CN216895582U - 减速器太阳轮连接结构、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，公开了一种减速器太阳轮连接结构、减速器、执行器及机器人，其中的减速器太阳轮连接结构包括行星保持架、第一法兰轴承、第二法兰轴承、太阳轮和紧固件，行星保持架包括用于安装行星轮的主体部，以及自主体部凸伸、并与主体部同轴设置的安装部；第一法兰轴承套设于安装部上；第二法兰轴承与第一法兰轴承相抵接、且套设于安装部上；太阳轮套设于第一法兰轴承的外圈和第二法兰轴承的外圈。本申请实施例提供的减速器太阳轮连接结构、减速器、执行器及机器人，能够改善用于安装太阳轮的轴承易出现损坏，以及太阳轮与轴承的装配面存在的加工困难的问题。

Description

减速器太阳轮连接结构、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太阳轮连接结构、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机加减速器的形式，减速器可以将电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，用于安装太阳轮的轴承由于内圈与外圈同时受力，导致内圈与外圈交错挤压滚动体，因此易出现损坏，并且太阳轮与轴承的装配面存在加工困难的问题。

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太阳轮连接结构、减速器、执行器及机器人，能够改善用于安装太阳轮的轴承易出现损坏，以及太阳轮与轴承的装配面存在的加工困难的问题。

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太阳轮连接结构，包括行星保持架、第一法兰轴承、第二法兰轴承、太阳轮和紧固件，行星保持架包括用于安装行星轮的主体部，以及自主体部凸伸、并与主体部同轴设置的安装部；第一法兰轴承套设于安装部上；第二法兰轴承与第一法兰轴承相抵接、且套设于安装部上；太阳轮套设于第一法兰轴承的外圈和第二法兰轴承的外圈、并在轴向方向上定位于第一法兰轴承的法兰部分和第二法兰轴承的法兰部分之间；紧固件与安装部连接、以与主体部分别压持在第二法兰轴承的内圈和第一法兰轴承的内圈上。

本申请的实施方式还提供了一种减速器，包括上述的减速器太阳轮连接结构、多个行星轮、减速机构、轴承端盖和转动件；多个行星轮可转动地设置在主体部靠近安装部的一侧、并与太阳轮啮合；减速机构设置在主体部远离安装部的一侧、并与多个行星轮连接；轴承端盖，与主体部连接；转动件可转动地设置在轴承端盖上、并与减速机构连接。

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太阳轮连接结构、减速器、执行器及机器人，通过两个法兰轴承实现太阳轮可转动地安装至行星保持架上，紧固件和行星保持架的主体部分别压持在第二法兰轴承的内圈和第一法兰轴承的内圈，以限定两个法兰轴承的轴向位置，而太阳轮的轴向位置则通过两个法兰轴承的法兰部分进行限定，因此，两个法兰轴承的外圈仅在径向方向上承受来自太阳轮的载荷，而不会在轴向方向上承受来自太阳轮的载荷，从而改善用于安装太阳轮的轴承由于内外圈同时受力而容易出现损坏的问题，同时，太阳轮与两个法兰轴承的装配面可以一次加工完成，从而改善太阳轮与轴承的装配面加工困难的问题。

另外，太阳轮靠近安装部的一侧上下端设置有凹槽，第一法兰轴承与第二法兰轴承的法兰部分分别位于凹槽内。这样，在太阳轮与第一法兰轴承及第二法兰轴承装配时，凹槽部分可以为第一法兰轴承及第二法兰轴承提供定位，以便第一法兰轴承及第二法兰轴承顺利进入太阳轮的中空部分。

另外，太阳轮包括同轴设置且相连的齿轮部和连接部，齿轮部外围开设有用于与行星轮啮合的轮齿，齿轮部套设于第一法兰轴承的外圈和第二法兰轴承的外圈，连接部位于齿轮部远离主体部的一侧，连接部环绕第二法兰轴承的法兰部分设置。这样，太阳轮可以通过齿轮部实现与安装在行星保持架的主体部上的行星轮的啮合，通过连接部实现与减速器中其他部件的连接，以及在与第二法兰轴承装配时为第二法兰轴承提供定位。

