征在于：

所述法兰安装端盖内设有外圈内限位面以及与所述外圈内限位面相背离的外圈外限位面，所述第一轴承夹持于所述外圈内限位面与所述中间件之间，所述第二轴承夹持于所述外圈外限位面与所述转动件之间。

3.根据权利要求2所述的减速器输出端连接结构，其特征在于：

所述中间件具有内圈外限位面，所述转动件具有内圈内限位面，所述第一轴承的内圈、外圈分别与所述内圈外限位面、外圈内限位面抵接，所述第二轴承的内圈、外圈分别与所述内圈内限位面、外圈外限位面抵接。

4.根据权利要求1所述的减速器输出端连接结构，其特征在于：

所述中间件包括第一转接部、第二转接部，以及连接所述第一转接部和所述第二转接部的中间部，所述第一转接部呈圆柱状、且与所述第一轴承的内圈配合并与所述转动件固定，所述第二转接部环绕所述第一转接部呈环状、且与所述输出件可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的减速器输出端连接结构，其特征在于：

所述输出件是内圈设有轮齿的输出齿圈并与所述减速组件的行星轮啮合。

6.一种减速器，其特征在于，包括：

如权利要求1至5中任一项所述的减速器输出端连接结构，所述输出件是内圈设有轮齿的输出齿圈；

行星保持架，与所述法兰安装端盖连接；

多个行星轮，均可转动地设置在所述行星保持架轴线方向上的一侧、并与所述输出件的所述轮齿啮合；

减速机构，设置在所述行星保持架轴向方向上的另一侧、并与多个所述行星轮连接。

7.根据权利要求6所述的减速器，其特征在于：

所述减速机构包括太阳轮和多个第一行星齿轮，所述太阳轮和多个所述第一行星齿轮均可转动地设置在所述行星保持架轴向方向上的另一侧，多个所述第一行星齿轮与多个所述行星轮一一对应，每个所述第一行星齿轮与所述太阳轮啮合、并与对应的所述行星轮同轴连接。

8.根据权利要求7所述的减速器，其特征在于：

所述减速机构还包括内齿圈、行星安装架和多个第二行星齿轮，所述内齿圈与所述行星保持架连接，所述行星安装架与所述太阳轮固定，每个所述第二行星齿轮可转动地设置在所述行星安装架上、并与所述内齿圈啮合。

9.一种执行器，其特征在于，包括：

如权利要求6至8中任一项所述的减速器。

10.一种机器人，其特征在于，包括：

如权利要求9所述的执行器。

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