CN218543139U - 一种零齿隙的机器人减速器 - Google Patents

Abstract

一种零齿隙的机器人减速器，包括减速器壳体，所述减速器壳体内设有传动连接的电机组件和齿轮组件，电机组件与齿轮组件的相对端面之间设置有伸缩构件；所述齿轮组件为行星齿轮机构，包括相啮合的锥形太阳齿、锥形行星齿和锥形内齿圈；所述行星齿轮机构以锥形内齿圈和锥形行星齿的共同小径端一方作为输出方向；所述锥形太阳齿同轴连接在电机组件的动力输出端上。本实用新型能够自动消除齿轮磨损后的齿隙，使齿轮之间的啮合始终保持一致，可保证减速机构的稳定输出性能，且结构紧凑，传动效率高。

Description

一种零齿隙的机器人减速器

技术领域

本实用新型涉及一种机器人减速机构，尤其是一种零齿隙的机器人减速器，属于智能机器人部件的技术领域。

背景技术

公知的，机器人减速器是连接动力源和执行机构之间的中间装置，通常它把电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，并传递更大的转矩。

目前，现有机器人减速器的常见构造之一，壳体内设置齿轮减速结构，再与外置的动力结构传动连接，其中动力结构和齿轮减速结构分别多采用伺服电机和行星齿轮机构。一方面，现有伺服电机通过电机轴与行星齿轮机构关联，而现有行星齿轮机构的核心结构包括直齿形状的行星齿、太阳齿及内齿圈。这种直齿的行星齿和内齿圈工作一段时间之后，整个齿轮会产生磨损，导致内齿圈与行星齿之间的齿隙会变大，进而导致齿轮噪音增大、啮合度不够，致使能量传输消耗增加，最终影响整个减速机构的输出性能。另一方面，动力结构和齿轮减速结构分体设置不仅结构臃肿，占用空间大，还影响动力传输的响应效率。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本实用新型提供一种零齿隙的机器人减速器，能够自动消除齿轮磨损后的齿隙，使齿轮之间的啮合始终保持一致，可保证减速机构的稳定输出性能，且结构紧凑，传动效率高。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种零齿隙的机器人减速器，包括减速器壳体，所述减速器壳体内设有传动连接的电机组件和齿轮组件，电机组件与齿轮组件的相对端面之间设置有伸缩构件；所述齿轮组件为行星齿轮机构，包括相啮合的锥形太阳齿、锥形行星齿和锥形内齿圈；所述行星齿轮机构以锥形内齿圈和锥形行星齿的共同小径端一方作为输出方向；所述锥形太阳齿同轴连接在电机组件的动力输出端上。

可选的，所述减速器壳体为上端开口、下端封闭的圆柱筒体，圆柱筒体的开口上端作为输出端，圆柱筒体的封闭下端中心设有高出端面的轴承安装台，轴承安装台的内部设有轴承安装孔。

可选的，所述电机组件为无刷电机组件，包括定子、磁铁、铁圈及端盖，定子连接在轴承安装台的外壁上，铁圈安装在端盖中，磁铁环向布置在铁圈与端盖的内边部，端盖内部设置的端盖中心轴作为动力输出端且通过第一轴承安装在有轴承安装孔处。

可选的，所述行星齿轮机构还包括行星架和行星架输出件，锥形太阳齿的齿轴沿轴向向上向下分别延伸有输出轴部和输入轴部，输入轴部贯穿行星架后连接到无刷电机组件的端盖外部的中心孔，输出轴部通过第三轴承安装到行星架输出件的内部；行星架输出件固定在行星架上，同时行星架输出件的外部通过第二轴承安装在锥形内齿圈中，第二轴承由轴承压板从外侧安装在锥形内齿圈上，锥形内齿圈固定连接在减速器壳体上。

可选的，所述锥形行星齿的数量为三个，分别通过行星轴装配到行星架上并啮合连接在锥形太阳齿四周。

可选的，所述伸缩构件为弹簧，套设在锥形太阳齿的输入轴部，弹簧的一端与行星架固定连接，另一端连接至无刷电机组件的端盖。

可选的，所述锥形内齿圈与减速器壳体通过设置在周向上的紧固组件相连；所述紧固组件包括开设在锥形内齿圈和减速器壳体四周的螺孔，以及配合连接在螺孔内的紧固螺钉。

可选的，所述行星架输出件与行星架由轴向通过第一紧固件连接；连接部位为相应配合的设置在行星架输出件内侧的耳板件，以及设置在行星架上部的支撑台。

可选的，所述轴承压板与锥形内齿圈在轴向端面通过第二紧固件连接。

相比现有技术，本实用新型的一种零齿隙的机器人减速器，通过将电机组件和齿轮组件集成于减速器壳体内，优化了传动效率和效果，还节省了安装空间，结构更紧凑；通过设置锥形太阳齿、锥形行星齿和锥形内齿圈组成的行星齿轮机构作为齿轮组件，同时通过在电机组件与齿轮组件间设置伸缩构件，在弹性作用力下，伸缩构件能够将齿轮磨损产生的齿隙自动消除，使锥形行星齿和锥形内齿圈始终保持紧密啮合，最终保证了无噪声、无损失的稳定输出性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的分解图。

