CN218625257U - 一种少齿差减速器及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种少齿差减速器及机器人，采用多级传动方式替代轴带动方式，通过偏心轴驱动偏心轮转动，偏心轮的外齿圈与壳体的内齿圈啮合传动，偏心轮上的固定销把动力传给相贴侧的导力组件，该导力组件再把动力传递给浮动盘，浮动盘继续把动力传递给相贴侧的导力组件，导力组件再把动力传递给动力输出件的连接轴，从而导力组件无需承受剪切应力，也不容易折断和弯曲，提高了负载；另外，由于改变了偏心轮和端盖之间的映射关系，采用了滚动摩擦替代滑动摩擦，可以提高少齿差减速器的传动效率，也会有效的降低加工难度和运行时的精度要求，从而降低生产成本，还可以将该少齿差减速器应用于机器人的关节上，实现机器人拟人化的运动。

Description

一种少齿差减速器及机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种少齿差减速器及机器人。

背景技术

减速器目的是传递扭矩和降低转速，减速器在各行各业中有着广泛的应用,是一种不可缺少的机械传动装置，减速器的种类繁多和型号各异,不同种类有不同的用途。目前机器人行业一般使用四种减速器分别是RV减速器、谐波减速器、行星减速器和少齿差减速器。RV减速器和谐波减速器体积和重量过大，加工难度高且负载不高；而行星减速机的精度比较低，不适合有高精度要求的使用场景。少齿差减速机加工比较容易，在保证高负载的同时也能有较高精度。

现有的减速器，如公开号为CN216009399U公开的一种少齿差行星减速器结构，采用的是外齿轮上面突出的第一连接销传导动力给浮动盘上的销槽，再通过缺口把动力传给第二连接销，第二连接销带动主体转动输出动力。该专利存在两个弊端：(1)第一连接销和销槽之间的连接关系，导致转动过程中发生的是滑动摩擦，缺口和第二连接销之间的连接关系，导致转动过程中发生的也是滑动摩擦，将整个传动结构磨损大、没办法进行高速输出和效率低，而且也会在转动过程中快速发热，从而无法做到高负载；(2)第一连接销在转动过程中承受了非常大的剪切应力，非常容易造成第一连接销的折断和弯曲。

因而，现有的减速器存在着传动结构磨损大和负载不够高的缺陷，亟需解决。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种少齿差减速器及机器人。

本实用新型的技术方案在于：

本实用新型提供了一种少齿差减速器，包括：

偏心轴，所述偏心轴为动力输入端；

偏心轮，所述偏心轮装配于偏心轴上，所述偏心轮上设有外齿圈、若干固定销和若干固定孔，每个所述固定销设于每个相应的所述固定孔的侧边；

浮动盘，所述浮动盘转动套设于偏心轴上，且与偏心轮相贴；

导力组件，所述导力组件活动设于浮动盘的侧边；

壳体，所述壳体套设于偏心轴、偏心轮、浮动盘和导力组件的外围，在所述壳体内壁设有内齿圈，所述内齿圈与所述外齿圈相啮合；

动力输出件，所述动力输出件设于所述壳体的一端或两端，所述动力输出件上设有若干连接轴，所述连接轴均穿入相对应的固定孔内。

另一个优选方案，所述偏心轴为双偏心轴，所述偏心轮和浮动盘均设有一对，导力组件活动设于每个浮动盘的侧边，且导力组件与对应的偏心轮相贴，每个偏心轮、每个浮动盘和若干导力组件组成一组传动机构，两组传动机构对称设置于壳体内，动力输出件分别位于壳体的两端。

进一步地，两个方案中的所述浮动盘包括有圆孔和若干支角，所述圆孔位于浮动盘的中心处，所述支角沿所述圆孔的外围设置，导力组件装配于所述支角的两侧。

进一步地，所述动力输出件为端盖，所述端盖装配于偏心轴上。

进一步地，第一个方案中，所述端盖包括第一端盖和第二端盖，若干连接轴设于所述第一端盖上，所述第二端盖上设有若干连接孔，所述连接轴与所述连接孔的位置相对应，所述连接轴穿入偏心轮内，浮动盘位于所述第一端盖和偏心轮之间。

