CN218534608U - 章动减速器、关节模组及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及章动减速器、关节模组及机器人。该关节模组包括输入轴、齿轮传动组件和轴向支承件。输入轴设置成围绕第一轴线转动，所述输入轴关于所述第一轴线非对称。齿轮传动组件包括沿所述第一轴线排列的输入齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮的齿部与所述输出齿轮的齿部相对，所述输入齿轮的一部分齿部与所述输出齿轮的一部分齿部啮合。轴向支承件包括可相对转动的第一支承部分和第二支承部分，所述第一支承部分与所述输入轴固定连接，所述第二支承部分与所述输入齿轮固定连接。该章动减速器可以实现大减速比的降速输出，无需设置多级降速齿轮，结构相对简单。

Description

章动减速器、关节模组及机器人

技术领域

本申请涉及减速器技术领域，具体而言，涉及一种章动减速器、关节模组及机器人。

背景技术

目前，关节模组可以应用于多个领域，例如机器人领域、航空航天、自动化设备等领域。目前，关节模组中的减速器大多采用行星减速器、谐波减速器、摆线减速器或RV减速器等，采用章动减速器的关节模组则相对较少。

实用新型内容

本申请提供一种章动减速器、关节模组及机器人，结构简单且可获得较大减速比。

一种章动减速器，包括：

输入轴，设置成围绕第一轴线转动，所述输入轴关于所述第一轴线非对称；

齿轮传动组件，包括沿所述第一轴线排列的输入齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮的齿部与所述输出齿轮的齿部相对，所述输入齿轮的一部分齿部与所述输出齿轮的一部分齿部啮合；及

轴向支承件，包括可相对转动的第一支承部分和第二支承部分，所述第一支承部分与所述输入轴固定连接，所述第二支承部分与所述输入齿轮固定连接。

可选的，所述输入轴包括动力输入端和动力输出端，所述动力输入端用于与电机接合，所述动力输出端与所述第一支承部分连接，所述动力输出端关于所述第一轴线非对称。

可选的，所述动力输出端设置为中空结构，所述动力输出端的壁厚为非均匀壁厚。

可选的，所述动力输出端的内表面为内圆柱面，所述动力输出端的外表面为外圆柱面，所述内圆柱面的轴线与所述外圆柱面的轴线平行，且所述内圆柱面与所述外圆柱面中一者的轴线与所述第一轴线重合。

可选的，所述动力输出端包括用于与所述第一支承部分连接的连接段，所述连接段的轴线相对于所述第一轴线倾斜，所述输出齿轮的轴线与所述第一轴线重合。

可选的，所述动力输入端设置为中空结构，所述动力输入端关于所述第一轴线对称。

可选的，所述轴向支承件为推力轴承。

可选的，所述输入齿轮的齿数大于所述输出齿轮的齿数；或

所述输入齿轮的齿数小于所述输出齿轮的齿数。

一种关节模组，包括：

电机，包括同轴设置的定子和转子，所述定子固定设置，所述转子可相对于所述定子转动；及

如上述任一项所述的章动减速器，所述转子与所述章动减速器的输入轴连接。

可选的，所述电机包括电机壳体，所述章动减速器包括减速器壳体，所述电机壳体与所述减速器壳体设置为一体式结构。

一种机器人，包括上述所述的关节模组。

本申请提供了一种章动减速器、关节模组及机器人，其中，输入轴关于所述第一轴线非对称，因此，输入轴可作为章动的发生轴。同时，利用轴向支承件将输入轴的动力传递给输入齿轮，使输入齿轮发生章动，并进一步传递给输出齿轮，使输出齿轮转动。根据章动原理，输入齿轮章动一周，输出齿轮可以仅转动一个齿，因此，该章动减速器可以实现大减速比的降速输出，无需设置多级降速齿轮，结构相对简单。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的关节模组的剖视图；

图2是图1中示出的输入轴与齿轮传动组件连接的剖视图；

图3是图1中示出的输入轴与转子连接的剖视图；

图4是输入轴的剖视图；

图5是输出齿轮的示意图；

图6是输出齿轮与盖板连接的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

请参考图1，图1为本申请一示例性实施例示出的关节模组100的剖视图。

本申请提供一种关节模组100，该关节模组100的应用场景不限，包括但不限于机器人领域、航空航天器领域、自动化设备领域。

具体的，该关节模组100包括电机10和章动减速器20，电机10与章动减速器20传动连接，电机10通电后能够输出转矩，并传递给章动减速器20，通过章动减速器20可以实现降速输出。

电机10包括电机壳体11、容纳于电机壳体11内且同轴设置的定子12和转子13。其中，定子12与电机壳体11保持相对固定，例如，定子12可以固定连接于电机壳体11。转子13可相对于定子12转动。在一个实施例中，转子13设置为外转子，即，转子13环绕设置在定子12的外侧。在另一个实施例中，转子13可以设置为内转子，即，定子12环绕设置在转子13的外侧。定子12包括定子铁心和定子绕组，转子13包括导磁环和磁钢。