另外，还包括轴承垫圈，紧固件穿过轴承垫圈与安装部连接、以经轴承垫圈压持在第二法兰轴承的内圈上。这样，可以通过轴承垫圈确保紧固件压紧第二法兰轴承时的稳固性。

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太阳轮连接结构处的爆炸结构示意图；

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是采用滚珠轴承连接太阳轮时、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机加减速器的形式，减速器配合电机，将电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，存在用于安装太阳轮的轴承易出现损坏，以及太阳轮与轴承的装配面加工困难的问题。

在目前执行器的减速器采用的太阳轮连接结构中，太阳轮经两个滚动轴承可转动地安装在行星保持架上，太阳轮被限制在两个滚动轴承之间，而其中一个滚动轴承的内外圈分别经太阳轮和行星保持架进行限制，以限定该滚动轴承在行星保持架上的轴向位置，另一个滚动轴承的内外圈分别经紧固件和太阳轮进行限制，以限定该滚动轴承在行星保持架上的轴向位置。这样，太阳轮在行星保持架上的轴向位置经两个滚动轴承限制。

在减速器采用这样的太阳轮装配结构时，由于两个滚动轴承的内外圈同时受力，而且每个滚动轴承的内外圈受力方向相反，导致每个滚动轴承的滚动体受到挤压，每个滚动轴承在执行器工作过程中易出现损坏，不利于确保执行器的正常工作。同时，太阳轮与两个滚动轴承的两个装配面，需要经过二次加工，在加工过程中太阳轮与两个滚动轴承的两个装配面易出现同轴度误差，导致太阳轮与轴承的装配面加工困难。

为了解决目前减速器中存在的用于安装太阳轮的轴承易出现损坏，以及太阳轮与轴承的装配面加工困难的问题，申请人发现，可以将两个滚动轴承替换为法兰轴承，而使太阳轮经两个法兰轴承可转动地安装在行星保持架上。具体地，两个法兰轴承相互抵接套设于行星保持架上，两个法兰轴承的内圈经紧固件和行星保持架进行限制，以限定两个法兰轴承在行星保持架上的轴向位置，而太阳轮套设于两个法兰轴承的外圈上，太阳轮在行星保持架上的轴向位置经两个法兰轴承的法兰部分进行限制。

在将滚动轴承替换为法兰轴承后，两个法兰轴承的外圈仅在径向方向上承受来自太阳轮的载荷，而不会在轴向方向上承受来自太阳轮的载荷，因此，两个法兰轴承不会出现内外圈同时受力的情况，从而改善用于安装太阳轮的轴承易出现损坏的问题。同时，由于可以通过法兰轴承的法兰部分对太阳轮进行限位，因此，无需在太阳轮上设置伸入两个滚动轴承之间的凸出部分，太阳轮与两个法兰轴承的装配面可以一次加工完成，从而改善太阳轮与轴承的装配面加工困难的问题。

如图1所示，本申请实施例提供的减速器太阳轮连接结构包括行星保持架110、第一法兰轴承120、第二法兰轴承130、太阳轮140和紧固件150，行星保持架110包括用于安装行星轮160的主体部111，以及自主体部111凸伸、并与主体部111同轴设置的安装部112；第一法兰轴承120套设于行星保持架110的安装部112上；第二法兰轴承130与第一法兰轴承120相抵接、且套设于行星保持架110的安装部112上；太阳轮140套设于第一法兰轴承120的外圈和第二法兰轴承130的外圈、并在轴向方向上定位于第一法兰轴承120的法兰部分和第二法兰轴承130的法兰部分之间；紧固件150与行星保持架110的安装部112连接、以与行星保持架110的主体部111分别压持在第二法兰轴承130的内圈和第一法兰轴承120的内圈上。