第二个方案中，所述端盖有两个，两个端盖上均设有连接轴，所述连接轴均穿入相对应的偏心轮内。

两个方案中，所述连接轴包括第一凸轴和第二凸轴，所述第一凸轴穿入固定孔，所述第二凸轴位于固定销和导力组件之间，且所述第二凸轴与导力组件相贴。

进一步地，每个所述连接轴上设有若干贯穿孔和连接件，所述连接件分别穿入相对应的每个所述贯穿孔和/或每个连接孔内。

进一步地，所述支角的两侧设有凹陷位，导力组件设于所述凹陷位的侧边。

本实用新型还提供了一种机器人，包括关节和与其连接的上述少齿差减速器。

本实用新型少齿差减速器的有益效果在于：

采用多级传动方式替代轴带动方式，通过偏心轴驱动偏心轮转动，偏心轮的外齿圈与壳体的内齿圈啮合传动，偏心轮上的固定销把动力传给相贴侧的导力组件，该导力组件再把动力传递给浮动盘，浮动盘继续把动力传递给相贴侧的导力组件，导力组件再把动力传递给动力输出件的连接轴，从而导力组件无需承受剪切应力，也不容易折断和弯曲，提高了负载；另外，由于改变了偏心轮和端盖之间的映射关系，采用了滚动摩擦替代滑动摩擦，可以提高少齿差减速器的传动效率，也会有效的降低加工难度和运行时的精度要求，从而降低生产成本。

本实用新型一种机器人的有益效果在于：

采用上述少齿差减速器于机器人的关节上，比如：肩关节和髋关节，实现机器人关节转动的拟人化。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的整体分解结构示意图；

图2为本实用新型的实施例2的整体分解结构示意图；

图3为本实用新型的整体结构示意图；

图4为图3省略第一端盖的内部结构示意图；

图5为图3省略壳体的内部结构示意图；

图6为图3的正视剖面结构示意图；

图7为图3的俯视剖面结构示意图；

图8为本实用新型的壳体的剖面结构示意图；

图9为本实用新型的端盖的结构示意图；

图10为本实用新型的浮动盘的结构示意图；

图11为本实用新型的实施例2中偏心轴与限位块的分解结构示意图；

附图标记：1、偏心轴，11、偏心部，12、限位块，2、偏心轮，21、外齿圈，22、固定销，23、固定孔，24、中心孔；3、浮动盘，31、圆孔，32、支角，321、凹陷位，322、主支角，323、副支角，4、导力组件，5、壳体，51、内齿圈，52、第一卡槽，53、第二卡槽，6、端盖，601、内圈，602、外圈，61、第一端盖，62、第二端盖，63、连接轴，631、第一凸轴，632、第二凸轴，633、贯穿孔，71、第一轴承，72、第二轴承，73、第三轴承。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，当元件被称为“装配于”或“套设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“位于”或“穿入”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要说明的是，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。其中，A，B分别可以是单数或者复数。

需要理解的是，术语“中间”、“上”、“两端”、“之间”、“中心”、“外围”、“两侧”、“内”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

请参照图1、图3、图4、图7、图8、图10，本实用新型提供了一种少齿差减速器，包括：

偏心轴1，所述偏心轴1为动力输入端；将本少齿差减速器与电机组合，将偏心轴1与电机的转子连接，利用电能在线圈上产生旋转磁场，并推动转子和偏心轴1进行转动；

一个偏心轮2，所述偏心轮2装配于偏心轴1上，所述偏心轮2上设有外齿圈21、四个固定销22和四个固定孔23，每个所述固定销22设于每个相应的所述固定孔23的侧边，外齿圈21设于偏心轮2的圆周线上，而外齿圈21用于与壳体5上的内齿圈51啮合传动偏心轮2；

进一步地，所述偏心轮2上还设有中心孔24，所述中心孔24上设有第三轴承73。如果直接将偏心轮2的中心孔24装配于偏心轴1,就会存在一定传动阻力,且磨损之后,偏心轮2的更换较为繁琐；因此，为了偏心轮更顺畅的转动，每个会在偏心轮2的中心孔24上设第三轴承73，通过第三轴承73直接接触偏心轴1，而第三轴承73是依靠元件间的滚动接触来支撑传动的零件,滑动阻力小,功率消耗少,起动容易；

一个浮动盘3，所述浮动盘3转动套设于偏心轴1上，且与偏心轮2相贴；由于端盖6设置于偏心轴1的轴线上，端盖6本身只能同心转，但采用浮动盘3传递滑动力量给端盖6，带动端盖6进行偏心转动；

