CN217168562U - 一种应用于工业机器人的关节 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用于工业机器人的关节，包括壳体，安装在壳体上的减速组件，安装在壳体上用于驱动减速组件的驱动电机；减速组件包括电机轴小齿轮、一级大齿轮、二级小齿轮、二级大齿轮，电机轴小齿轮与驱动电机连接，一级大齿轮与电机轴小齿轮啮合，二级小齿轮安装在一级大齿轮的侧壁上，二级大齿轮与二级小齿轮啮合，二级大齿轮的侧壁上安装有用于驱动小臂的关节连接轴，关节连接轴的一端延伸至壳体外后与小臂连接轴连接。本实用新型所述的一种应用于工业机器人的关节，两级齿轮减速，可以满足机器人的力矩与速度需求；中心轴与关节连接轴的中心孔可以根据需要进行设计，确保机器人线缆良好通过。

Description

一种应用于工业机器人的关节

技术领域

本实用新型属于工业机器人技术领域，尤其是涉及一种应用于工业机器人的关节。

背景技术

在一般的工业机器人中，机器人关节大多采用减速机结构，而在有的机器人关节中，需要将线缆置于机器人本体内部，这时机器人关节大多采用带中心孔的减速机，从而可以使机器人线缆从中心孔穿过。在设计计算选型好这种减速机时，其中心孔孔径往往较小，而通过的线缆数量又较多，造成通过困难，若使线缆顺利通过，通常会选择大一号的中空减速机，这样就会造成减速机性能的浪费，而且增加了成本；解决该难题，本实用新型提出一种应用于机器人的关节结构，该结构方便线缆的通过。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种应用于工业机器人的关节，以解决机器人线缆从中心孔穿过，在设计计算选型好这种减速机时，其中心孔孔径往往较小，而通过的线缆数量又较多，造成通过困难，若使线缆顺利通过，通常会选择大一号的中空减速机，这样就会造成减速机性能的浪费，而且增加了成本的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种应用于工业机器人的关节，包括壳体，安装在壳体上的减速组件，安装在壳体上用于驱动减速组件的驱动电机；

减速组件包括电机轴小齿轮、一级大齿轮、二级小齿轮、二级大齿轮，电机轴小齿轮与驱动电机连接，一级大齿轮与电机轴小齿轮啮合，二级小齿轮安装在一级大齿轮的侧壁上，二级大齿轮与二级小齿轮啮合，二级大齿轮的侧壁上安装有用于驱动小臂的关节连接轴，关节连接轴的一端延伸至壳体外后与小臂连接轴连接。

进一步的，壳体一侧安装有壳体侧盖，壳体的另一侧安装有壳体密封盖，驱动电机的转轴上安装有电机连接轴，电机轴小齿轮一端安装在电机连接轴上，电机轴小齿轮的另一端转动安装在壳体内，一级大齿轮位于壳体内转动安装在壳体密封盖上，一极大齿轮与电机轴小齿轮上下啮合，一级大齿轮侧壁上安装有直齿轮轴，直齿轮轴外壁安装有齿轮调整座，齿轮调整座通过螺栓固定在壳体内，二级小齿轮一端与直齿轮轴连接，二级小齿轮一端贯穿壳体外壁后延伸至壳体侧盖内，二级小齿轮再次贯穿壳体侧盖后连接有壳体轴承调整座，壳体轴承调整座通过螺栓固定在壳体侧盖上，二级大齿轮安装在壳体侧盖内，二级大齿轮与二级小齿轮相邻，关节连接轴通过中心轴安装在二级大齿轮上，关节连接轴另一端贯穿壳体侧盖。

进一步的，电机连接轴与壳体密封盖之间安装有大深沟球轴承，电机轴小齿轮与壳体之间安装有小深沟球轴承。

进一步的，一级大齿轮与壳体密封盖之间安装有一级大齿轮挡圈，直齿轮轴的一端贯穿一级大齿轮的轴心后与一级大齿轮挡圈贴合，一级大齿轮挡圈通过螺栓固定在直齿轮轴的一端。

进一步的，直齿轮轴两端与齿轮调整座之间对称安装有两个圆锥滚子轴承一。

进一步的，二级小齿轮与壳体轴承调整座之间安装有圆锥滚子轴承二。

进一步的，壳体一侧设有凹槽，中心轴一端通过螺栓固定在壳体外壁的凹槽内，二级大齿轮套接在中心轴外壁，二级大齿轮两端与中心轴之间对称安装有圆锥滚子轴承三、圆锥滚子轴承四，关节连接轴套在中心轴外，中心轴一端安装有圆螺母，圆螺母与圆锥滚子轴承四之间安装有圆螺母止动挡圈。