行星保持架110是减速器中的重要部件，行星保持架110用于安装行星轮160和太阳轮140，太阳轮140可通过在行星保持架110上转动带动行星轮160在行星保持架110上同时转动，主体部111是行星保持架110上用于安装行星轮160的部分，安装部112是行星保持架110上用于安装太阳轮140的部分；第一法兰轴承120和第二法兰轴承130用于将太阳轮140转动安装至行星保持架110的安装部112上，第一法兰轴承120和第二法兰轴承130相互抵接在一起；太阳轮140套设于第一法兰轴承120的外圈和第二法兰轴承130的外圈，并且，太阳轮140经第一法兰轴承120的法兰部分和第二法兰轴承130的法兰部分限制在行星保持架110的安装部112上；紧固件150用于从行星保持架110的安装部112远离主体部111的一侧起到限位作用，防止装配在行星保持架110的安装部112上的第二法兰轴承130、第一法兰轴承120出现脱落。

相较于图6中所示的现有减速器太阳轮连接结构(太阳轮140在行星保持架110上的轴向位置经两个滚动轴承144限制)，本申请实施例提供的减速器太阳轮连接结构，通过两个法兰轴承实现太阳轮140可转动地安装至行星保持架110上，紧固件150和行星保持架110的主体部111分别压持在第二法兰轴承130的内圈和第一法兰轴承120的内圈，以限定两个法兰轴承的轴向位置，而太阳轮140的轴向位置则通过两个法兰轴承的法兰部分进行限定，因此，两个法兰轴承的外圈仅在径向方向上承受来自太阳轮140的载荷，而不会在轴向方向上承受来自太阳轮140的载荷，从而改善用于安装太阳轮140的轴承由于内外圈同时受力而容易出现损坏的问题，同时，太阳轮140与两个法兰轴承的装配面可以一次加工完成，从而改善太阳轮140与轴承的装配面加工困难的问题。

在本申请的一些实施例中，可选地，太阳轮140靠近行星保持架110的安装部112的一侧的上下端均设置有凹槽143(图4所示)，第一法兰轴承120的法兰部分和第二法兰轴承130的法兰部分分别位于两凹槽143内。从而使得两个法兰轴承在轴线方向上与太阳轮140形成定位。

凹槽143是太阳轮140轴向方向的两侧设置的凹陷部分，在太阳轮140与第一法兰轴承120及第二法兰轴承130装配时，凹槽143部分可以为第一法兰轴承120及第二法兰轴承130提供定位，以便第一法兰轴承120及第二法兰轴承130顺利进入太阳轮140的中空部分，同时，在完成太阳轮140与第一法兰轴承120及第二法兰轴承130的装配后，第一法兰轴承120的法兰部分及第二法兰轴承130的法兰部分会分别进入太阳轮140的凹槽143内，即不影响太阳轮140与第一法兰轴承120及第二法兰轴承130的装配过程。

在本申请的一些实施例中，可选地，太阳轮140包括同轴设置且相连的齿轮部141和连接部142，齿轮部141外围开设有用于与行星轮160啮合的轮齿，齿轮部141套设于第一法兰轴承120的外圈和第二法兰轴承130的外圈，连接部142位于齿轮部141远离主体部111的一侧，连接部142环绕第二法兰轴承130的法兰部分设置。

齿轮部141是太阳轮140上设置有轮齿而与行星轮160啮合的部分，连接部142是太阳轮140上用于与减速器中的其他部件连接的部分。

太阳轮140通过齿轮部141实现与安装在行星保持架110的主体部111上的行星轮160的啮合，通过连接部142实现与减速器中其他部件的连接，例如，太阳轮140可以通过连接部142与减速器的输入轴连接，或者与减速器中的以及减速机构的行星安装架200连接。

另外，在太阳轮140与第二法兰轴承130的装配过程中，连接部142的中空部分可以为第二法兰轴承130提供定位，以便第二法兰轴承130顺利进入齿轮部141的中空部分，并且，连接部142环绕在第二法兰轴承130的法兰部分的外围，可以避免第二法兰轴承130的法兰部分凸出于太阳轮140外而影响其他部件的装配。