导力组件4，所述导力组件4活动设于浮动盘3的侧边，且其中部分导力组件4与偏心轮2的固定销22相贴；替换传统浮动盘或偏心轮上的连接轴，导力组件4随着偏心轮2的转动而一起移动，导力组件4传导推力给浮动盘3和端盖6；该导力组件4为轴销，参照图1轴销为小圆柱体形状，每两个轴销4作为一组；除了可以设计为小圆柱体的形状，还可以设计为长方体的形状，主要作用是填充浮动盘3与偏心轮2、端盖4之间的间隙，即适当地缩小背隙，适当的背隙能使偏心轮2顺畅的转动，偏心轮2不容易摩损，进一步减小噪音；另外，该导力组件还可以是轴承；

壳体5，所述壳体5套设于偏心轴1、偏心轮2、浮动盘3和导力组件4的外围，在所述壳体5内壁设有内齿圈51，所述内齿圈51与所述外齿圈21相啮合，外齿圈21啮合转动内齿圈51，达到减速的目的；

动力输出件，所述动力输出件设于所述壳体5的一端或两端，所述动力输出件上设有若干连接轴63，所述连接轴63均穿入相对应的固定孔23内。

动力输出件为端盖6，所述端盖6装配于偏心轴1上，且分别位于壳体5的两端；端盖6包括第一端盖61和第二端盖62，第一端盖61和第二端盖62的形状不同，在所述第一端盖61上设有四个连接轴63，所述第二端盖62上设有八个连接孔621，所述连接轴63与所述连接孔621的位置相对应，所述连接轴63穿入偏心轮2的固定孔23内，浮动盘3位于所述第一端盖61和偏心轮2之间；每个所述连接轴63上设有两个贯穿孔633和连接件(未图示)，该连接件可以选用螺钉，所述连接件分别穿入相对应的每个所述贯穿孔633和每个连接孔621内，从而将第一端盖61和第二端盖62固定连接。

另一个实施方式，将第一端盖61和第二端盖62的其中一个设置为固定在壳体5上，不进行转动的。

进一步地，所述端盖6上设有内圈601和外圈602，所述内圈601位于端盖6的圆心处，所述外圈602位于端盖6的沿边；如果直接将端盖6的内圈601装配于偏心轴1上,就会存在一定的传动阻力,且磨损大了之后,需要更换端盖6；因此，所述内圈601上设有第一轴承71，所述外圈602上设有第二轴承72，通过第一轴承71和第二轴承72支撑端盖6的旋转，使得端盖6的转动更加地灵活顺畅。

具体地，所述浮动盘3包括有圆孔31和四个支角32，所述圆孔31位于浮动盘3的中心处，所述支角32沿所述圆孔31的外围设置，导力组件4装配于所述支角32的两侧。浮动盘3不局限于圆孔31和四个支角32的形状，浮动盘3还可以设计为带中心圆孔的花瓣形。

第一轴承71、第二轴承72和第三轴承73可以是深沟球轴承或角接触球轴承。

具体地，参照图4和图7，所述连接轴63包括第一凸轴631和第二凸轴632，所述第一凸轴631穿入固定孔23，所述第二凸轴632位于固定销22和导力组件4之间，且所述第二凸轴632与导力组件4相贴。

另外，所述壳体5内设有第一卡槽52和第二卡槽53，所述第一卡槽52和第二卡槽53分别位于内齿圈51的两端，所述端盖6分别安装于所述第一卡槽52和第二卡槽53内。

上述结构可以命名为单级少齿差减速器，整体的传动方式过程为：参照图7，随着偏心轴1的动力输入，偏心轴1驱动偏心轮2进行转动，偏心轮2的外齿圈21与壳体5的内齿圈51啮合传动，偏心轮2上的四个固定销22分别把动力传给相贴侧的导力组件4，该导力组件4再把动力传递给浮动盘3的主支角322，浮动盘3的副支角323继续把动力传递给相贴侧的导力组件4，导力组件4再把动力传递给第一端盖61的连接轴63的第二凸轴632，从而第一端盖61带动第二端盖62一起进行动力输出。

实施例2

参照图2-图11，在实施1的基础上，设计成对称式结构；

偏心轴1为双偏心轴，所述偏心轴1上设有两个偏心部11，相邻的偏心部11相错贴合，两个偏心部11之间的相位差相互为180°，两个偏心部11的相位差相加等于360°，即实现偏心轴1的偏心扭矩为0,且双偏心轴的偏心距大小相等，故而两个偏心轮2在旋转过程中不会产生偏心力,也可以理解为两组偏心力之间相互抵消，减少偏心轮2、浮动盘3和导力组件4等零部件在壳体5内产生较大的振动，进一步减少了噪音；