进一步的，关节连接轴与中心轴之间安装有小油封，关节连接轴通过螺栓固定在二级大齿轮的侧壁上。

进一步的，关节连接轴与壳体侧盖之间安装有大油封。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种应用于工业机器人的关节具有以下有益效果：

(1)本实用新型所述的一种应用于工业机器人的关节，两级齿轮减速，可以满足机器人的力矩与速度需求；中心轴与关节连接轴的中心孔可以根据需要进行设计，确保机器人线缆良好通过，可以使机器人关节中心孔足够大，保证机器人线缆的顺利通过，而不受采用减速机时由于减速机本身中心孔过小的限制，而使线缆通过受阻的状况。

(2)本实用新型所述的一种应用于工业机器人的关节，中心轴与关节连接轴的中心孔可自行设计，保证机器人线缆良好的通过性，而不产生磨损可以有效降低机器人本体成本，且结构可靠稳定。

(3)本实用新型所述的一种应用于工业机器人的关节，轴承调整座与壳体间存在一设定间隙，该间隙可以调整级大齿轮与级小齿轮与各自齿轮的啮合间隙，进而保证关节的传动精度(壳体轴承调整座与壳体侧盖间也有设定的间隙，该间隙可以使安装在壳体轴承调整座内的圆柱滚子轴承旋转中心与级大齿轮与级小齿轮的旋转中心位置保持一致)。

(4)本实用新型所述的一种应用于工业机器人的关节，两对啮合的齿轮一级传动为斜齿轮传动，二级传动为直齿轮传动；也可以同时为直齿轮或同时为斜齿轮传动。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种应用于工业机器人的关节部分结构图；

图2为本实用新型实施例所述的一种应用于工业机器人的关节剖视图；

图3为本实用新型实施例所述的一种应用于工业机器人的关节结构图。

附图标记说明：

1、壳体；2、圆锥滚子轴承三；3、圆螺母止动挡圈；4、中心轴；5、电机轴小齿轮；6、电机连接轴；7、关节连接轴；8、小油封；9、大油封；10、圆螺母；11、圆锥滚子轴承四；12、二级大齿轮；13、壳体轴承调整座；14、二级小齿轮；15、圆锥滚子轴承二；16、壳体侧盖；17、直齿轮轴；18、齿轮调整座；19、圆锥滚子轴承一；20、小深沟球轴承；21、一级大齿轮；22、壳体密封盖；23、1级大齿轮挡圈；24、电机；25、大深沟球轴承。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图3所示，一种应用于工业机器人的关节，包括壳体1，安装在壳体1上的减速组件，安装在壳体1上用于驱动减速组件的驱动电机24；

减速组件包括电机轴小齿轮5、一级大齿轮21、二级小齿轮14、二级大齿轮12，电机轴小齿轮5与驱动电机24连接，一级大齿轮21与电机轴小齿轮5啮合，二级小齿轮14安装在一级大齿轮21的侧壁上，二级大齿轮12与二级小齿轮14啮合，二级大齿轮12的侧壁上安装有用于驱动小臂的关节连接轴7，关节连接轴7的一端延伸至壳体1外后与小臂连接轴连接。

壳体1一侧安装有壳体侧盖16，壳体1的另一侧安装有壳体密封盖22，驱动电机24的转轴上安装有电机连接轴6，电机轴小齿轮5一端安装在电机连接轴6上，电机轴小齿轮5的另一端转动安装在壳体1内，一级大齿轮21位于壳体1内转动安装在壳体密封盖22上，一极大齿轮与电机轴小齿轮5上下啮合，一级大齿轮21侧壁上安装有直齿轮轴17，直齿轮轴17外壁安装有齿轮调整座18，齿轮调整座18通过螺栓固定在壳体1内，二级小齿轮14一端与直齿轮轴17连接，二级小齿轮14一端贯穿壳体1外壁后延伸至壳体侧盖16内，二级小齿轮14再次贯穿壳体侧盖16后连接有壳体轴承调整座13，壳体轴承调整座13通过螺栓固定在壳体侧盖16上，二级大齿轮12安装在壳体侧盖16内，二级大齿轮12与二级小齿轮14相邻，关节连接轴7通过中心轴4安装在二级大齿轮12上，关节连接轴7另一端贯穿壳体侧盖16。

电机连接轴6与壳体密封盖22之间安装有大深沟球轴承25，电机轴小齿轮5与壳体1之间安装有小深沟球轴承20；

驱动电机24驱动时，通过大深沟轴承25与小深沟轴承20配合，便于驱动电机24齿轮的转动，通过大深沟球轴承25避免驱动电机24与壳体密封盖22之间的摩擦；通过小深沟轴承20避免驱动电机24轴齿轮与壳体1之间的摩擦。