在本申请的一些实施例中，可选地，减速器太阳轮连接结构还包括轴承垫圈151，紧固件150穿过轴承垫圈151与行星保持架110的安装部112连接、以经轴承垫圈151压持在第二法兰轴承130的内圈上。

轴承垫圈151用于起到压紧轴承的作用，此处紧固件150经轴承垫圈151压持在第二法兰轴承130的内圈上，可以确保紧固件150压紧第二法兰轴承130时的稳固性。

如图2至图5所示，本申请实施例还提供了一种减速器，包括上述实施例提供的减速器太阳轮连接结构、多个行星轮160、减速机构、轴承端盖170和转动件180；多个行星轮160可转动地设置在行星保持架110的主体部111靠近安装部112的一侧、并与太阳轮140啮合；减速机构设置在行星保持架110的主体部111远离安装部112的一侧、并与多个行星轮160连接；轴承端盖170与行星保持架110的主体部111连接；转动件180经第一轴承181可转动地设置在轴承端盖170上、并与减速机构连接。其中，图7示出了本申请实施例提供的减速器的爆炸结构。

太阳轮140与多个行星轮160啮合形成行星减速系统，而传递至多个行星轮160的运动再经过减速机构进一步减速，整个减速器的最终输出由转动件180实现，通过将转动件180与减速机构连接，经减速机构进一步减速后的运动由转动件180输出。

本申请实施例提供的减速器，由于采用了上述实施例提供的减速器太阳轮连接结构，因此，用于安装太阳轮140的两个法兰轴承仅在径向方向上承受来自太阳轮140的载荷，而不会在轴向方向上承受来自太阳轮140的载荷，从而改善用于安装太阳轮140的轴承由于内外圈同时受力而容易出现损坏的问题，同时，太阳轮140与两个法兰轴承的装配面可以一次加工完成，从而改善太阳轮140与轴承的装配面加工困难的问题。

在本申请的一些实施例中，可选地，减速器还包括一级内齿圈190、行星安装架200和多个一级行星齿轮210，一级内齿圈190与主体部111连接，行星安装架200与太阳轮140固定，多个一级行星齿轮210可转动地设置在行星安装架200上、并与一级内齿圈190啮合。

一级内齿圈190与多个一级行星齿轮210形成行星减速系统，多个一级行星齿轮210可以与执行器中输入减速器的一级太阳齿轮啮合，从而在一级内齿圈190内环绕一级太阳齿轮公转，并带动行星安装架200与太阳轮140同步转动，从而通过太阳轮140将运动往转动件180所在的一端传递。

通过一级内齿圈190与多个一级行星齿轮210形成的行星减速系统，可以对执行器中输入减速器的运动进行一级减速，从而与太阳轮140和多个行星轮160形成的行星减速系统，以及减速机构形成多级减速系统。

在本申请的一些实施例中，可选地，减速机构包括二级内齿圈220和多个二级行星齿轮230，二级内齿圈220经第二轴承222与轴承端盖170转动连接、并与转动件180固定，多个二级行星齿轮230与多个行星轮160一一对应，每个二级行星齿轮230可转动地设置在行星保持架110的主体部111远离安装部112的一侧、并与对应的行星轮160同轴连接，每个二级行星齿轮230与二级内齿圈220啮合。

二级内齿圈220与多个二级行星齿轮230形成行星减速系统，并且，每个二级行星齿轮230与对应的行星轮160同轴连接，从而将每个行星轮160的运动由行星保持架110的主体部111靠近安装部112的一侧，传递至远离安装部112的一侧，进而通过带动二级内齿圈220，将运动由转动件180输出。

在本申请的一些实施例中，可选地，减速器还包括连接件221，连接件221与二级内齿圈220固定，连接件221上设置有第一法兰孔，转动件180上设置有与第一法兰孔对应的第二法兰孔，转动件180经穿过第二法兰孔、并旋合在对应的第一法兰孔内的紧固件150与连接件221固定、以与二级内齿圈220固定。