章动减速器20包括减速器壳体21、容纳于减速器壳体21内的输入轴22、齿轮传动组件23和轴向支承件24。输入轴22可以通过轴承25支承于减速器壳体21内，使输入轴22组装于减速器壳体21内，并能够相对于减速器壳体21转动。在一个实施例中，减速器壳体21与电机壳体11设置为一体式结构，电机壳体11内部的空间与所述减速器壳体21内部的空间相连通。

输入轴22与转子13连接，可跟随转子13围绕第一轴线O转动，所述输入轴22关于所述第一轴线O非对称。其中，输入轴22可以设置为中空轴，但不仅限于此。

请结合图2，图2为输入轴22与齿轮传动组件23连接的剖视图。

齿轮传动组件23包括输入齿轮230和输出齿轮231，输入齿轮230和输出齿轮231沿第一轴线O排列，输入齿轮230齿部与输出齿轮231的齿部相对，且输入齿轮230的一部分齿部与输出齿轮231的一部分齿部啮合。输入齿轮230可以通过关节轴承26组装于减速器壳体21，其中，关节轴承26的定圈261与减速器壳体21固定连接，关节轴承26的动圈262与输入齿轮230固定连接，定圈261与动圈262可以相对滑动，通过关节轴承26可以实现对输入齿轮230处于各个位置的支撑。输出齿轮231可以通过轴承27组装于减速器壳体21，使输出齿轮231能够在输入齿轮230的驱动下转动。

轴向支承件24包括可相对转动的第一支承部分240和第二支承部分241，所述第一支承部分240与所述输入轴22固定连接，所述第二支承部分241与所述输入齿轮230固定连接。轴向支承件24可以将输入轴22的动力传递给输入齿轮230，使输入齿轮230发生章动。轴向支承件24仅可以承受轴向力，轴向支承件24可以采用推力轴承。

根据以上的描述可知，输入轴22关于所述第一轴线O非对称，因此，输入轴22可作为章动运动的发生轴。轴向支承件24将输入轴22的动力传递给输入齿轮230，使输入齿轮230发生章动，进而将动力传递给输出齿轮231，使输出齿轮231转动。根据章动原理，输入齿轮230章动一周，输出齿轮231至少可以转动一个齿，因此，该章动减速器20可以实现大减速比的降速输出。并且，无需设置多级降速齿轮，结构更加简单。

请参考图3，图3为电机10与输入轴22连接的剖视图。

所述输入轴22包括动力输入端220和动力输出端221，其中，动力输入端220与转子13连接，动力输出端221与第一支承部分240连接。在一个实施例中，动力输出端221关于所述第一轴线非对称。动力输出端221比动力输入端220更靠近输入齿轮230，因此，将动力输出端221设置为非对称结构，可在动力输出端221集中产生章动运动，使输入齿轮230产生章动的效果更好。

动力输出端221关于第一轴线非对称的实施方式有多种。本实施例中，所述动力输出端221设置为中空结构，所述动力输出端221的壁厚设置为非均匀壁厚。如此，既可以实现动力输出端221的非对称，又可以降低动力输出端221的重量。本实施例中，动力输入端220也设置为中空结构，动力输入端220的壁厚设置为均匀壁厚，如此可进一步实现减重。

请参考图4，图4为输入轴22的剖视图。

在一个实施例中，所述动力输出端221的内表面为内圆柱面222，所述动力输出端221的外表面为外圆柱面223，所述内圆柱面222的轴线与所述外圆柱面223的轴线不重合，且所述内圆柱面222与所述外圆柱面223中一者的轴线与所述第一轴线O重合。例如，可以设置内圆柱面222的轴线与所述第一轴线O重合，外圆柱面223的轴线相对于第一轴线O偏置。或者，设置外圆柱面223的轴线与所述第一轴线O重合，内圆柱面222的轴线相对于第一轴线O偏置。如此设置，可以实现动力输入端220壁厚的逐渐减小，使内圆柱面222和外圆柱面223均为平滑面，以减少内圆柱面222和外圆柱面223的突变。并且，动力输出端221由于壁厚不均匀而形成为偏心结构，如此，当发生章动时，轴向支承件24的第一支承部分240和第二支承部分241不会发生径向的相对位移，避免造成轴向支承件24的损坏。

在图4所示的实施例中，所述动力输出端221包括连接于所述第一支承部分240连接的连接段2210，所述连接段2210的轴线O’相对于所述第一轴线O倾斜，所述输出齿轮231的轴线与所述第一轴线O重合。如此设置，输入齿轮230的轴线相对于所述第一轴线O倾斜，可以实现输入齿轮230与输出齿轮231的相对倾斜，满足输入齿轮230的一部分齿与输出齿轮231的一部分齿啮合的安装要求。