一级大齿轮21与壳体密封盖22之间安装有一级大齿轮挡圈23，直齿轮轴17的一端贯穿一级大齿轮21的轴心后与一级大齿轮挡圈23贴合，一级大齿轮挡圈23通过螺栓固定在直齿轮轴17的一端。

直齿轮轴17两端与齿轮调整座18之间对称安装有两个圆锥滚子轴承一19。

二级小齿轮14与壳体轴承调整座13之间安装有圆锥滚子轴承二15。

一级大齿轮21挡圈将一级大齿轮21固定在直齿轮轴17上，齿轮调整座18固定在壳体1内，通过齿轮调整座18完成一级大齿轮21、直齿轮轴17、二级小齿轮14的安装，当电机24轴小齿轮5带动一级大齿轮21转动时，由于齿轮调整座18固定在壳体1内壁，因此齿轮调整座18是固定的，通过两个圆锥滚子轴承一19便于直齿轮轴17在齿轮调整座18内转动，直齿轮轴17带动二级小齿轮14转动，二级小齿轮14的另一端通过圆锥滚子轴承二15与壳体侧盖16发生转动连接，便于二级小齿轮14的转动。

壳体1一侧设有凹槽，中心轴4一端通过螺栓固定在壳体1外壁的凹槽内，二级大齿轮12套接在中心轴4外壁，二级大齿轮12两端与中心轴4之间对称安装有圆锥滚子轴承三2、圆锥滚子轴承四11，关节连接轴7套在中心轴4外，中心轴4一端安装有圆螺母10，圆螺母10与圆锥滚子轴承四11之间安装有圆螺母止动挡圈3。

圆螺母10将圆螺母10止动挡圈3顶紧管锥滚子轴承四的内轴上，防止圆螺母10滚动，由于中心轴4固定在壳体1上，因此当二级大齿轮12转动时，套接在中心轴4上的轴承外轴转动，内轴固定不动，因此通过圆螺母10对轴承以及二级大齿轮12进行限位。

关节连接轴7与中心轴4之间安装有小油封8，关节连接轴7通过螺栓固定在二级大齿轮12的侧壁上。

小油封用于密封关节连接轴与中心轴之间的缝隙。

关节连接轴7与壳体侧盖16之间安装有大油封9。

大油封用于密封关节连接轴与壳体侧盖之间的缝隙。

轴承调整座18的安装的一级大齿轮21与二级小齿轮14旋转中心点(一级大齿轮与二级小齿轮旋转中心同轴)与二级大齿轮旋转中心点的连线、与电机轴小齿轮5旋转中心点的连线夹角小于180度，即这三个旋转中心点的连线不能成一条直线，否则两对啮合齿轮的侧隙不能同时进行调整。

电机轴小齿轮5支撑轴承为深沟球轴承，一级大齿轮21与二级大齿轮12各选用一对圆锥滚子轴承支撑，而二级小齿轮14的末端选用圆锥滚子轴承二支撑。

具体实施例如下：

电机轴小齿轮5通过电机连接轴5被安装在驱动电机24的电机轴上，电机连接轴6通过大深沟球轴承25支撑在壳体密封盖22上，电机连接轴6通过电机轴键及两个紧定螺钉固定，电机轴小齿轮5与一级大齿轮啮合21。

一级大齿轮21与二级小齿轮14通过直齿轮轴17被组装在一起，并通过一对圆锥滚子轴承一19被安装在轴承调整座18内，轴承调整座18通过螺钉安装在壳体1上；一级大齿轮21通过一级大齿轮挡圈23与螺钉被固定在直齿轮轴17上，二级小齿轮14与直齿轮轴17通过过盈配合固定；同时二级小齿轮14另一端通过安装在壳体轴承调整座13内的15-圆柱滚子轴承1支撑，以保证其刚度；13-壳体轴承调整座通过螺钉安装在壳体侧盖16上；其中轴承调整座18与壳体1间存在一设定间隙，该间隙可以调整一级大齿轮21与二级小齿轮14与各自齿轮的啮合间隙，进而保证关节的传动精度(壳体轴承调整座13与壳体侧盖16间也有设定的间隙，该间隙可以使安装在壳体轴承调整座13内的圆柱滚子轴承二15旋转中心与一级大齿轮21与二级小齿轮14的旋转中心位置保持一致)；二级小齿轮14与二级大齿轮12啮合。

二级大齿轮12通过圆锥滚子轴承三2、圆锥滚子轴承四11、圆螺母止动挡圈3与圆螺母10被安装在中心轴4上，中心轴4通过螺钉被安装在壳体1上；二级大齿轮12通过螺钉安装关节连接轴7，7关节连接轴7可连接机器人其他轴。

