CN218747830U - 中空转动结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种中空转动结构，其包括过线套、第一外壳、第二外壳、传动轴、波发生器和谐波减速机；谐波减速机的挠性外齿齿轮与第一外壳连接，谐波减速机的刚性内齿齿轮与第二外壳连接，第一外壳、第二外壳与过线套之间形成安装空间；传动轴为分体式轴；传动轴可转动地套设于过线套外且设置于安装空间内，波发生器连接于传动轴与挠性外齿齿轮之间，传动轴与第一外壳之间连接有第一轴承，传动轴与第二外壳之间连接有第二轴承，第一轴承和第二轴承分设于波发生器的两侧。本实用新型通过设置分体式传动轴，波发生器选型后不再对轴承的尺寸造成限制，相同尺寸的情况下使传动轴的中空尺寸的最大化，有利于线缆等装置的布置。

Description

中空转动结构

技术领域

本实用新型涉及中空型波动传动结构技术领域，尤其涉及一种中空转动结构。

背景技术

机器人等机电产品中，经常具有旋转运动副，为了将产品做得结构紧凑、美观好看，线缆等装置在产品结构内部布置，此时线缆等装置需要穿过机构的转动副，机构的转动副在机械结构设计时就需设计为中空结构。在转动副的中空结构设计时，现有技术是将中间传动轴设计为中空轴，用于线缆等装置的布置。

旋转副中空传动轴的尺寸设计受到轴承型号和中空孔径、零件壁厚等的多重限制，现有技术中，通常选用大尺寸轴承来保证轴承的支撑能力，而与此同时，还需要保证波发生器的安装，由此不可避免的要将中空传动轴的壁厚做大，造成相同的中空轴尺寸下中空部的占比有限，中空轴的中空直径小，不方便或无法满足线缆等装置的布置。

因此，有必要提供一种新的中空转动结构来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种中空转动结构，旨在解决中空轴的中空部占比小，不方便或无法满足线缆等装置布置不求的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的中空转动结构包括过线套、第一外壳、第二外壳、传动轴、波发生器和谐波减速机；所述谐波减速机的挠性外齿齿轮与所述第一外壳连接，所述谐波减速机的刚性内齿齿轮与所述第二外壳连接，所述第一外壳、所述第二外壳与所述过线套之间形成安装空间；所述传动轴为分体式轴，所述传动轴可转动地套设于所述过线套外且设置于所述安装空间内，所述波发生器连接于所述传动轴与所述挠性外齿齿轮之间；所述传动轴与所述第一外壳之间连接有第一轴承，所述传动轴与所述第二外壳之间连接有第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承分设于所述波发生器的两侧。

在一实施例中，所述传动轴包括第一传动轴和第二传动轴，所述第一轴承套设于所述第一传动轴外，所述波发生器和所述第二传动轴均套设于所述第二传动轴外，所述第一传动轴与所述第二传动轴可拆卸连接。