如图11所示，该偏心部11为圆柱体的形状，相邻两个圆柱体之间相错贴合，相邻两个圆柱体的相位差相互为180°；另外，还可以将偏心部设计为椭圆柱体的形状，或者是矩形体的形状，相邻两个椭圆柱体或相邻两个矩形体之间相错贴合，两个椭圆柱体或两个矩形体的相位差相加之和接近360°；同时，在偏心轴1上的偏心部11侧边设有限位块12，通过设置限位块12方便了第一轴承71和端盖6的安装，起到限定第一轴承71和第三轴承73位置的作用。

所述偏心轮2和浮动盘3均设有一对，每十六个导力组件4活动设于每个浮动盘3的侧边，且其中有八个导力组件4与对应的偏心轮2的固定销22相贴，每个偏心轮2、每个浮动盘3和十六个导力组件4组成一组传动机构，两组传动机构对称设置于壳体5内，两个端盖6分别位于壳体5的两端。

与实施例1的区别在于：两个端盖6上均设有四个连接轴63，所述连接轴63均穿入相对应的偏心轮2的固定孔23内。两个端盖6对应的连接轴63均在同一轴线上，具体地，每个所述连接轴63上设有若干贯穿孔631和连接件，所述连接件分别穿入相对应的每个所述贯穿孔631内，将两个端盖6进行固定连接。

可以命名为两级少齿差减速器，两级减速传动比更大，能够将输入端的高转速转换为输出端的低转速。整体的传动方式过程为：参照图7，通过偏心轴1驱动两个偏心轮2分别进行转动，每个偏心轮2的外齿圈21与壳体5的内齿圈51啮合传动，每个偏心轮2上的四个固定销22分别把动力传给相贴侧的导力组件4，该导力组件4再把动力传递给对应的浮动盘3的主支角322，浮动盘3的副支角323继续把动力传递给相贴侧的导力组件4，导力组件4再把动力传递给端盖6的连接轴63的第二凸轴632，从而端盖6进行动力输出，两个端盖6分别被对应的偏心轮2、浮动盘3和导力组件4动力传输并分别输出动力，从而实现动力的单输入双输出，该传动比更大，能够将输入端的高转速转换为输出端的低转速，且导力组件4无需承受剪切应力，也不容易折断和弯曲，提高了负载；另外，由于改变了偏心轮2和端盖6之间的映射关系，采用了滚动摩擦替代滑动摩擦，可以提高少齿差减速器的传动效率，也会有效的降低加工难度和运行时的精度要求，从而降低生产成本。

本发明还提供了一种机器人，包括关节和与其连接的上述少齿差减速器。当采用的是实施例1的少齿差减速器结构时，与传统的行星减速器相比，减少了行星轮的使用，结构简单、装配紧凑、摩擦损失少，提高了少齿差减速器的整体精度；当采用的是实施例2的少齿差减速器结构时，对称式的结构，两个偏心轮2在旋转过程中不会产生偏心力,减少偏心轮2、浮动盘3和导力组件4等零部件在壳体5内产生较大的振动，进一步减少了噪音，两级减速传动比更大，能够将输入端的高转速转换为输出端的低转速，也能满足机器人关节动作的需求；两种结构的少齿差减速器均通过偏心轮2的外齿圈21与壳体5的内齿圈51啮合传动，偏心轮2上的固定销22把动力传给相贴侧的导力组件4，该导力组件4再把动力传递给浮动盘3的主支角632，浮动盘3的副支角633继续把动力传递给相贴侧的导力组件4，导力组件4再把动力传递给端盖6的连接轴63的第二凸轴632，从而端盖6进行动力输出；

实施例1与实施例2的区别在于：(1)实施例1是一个偏心轮2、一个浮动盘3和若干导力组件4驱动两个端盖6输出动力，从而实现动力的单输入单输出；实施例2是两个端盖6分别被对应的偏心轮2、浮动盘3和导力组件4动力传输并分别输出动力，从而实现动力的单输入双输出；

(2)实施例2采用一个偏心轮2，偏心轴1上只有一个偏心部11，由于偏心转动，会产生较大的震动噪音；实施例2采用两个偏心轮2，偏心轴1为双偏心轴，两个偏心部11的相位差相互为180°，会使得整体结构平衡，能减小震动噪音。