图2是本实用新型一个实施例的剖视图。

图3是本实用新型一个实施例中减速器壳体的剖视图。

图中附图标记说明：

1-减速器壳体；11-圆柱筒体；111-轴承安装台；1111-轴承安装孔；

2-电机组件；21-定子；22-磁铁；23-铁圈；24-端盖；241-端盖中心轴；242-中心孔；25-第一轴承；

3-齿轮组件；31-锥形太阳齿；311-齿轴；312-输出轴部；313-输入轴部；32-锥形行星齿；321-行星轴；33-锥形内齿圈；34-行星架；341-支撑台；35-行星架输出件；351-耳板件；36-第三轴承；37-第二轴承；38-轴承压板；

4-伸缩构件；5-紧固组件；51-紧固螺钉；52-螺孔；6-第一紧固件；7-第二紧固件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

图1至图3示出了本实用新型一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种零齿隙的机器人减速器，包括减速器壳体1，所述减速器壳体1内设有传动连接的电机组件2和齿轮组件3，电机组件2与齿轮组件3的相对端面之间设置有伸缩构件4；所述齿轮组件3为行星齿轮机构，包括相啮合的锥形太阳齿31、锥形行星齿32和锥形内齿圈33；所述行星齿轮机构以锥形内齿圈33和锥形行星齿32的共同小径端一方作为输出方向；所述锥形太阳齿31同轴连接在电机组件2的动力输出端上。

当机器人减速器工作一段时间后，随着齿轮组件3正常的磨损，会使得锥形行星齿32和锥形内齿圈33之间的齿隙较为明显变大，这时本实施例中位于下方电机组件2上的伸缩构件4，在自身弹性作用下，向上联动齿轮组件3，具体可以直接作用在行星架34上，会使整个锥形行星齿32受力与锥形内齿圈33紧配，二者之间一直保持着零齿隙状态，进而齿轮啮合的状态也会始终一致。故而解决了现有减速器齿轮噪音增大、啮合度不够、能量传输消耗增加及影响整个减速机构性能的诸多问题。

本实施例将电机组件2和齿轮组件3创新地集成于一体，共同设置在减速器壳体1内，不仅使结构紧凑，满足更高的安装空间要求，而且使电机组件2与齿轮组件3更好的衔接，优化了传动效率和性能。

在本实施例一种可选实施方式中，所述减速器壳体1为上端开口、下端封闭的圆柱筒体11，圆柱筒体11的开口上端作为输出端，圆柱筒体11的封闭下端中心设有高出端面的轴承安装台111，轴承安装台111的内部设有轴承安装孔1111。

电机组件2围绕轴承安装台111布置，位于圆柱筒体11的内部下方，齿轮组件3则设置在圆柱筒体11的内部上方，伸缩构件4连接在二者之间，位于圆柱筒体11的中间位置。更具体的，在端口处也设置轴承安装槽，用于安装第三轴承36。

在本实施例一种可选实施方式中，所述电机组件2为无刷电机组件，包括定子21、磁铁23、铁圈23及端盖24，定子21连接在轴承安装台111的外壁上，铁圈23安装在端盖24中，磁铁23环向布置在铁圈23与端盖24的内边部，端盖24内部设置的端盖中心轴241作为动力输出端且通过第一轴承25安装在有轴承安装孔1111处。

以无刷电机组件作为动力结构，效率高，体积小，更利于集成化安装。

在本实施例一种可选实施方式中，所述行星齿轮机构还包括行星架34和行星架输出件35，锥形太阳齿31的齿轴311沿轴向向上向下分别延伸有输出轴部312和输入轴部313，输入轴部313贯穿行星架34后连接到无刷电机组件的端盖24外部的中心孔242，输出轴部312通过第三轴承36安装到行星架输出件35的内部；行星架输出件35固定在行星架34上，同时行星架输出件35的外部通过第二轴承37安装在锥形内齿圈33中，第二轴承37由轴承压板38从外侧安装在锥形内齿圈33上，锥形内齿圈33固定连接在减速器壳体1上。