在一实施例中，所述第一传动轴靠近所述第二传动轴的一端设置有连接凸缘，所述连接凸缘与所述过线套之间形成安装间隙，所述第二传动轴插入所述安装间隙。

在一实施例中，所述第二传动轴的外侧设置有止挡凸起，所述第二轴承止挡于所述止挡凸起与所述第二外壳之间。

在一实施例中，所述第一轴承、所述第二轴承以及所述谐波减速机均采用国标型号或国际标准型号。

在一实施例中，所述过线套的一端部弯折形成折边，所述第一外壳与所述折边抵接。

在一实施例中，所述中空转动结构还包括波簧，所述波簧抵持于所述第一轴承的外圈与所述第一外壳之间。

在一实施例中，所述第一外壳与所述过线套通过密封圈密封连接，所述第二外壳与所述过线套之间通过油封密封连接，所述密封圈与所述油封之间形成用于填充润滑油脂的密封空间。

在一实施例中，所述过线套的外侧开设安装槽，所述安装槽靠近所述折边设置，所述密封圈卡入所述安装槽内；和/或，

所述第二外壳远离所述第一外壳的一端设置有挡边，所述第二外壳内安装有油封，所述油封位于所述第二轴承与所述挡边之间。

根据本实用新型另一方面，本实用新型还提供了一种中空转动结构，所述中空转动结构包括过线套、第一外壳、第二外壳、传动轴、波发生器和谐波减速机；所述谐波减速机的挠性外齿齿轮与所述第一外壳连接，所述谐波减速机的刚性内齿齿轮与所述第二外壳连接，所述第一外壳、所述第二外壳与所述过线套之间形成安装空间；所述传动轴为一体式轴且可转动地套设于所述过线套外且设置于所述安装空间内，所述波发生器连接于所述传动轴与所述挠性外齿齿轮之间；所述传动轴与所述第一外壳之间连接有第一轴承，所述传动轴与所述第二外壳之间连接有第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承分设于所述波发生器的两侧，所述第二轴承的内径小于所述波发生器的内径。

在一实施例中，所述传动轴上还套设有套筒，所述套筒位于所述波发生器与所述第二轴承之间，所述第二轴承止挡于所述套筒与所述第二外壳之间。

本实用新型技术方案中，减速机的尺寸和波发生器的尺寸为标准系列值，确定选型后尺寸便确定，此时减速机传动轴的中空尺寸最大值受到波发生器内径限制，本申请通过将传动轴设置为分体式轴，即传动轴通过至少两个阶轴拼接而成，一个阶轴上套设最多2个零部件(轴承、波发生器等具有标准规格的零部件)，此时两个零部件能够从阶轴的两端分别安装，不会出现由于第二轴承的内径大于波发生器的内径造成波发生器无法安装的情况，从而解除波发生器选型后对轴承的尺寸造成限制的问题；或者通过定制第二轴承，将第二轴承的内圈做厚。由此可以在选用大尺寸轴承保证支撑强度的情况下，以波发生器的内径为标准设置壁厚，保证了相同尺寸的情况下传动轴的中空尺寸的最大化，有利于线缆等装置的布置，有利于在中空结构中设计更复杂、尺寸更大的装置结构，提高结构紧凑性，增加产品功能性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例中中空转动结构的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例中中空转动结构的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1所示，本实用新型一实施例中，中空转动结构100包括过线套1、第一外壳2、第二外壳3、传动轴4、波发生器5和谐波减速机6；谐波减速机6的挠性外齿齿轮61与第一外壳2连接，谐波减速机6的刚性内齿齿轮62与第二外壳3连接，第一外壳2、第二外壳3与过线套1之间形成安装空间；传动轴4为分体式轴，传动轴4可转动地套设于过线套1外且设置于安装空间内，波发生器5连接于传动轴4与挠性外齿齿轮61之间；传动轴4与第一外壳2之间连接有第一轴承71，传动轴4与第二外壳3之间连接有第二轴承72，第一轴承71和第二轴承72分设于波发生器5的两侧。

上述实施例中，减速机的尺寸和波发生器5的尺寸为标准系列值，确定选型后尺寸便确定，此时传动轴4的中空尺寸最大值受到波发生器5内径限制，本申请通过将传动轴4设置为分体式轴，即传动轴4通过至少两个阶轴拼接而成，一个阶轴上套设最多2个零部件(轴承、波发生器5等具有标准规格的零部件)，此时两个零部件能够从阶轴的两端分别安装，不会出现由于第二轴承72的内径大于波发生器5的内径造成波发生器5无法安装的情况，从而解除波发生器5选型后对轴承的尺寸造成限制的问题，由此可以在选用大尺寸轴承保证支撑强度的情况下，以波发生器5的内径为标准设置壁厚，保证了相同尺寸的情况下传动轴4的中空尺寸的最大化，有利于线缆等装置的布置，有利于在中空结构中设计更复杂、尺寸更大的装置结构，提高结构紧凑性，增加产品功能性。