连接件221起到固定连接二级内齿圈220与转动件180的作用，通过设置连接件221，可以为转动件180与二级内齿圈220的固定提供连接基础，在二级内齿圈220固定有连接件221后，可以通过连接件221上开设的第一法兰孔与转动件180上开设的第二法兰孔，实现连接件221与转动件180的固定，进而通过连接件221将二级内齿圈220的运动传递至转动件180进行输出。

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机产生，电机产生的动力可以经减速器减速输出，减速器的转动件180可以与机器人的相应部位连接，从而在执行器中的电机启动时，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)

1.一种减速器太阳轮连接结构，其特征在于，包括：

行星保持架，所述行星保持架包括用于安装行星轮的主体部，以及自所述主体部凸伸、并与所述主体部同轴设置的安装部；

第一法兰轴承，套设于所述安装部上；

第二法兰轴承，与所述第一法兰轴承相抵接、且套设于所述安装部上；

太阳轮，套设于所述第一法兰轴承的外圈和所述第二法兰轴承的外圈、并在轴向方向上定位于所述第一法兰轴承的法兰部分和所述第二法兰轴承的法兰部分之间；

紧固件，与所述安装部连接、以与所述主体部分别压持在所述第二法兰轴承的内圈和所述第一法兰轴承的内圈上。

2.根据权利要求1所述的减速器太阳轮连接结构，其特征在于：

所述太阳轮靠近所述安装部的一侧上下端设置有凹槽，所述第一法兰轴承与第二法兰轴承的法兰部分分别位于所述凹槽内。

3.根据权利要求1所述的减速器太阳轮连接结构，其特征在于：

所述太阳轮包括同轴设置且相连的齿轮部和连接部，所述齿轮部外围开设有用于与行星轮啮合的轮齿，所述齿轮部套设于所述第一法兰轴承的外圈和所述第二法兰轴承的外圈，所述连接部位于所述齿轮部远离所述主体部的一侧，所述连接部环绕所述第二法兰轴承的法兰部分设置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的减速器太阳轮连接结构，其特征在于：

还包括轴承垫圈，所述紧固件穿过所述轴承垫圈与所述安装部连接、以经所述轴承垫圈压持在所述第二法兰轴承的内圈上。

5.一种减速器，其特征在于，包括：

如权利要求1至4中任一项所述的减速器太阳轮连接结构；

多个行星轮，可转动地设置在所述主体部靠近所述安装部的一侧、并与所述太阳轮啮合；

减速机构，设置在所述主体部远离所述安装部的一侧、并与多个所述行星轮连接；

轴承端盖，与所述主体部连接；

转动件，可转动地设置在所述轴承端盖上、并与所述减速机构连接。

6.根据权利要求5所述的减速器，其特征在于：

还包括一级内齿圈、行星安装架和多个一级行星齿轮，所述一级内齿圈与所述主体部连接，所述行星安装架与所述太阳轮固定，多个所述一级行星齿轮可转动地设置在所述行星安装架上、并与所述一级内齿圈啮合。

7.根据权利要求5或6所述的减速器，其特征在于：

所述减速机构包括二级内齿圈和多个二级行星齿轮，所述二级内齿圈与所述轴承端盖转动连接、并与所述转动件固定，多个所述二级行星齿轮与多个所述行星轮一一对应，每个所述二级行星齿轮可转动地设置在所述主体部远离所述安装部的一侧、并与对应的所述行星轮同轴连接，每个所述二级行星齿轮与所述二级内齿圈啮合。

8.根据权利要求7所述的减速器，其特征在于：

还包括连接件，所述连接件与所述二级内齿圈固定，所述连接件上设置有第一法兰孔，所述转动件上设置有与所述第一法兰孔对应的第二法兰孔，所述转动件经穿过所述第二法兰孔、并旋合在对应的所述第一法兰孔内的紧固件与所述连接件固定、以与所述二级内齿圈固定。

9.一种执行器，其特征在于，包括：

如权利要求5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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