实施例3

在实施例1的基础上，将第二端盖602固定于壳体5上，当偏心轴1转动时，只带动第一端盖601进行动力输出，也是一个单级输出的少齿差减速器。

实施例1和实施例3相比，实施例3是比较经典的单级输出少齿差减速器，该单级输出指的是只有一个偏心轮2传动端盖。

实施例4

在实施例2的基础上，增加多一个偏心部11、偏心轮2和浮动盘3；即在偏心轴1上设3个偏心部11，相邻两个偏心部11之间相错贴合，相邻两个偏心部11的相位差相互为120°；

两个端盖6上的连接轴61均穿入偏心轮2的固定孔23内，位于中间的浮动盘3通过偏心轮2上的固定销22传导力量，中间的浮动盘3再把力量传到端盖6的连接轴61的第一凸轴611上，从而也传递力量给端盖6，带动端盖6的力量输出。

以此类推，当偏心轴上设有4个偏心部11时，相邻两个偏心部11的相位差相互为90°，对应偏心轮2上设浮动盘3，同时，端盖6上的连接轴61需要增长。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种少齿差减速器，其特征在于，包括：

偏心轴(1)，所述偏心轴(1)为动力输入端；

偏心轮(2)，所述偏心轮(2)装配于偏心轴(1)上，所述偏心轮(2)上设有外齿圈(21)、若干固定销(22)和若干固定孔(23)，每个所述固定销(22)设于每个相应的所述固定孔(23)的侧边；

浮动盘(3)，所述浮动盘(3)转动套设于偏心轴(1)上，且与偏心轮(2)相贴；

导力组件(4)，所述导力组件(4)活动设于浮动盘(3)的侧边；

壳体(5)，所述壳体(5)套设于偏心轴(1)、偏心轮(2)、浮动盘(3)和导力组件(4)的外围，在所述壳体(5)内壁设有内齿圈(51)，所述内齿圈(51)与所述外齿圈(21)相啮合；

动力输出件，所述动力输出件设于所述壳体(5)的一端或两端，所述动力输出件上设有若干连接轴(63)，所述连接轴(63)均穿入相对应的固定孔(23)内。

2.根据权利要求1所述的少齿差减速器，其特征在于，所述偏心轴(1)为双偏心轴，所述偏心轮(2)和浮动盘(3)均设有一对，导力组件(4)活动设于每个浮动盘(3)的侧边，且导力组件(4)与对应的偏心轮(2)相贴，每个偏心轮(2)、每个浮动盘(3)和若干导力组件(4)组成一组传动机构，两组传动机构对称设置于壳体(5)内，动力输出件分别位于壳体(5)的两端。

3.根据权利要求1或2所述的少齿差减速器，其特征在于，所述浮动盘(3)包括有圆孔(31)和若干支角(32)，所述圆孔(31)位于浮动盘(3)的中心处，所述支角(32)沿所述圆孔(31)的外围设置，导力组件(4)装配于所述支角(32)的两侧。

4.根据权利要求1或2所述的少齿差减速器，其特征在于，所述动力输出件为端盖(6)，所述端盖(6)装配于偏心轴(1)上。

5.根据权利要求4所述的少齿差减速器，其特征在于，所述端盖(6)包括第一端盖(61)和第二端盖(62)，若干连接轴(63)设于所述第一端盖(61)上，所述第二端盖(62)上设有若干连接孔(621)，所述连接轴(63)与所述连接孔(621)的位置相对应，所述连接轴(63)穿入偏心轮(2)内，浮动盘(3)位于所述第一端盖(61)和偏心轮(2)之间。

6.根据权利要求4所述的少齿差减速器，其特征在于，所述端盖(6)设有两个，两个端盖(6)上均设有连接轴(63)，所述连接轴(63)均穿入相对应的偏心轮(2)内。

7.根据权利要求5或6所述的少齿差减速器，其特征在于，所述连接轴(63)包括第一凸轴(631)和第二凸轴(632)，所述第一凸轴(631)穿入固定孔(23)，所述第二凸轴(632)位于固定销(22)和导力组件(4)之间，且所述第二凸轴(632)与导力组件(4)相贴。

8.根据权利要求5或6所述的少齿差减速器，其特征在于，每个所述连接轴(63)上设有若干贯穿孔(633)和连接件，所述连接件分别穿入相对应的每个所述贯穿孔(633)和/或每个连接孔(621)内。

9.根据权利要求3所述的少齿差减速器，其特征在于，所述支角(32)的两侧设有凹陷位(321)，导力组件(4)设于所述凹陷位(321)的侧边。

10.机器人，其特征在于，包括关节和与其连接的如权利要求1-9任意一项所述的少齿差减速器。

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