当无刷电机组件工作时，会带动锥形太阳齿31进行运动，从而使得整个齿轮组件3开始工作，整个减速机构就开始运行。

在本实施例一种可选实施方式中，所述锥形行星齿32的数量为三个，分别通过行星轴321装配到行星架34上并啮合连接在锥形太阳齿31四周。

三个锥形行星齿32搭配一个锥形太阳齿31的组合，既满足空间要求，还满足基本的传动比需要。

在本实施例一种可选实施方式中，所述伸缩构件4为弹簧，套设在锥形太阳齿31的输入轴部313，弹簧的一端与行星架34固定连接，另一端连接至无刷电机组件的端盖24。显然弹簧也可以由压簧、扭簧、弹片等替换，或者由具有含弹簧/压簧/扭簧/弹片的弹性组件，或者其他能够伸缩的结构代替。

锥形太阳齿31提供了弹簧进行伸缩运动的滑轨，弹簧的弹力直接通过行星架34传递给行星架输出件35，再传递到相连的锥形内齿圈33，最终促使锥形内齿圈33与锥形行星齿32紧密贴合。

在本实施例一种可选实施方式中，所述锥形内齿圈33与减速器壳体1通过设置在周向上的紧固组件5相连；所述紧固组件5包括开设在锥形内齿圈33和减速器壳体1四周的螺孔52，以及配合连接在螺孔52内的紧固螺钉51。

在本实施例一种可选实施方式中，所述行星架输出件35与行星架34由轴向通过第一紧固件6连接；连接部位为相应配合的设置在行星架输出件35内侧的耳板件351，以及设置在行星架34上部的支撑台341。支撑台341可以提供连接部位，还可以限定行星架输出件35的高度位置与第二轴承37一致。

在本实施例一种可选实施方式中，所述轴承压板38与锥形内齿圈33在轴向端面通过第二紧固件7连接。

第一紧固件6和第二紧固件7都可以采用螺钉、销钉等能够实现固定连接的构件。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种零齿隙的机器人减速器，包括减速器壳体，其特征是：所述减速器壳体内设有传动连接的电机组件和齿轮组件，电机组件与齿轮组件的相对端面之间设置有伸缩构件；所述齿轮组件为行星齿轮机构，包括相啮合的锥形太阳齿、锥形行星齿和锥形内齿圈；所述行星齿轮机构以锥形内齿圈和锥形行星齿的共同小径端一方作为输出方向；所述锥形太阳齿同轴连接在电机组件的动力输出端上。

2.根据权利要求1所述的一种零齿隙的机器人减速器，其特征是：所述减速器壳体为上端开口、下端封闭的圆柱筒体，圆柱筒体的开口上端作为输出端，圆柱筒体的封闭下端中心设有高出端面的轴承安装台，轴承安装台的内部设有轴承安装孔。

3.根据权利要求2所述的一种零齿隙的机器人减速器，其特征是：所述电机组件为无刷电机组件，包括定子、磁铁、铁圈及端盖，定子连接在轴承安装台的外壁上，铁圈安装在端盖中，磁铁环向布置在铁圈与端盖的内边部，端盖内部设置的端盖中心轴作为动力输出端且通过第一轴承安装在有轴承安装孔处。

4.根据权利要求3所述的一种零齿隙的机器人减速器，其特征是：所述行星齿轮机构还包括行星架和行星架输出件，锥形太阳齿的齿轴沿轴向向上向下分别延伸有输出轴部和输入轴部，输入轴部贯穿行星架后连接到无刷电机组件的端盖外部的中心孔，输出轴部通过第三轴承安装到行星架输出件的内部；行星架输出件固定在行星架上，同时行星架输出件的外部通过第二轴承安装在锥形内齿圈中，第二轴承由轴承压板从外侧安装在锥形内齿圈上，锥形内齿圈固定连接在减速器壳体上。

5.根据权利要求4所述的一种零齿隙的机器人减速器，其特征是：所述锥形行星齿的数量为三个，分别通过行星轴装配到行星架上并啮合连接在锥形太阳齿四周。

6.根据权利要求5所述的一种零齿隙的机器人减速器，其特征是：所述伸缩构件为弹簧，套设在锥形太阳齿的输入轴部，弹簧的一端与行星架固定连接，另一端连接至无刷电机组件的端盖。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种零齿隙的机器人减速器，其特征是：所述锥形内齿圈与减速器壳体通过设置在周向上的紧固组件相连；所述紧固组件包括开设在锥形内齿圈和减速器壳体四周的螺孔，以及配合连接在螺孔内的紧固螺钉。

8.根据权利要求4或5或6所述的一种零齿隙的机器人减速器，其特征是：所述行星架输出件与行星架由轴向通过第一紧固件连接；连接部位为相应配合的设置在行星架输出件内侧的耳板件，以及设置在行星架上部的支撑台。

9.根据权利要求4或5或6所述的一种零齿隙的机器人减速器，其特征是：所述轴承压板与锥形内齿圈在轴向端面通过第二紧固件连接。

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