在一个实施例中，所述动力输入端220设置为中空结构，且关于所述第一轴线O对称。也就是说，动力输入端220壁厚均匀，为均质结构。如此设置，动力输入端220自身在转动过程中不会产生章动运动，章动运动仅通过动力输出端221产生，有利于章动的传递。

请参考图5，图5为输出齿轮231的示意图。

在一个实施例中，输出齿轮231包括齿部2310、螺纹孔2311、定位销孔2312、密封槽2313。其中，齿部2310与输入齿轮230的齿部啮合以传递动力，螺纹孔2311和定位销孔2312用于与外部组件连接和定位，向外部组件输出动力，密封槽2313内可以安装和固定密封件，起到密封作用。

请参考图6，图6为输出齿轮231与盖板40连接的示意图。

章动减速器20还可以包括盖板40，输出齿轮231与盖板40连接，两者可通过螺钉、螺纹、过盈、胀套等各类形式连接而不局限于螺钉连接。盖板40可依据需求做出各种形式，以满足密封、防水、防尘、美观等各种需求。

在一个实施例中，输入齿轮230的齿数多于输出齿轮231齿数，两者通过若干齿啮合，因此，当输入齿轮230章动运动完成一圈时，输出齿轮231仅旋转一定的角度，由此实现降速传动。在另一实施例中，输入齿轮230的齿数可以少于输出齿轮231齿数。通过改变输入齿轮230和输出齿轮231的齿数，可改变章动减速器20的减速比，并且还可以改变输出齿轮231的转动方向。

在一个具体的实施例中，输入齿轮230设有51个齿，输出齿轮231设有50个齿，输入齿轮230章动一周时，输出齿轮231的50个齿需要被啮合51个齿，因此，输出齿轮231沿自身轴线旋转1个齿的角度，从输入轴22到输出齿轮231，实现了大减速比的降速输出。

本申请提供的章动减速器20的轴部为空心，在降重的同时，还可以方便走线。关节模组100还包括控制板50(参考图1)，控制板50与电机10电连接。控制板50可固定于电机壳体11。

本申请还提供一种机器人，机器人包括以上描述的关节模组。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种章动减速器，其特征在于，包括：

输入轴，设置成围绕第一轴线转动，所述输入轴关于所述第一轴线非对称；

齿轮传动组件，包括沿所述第一轴线排列的输入齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮的齿部与所述输出齿轮的齿部相对，所述输入齿轮的一部分齿部与所述输出齿轮的一部分齿部啮合；及

轴向支承件，包括可相对转动的第一支承部分和第二支承部分，所述第一支承部分与所述输入轴固定连接，所述第二支承部分与所述输入齿轮固定连接。

2.根据权利要求1所述的章动减速器，其特征在于，所述输入轴包括动力输入端和动力输出端，所述动力输入端用于与电机接合，所述动力输出端与所述第一支承部分连接，所述动力输出端关于所述第一轴线非对称。

3.根据权利要求2所述的章动减速器，其特征在于，所述动力输出端设置为中空结构，所述动力输出端的壁厚为非均匀壁厚。

4.根据权利要求3所述的章动减速器，其特征在于，所述动力输出端的内表面为内圆柱面，所述动力输出端的外表面为外圆柱面，所述内圆柱面的轴线与所述外圆柱面的轴线平行，且所述内圆柱面与所述外圆柱面中一者的轴线与所述第一轴线重合。

5.根据权利要求2至4任一项所述的章动减速器，其特征在于，所述动力输出端包括用于与所述第一支承部分连接的连接段，所述连接段的轴线相对于所述第一轴线倾斜，所述输出齿轮的轴线与所述第一轴线重合。

6.根据权利要求2至4任一项所述的章动减速器，其特征在于，所述动力输入端设置为中空结构，所述动力输入端关于所述第一轴线对称。

7.根据权利要求1至4任一项所述的章动减速器，其特征在于，所述轴向支承件为推力轴承。

8.根据权利要求1至4任一项所述的章动减速器，其特征在于，所述输入齿轮的齿数大于所述输出齿轮的齿数；或

所述输入齿轮的齿数小于所述输出齿轮的齿数。

9.一种关节模组，其特征在于，包括：

电机，包括同轴设置的定子和转子，所述定子固定设置，所述转子可相对于所述定子转动；及

如权利要求1至8任一项所述的章动减速器，所述转子与所述章动减速器的输入轴连接。

10.根据权利要求9所述的关节模组，其特征在于，所述电机包括电机壳体，所述章动减速器包括减速器壳体，所述电机壳体与所述减速器壳体设置为一体式结构。

11.一种机器人，其特征在于，包括权利要求9或10所述的关节模组。

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