以上，当驱动电机24转动时，安装在驱动电机24的电机轴上的电机轴小齿轮5转动，从而带动与之啮合的一级大齿轮21转动，此为关节减速一级传动；而当一级大齿轮21转动时，同时会带动与之同轴固定的二级小齿轮14转动，由于二级小齿轮14与二级大齿轮12啮合，进而会带动二级大齿轮12转动，最终使该关节末端关节连接轴7旋转，此为关节减速二级传动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种应用于工业机器人的关节，其特征在于：包括壳体(1)，安装在壳体(1)上的减速组件，安装在壳体(1)上用于驱动减速组件的驱动电机(24)；

减速组件包括电机轴小齿轮(5)、一级大齿轮(21)、二级小齿轮(14)、二级大齿轮(12)，电机轴小齿轮(5)与驱动电机(24)连接，一级大齿轮(21)与电机轴小齿轮(5)啮合，二级小齿轮(14)安装在一级大齿轮(21)的侧壁上，二级大齿轮(12)与二级小齿轮(14)啮合，二级大齿轮(12)的侧壁上安装有用于驱动小臂的关节连接轴(7)，关节连接轴(7)的一端延伸至壳体(1)外后与小臂连接轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于工业机器人的关节，其特征在于：壳体(1)一侧安装有壳体侧盖(16)，壳体(1)的另一侧安装有壳体密封盖(22)，驱动电机(24)的转轴上安装有电机连接轴(6)，电机轴小齿轮(5)一端安装在电机连接轴(6)上，电机轴小齿轮(5)的另一端转动安装在壳体(1)内，一级大齿轮(21)位于壳体(1)内转动安装在壳体密封盖(22)上，一极大齿轮与电机轴小齿轮(5)上下啮合，一级大齿轮(21)侧壁上安装有直齿轮轴(17)，直齿轮轴(17)外壁安装有齿轮调整座(18)，齿轮调整座(18)通过螺栓固定在壳体(1)内，二级小齿轮(14)一端与直齿轮轴(17)连接，二级小齿轮(14)一端贯穿壳体(1)外壁后延伸至壳体侧盖(16)内，二级小齿轮(14)再次贯穿壳体侧盖(16)后连接有壳体轴承调整座(13)，壳体轴承调整座(13)通过螺栓固定在壳体侧盖(16)上，二级大齿轮(12)安装在壳体侧盖(16)内，二级大齿轮(12)与二级小齿轮(14)相邻，关节连接轴(7)通过中心轴(4)安装在二级大齿轮(12)上，关节连接轴(7)另一端贯穿壳体侧盖(16)。

3.根据权利要求2所述的一种应用于工业机器人的关节，其特征在于：电机连接轴(6)与壳体密封盖(22)之间安装有大深沟球轴承(25)，电机轴小齿轮(5)与壳体(1)之间安装有小深沟球轴承(20)。

4.根据权利要求2所述的一种应用于工业机器人的关节，其特征在于：一级大齿轮(21)与壳体密封盖(22)之间安装有一级大齿轮挡圈(23)，直齿轮轴(17)的一端贯穿一级大齿轮(21)的轴心后与一级大齿轮挡圈(23)贴合，一级大齿轮挡圈(23)通过螺栓固定在直齿轮轴(17)的一端。

5.根据权利要求2所述的一种应用于工业机器人的关节，其特征在于：直齿轮轴(17)两端与齿轮调整座(18)之间对称安装有两个圆锥滚子轴承一(19)。

6.根据权利要求2所述的一种应用于工业机器人的关节，其特征在于：二级小齿轮(14)与壳体轴承调整座(13)之间安装有圆锥滚子轴承二(15)。

7.根据权利要求2所述的一种应用于工业机器人的关节，其特征在于：壳体(1)一侧设有凹槽，中心轴(4)一端通过螺栓固定在壳体(1)外壁的凹槽内，二级大齿轮(12)套接在中心轴(4)外壁，二级大齿轮(12)两端与中心轴(4)之间对称安装有圆锥滚子轴承三(2)、圆锥滚子轴承四(11)，关节连接轴(7)套在中心轴(4)外，中心轴(4)一端安装有圆螺母(10)，圆螺母(10)与圆锥滚子轴承四(11)之间安装有圆螺母止动挡圈(3)。

8.根据权利要求2所述的一种应用于工业机器人的关节，其特征在于：关节连接轴(7)与中心轴(4)之间安装有小油封(8)，关节连接轴(7)通过螺栓固定在二级大齿轮(12)的侧壁上。

9.根据权利要求2所述的一种应用于工业机器人的关节，其特征在于：关节连接轴(7)与壳体侧盖(16)之间安装有大油封(9)。

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