其中，第一外壳2和第二外壳3中，其中一者与过线套固定，另一者与过线套1转动连接。如图1所示，以第一外壳2与过线套1固定，第二外壳3与过线套1转动连接且与第一外壳2相对设置进行说明，中空转动结构100中，传动轴4与外部电机等驱动机构的输入轴传动连接，具体可以通过齿轮机构进行传动；传动轴4的左端由第一轴承71支撑在第一外壳2上，传动轴4的右端由第二轴承72支撑在第二外壳3上。第一轴承71和第二轴承72可以选用球轴承。波发生器5跟随传动轴4传动，挠性外齿因波动发生器而挠曲成椭圆状，从而在两个齿轮间发生与齿数差对应的相对旋转。在将挠性外齿固定为不会旋转时，使刚性内齿旋转，从而与刚性内齿固定连接的第二外壳3输出减速旋转。当第二外壳3与过线套1固定，第一外壳2与过线套1转动连接且与第一外壳2相对设置时，与挠性外齿连接的第一外壳2输出减速旋转。

在一实施例中，传动轴4包括第一传动轴41和第二传动轴42，第一轴承71套设于第一传动轴41外，波发生器5和第二传动轴42均套设于第二传动轴42外，第一传动轴41与第二传动轴42可拆卸连接。本实施例中选用第二轴承72和波发生器5共用一个阶轴的方案，实际安装时，将第二轴承72和波发生器5从第二传动轴42的左右两端安装，然后将第二传动轴42与第一传动轴41固定在一起。在其他的实施例中，也可以选用第一轴承71与波发生器5共用一个阶轴的方案，或者第一轴承71、第二轴承72和波发生器5分别设置一个阶轴的方案。

在一实施例中，第一传动轴41靠近第二传动轴42的一端设置有连接凸缘411，连接凸缘411与过线套1之间形成安装间隙，第二传动轴42插入安装间隙。连接凸缘411与安装第一轴承71的位置错开，能够保证第一传动轴41的强度，并且通过设置连接凸缘411能够起到对第二传动轴42限位的作用。并且上述结构能够避免第一轴承71和第二传动轴42的插接位置在同一轴段内，从而降低传动轴4的壁厚。

在一实施例中，第二传动轴42的外侧设置有止挡凸起421，第二轴承72止挡于止挡凸起421与第二外壳3之间。第二外壳3内形成台阶面，台阶面与止挡凸起421配合对第二轴承72进行限位，避免第二轴承72发生左右窜动。

如图1所示，中空转动结构100的安装过程如下：将第一安装到第一传动轴41上；将齿轮通过螺钉连接在第一传动轴41上；将波簧81安装在第一外壳2上；将第一传动轴41穿过波簧81顶紧；将谐波减速机6通过螺钉连接在第一外壳2上；将波发生器5通过粘接的方式安装在第二传动轴42上；将第二传动轴42插入顶紧第一传动轴41；将第二轴承72插入顶紧第二传动轴42；将油封83安装到第二外壳3上；将第二外壳3通过螺钉安装到谐波减速机6上；将密封圈82安装在过线套1上的安装槽12内；将过线套1贴紧第一外壳2安装，安装方式可以是过盈配合、粘接或螺钉连接。

其中，第一轴承71、第二轴承72以及谐波减速机6均采用国标型号或国际标准型号。即本实施例中第一轴承71、第二轴承72以及谐波减速机6均可直接购买获得，无需进行定制，方便备品的储备以及降低成本。

如图2所示，在另一实施例中，中空转动结构100包括过线套1、第一外壳2、第二外壳3、传动轴4、波发生器5和谐波减速机6；谐波减速机6的挠性外齿齿轮61与第一外壳2连接，谐波减速机6的刚性内齿齿轮62与第二外壳3连接，第一外壳2、第二外壳3与过线套1之间形成安装空间；传动轴4为一体式轴且可转动地套设于过线套1外且设置于安装空间内，波发生器5连接于传动轴4与挠性外齿齿轮61之间；传动轴4与第一外壳2之间连接有第一轴承71，传动轴4与第二外壳3之间连接有第二轴承72，第一轴承71和第二轴承72分设于波发生器5的两侧，第二轴承72的内径小于波发生器5的内径。

上述实施例中，减速机的尺寸和波发生器5的尺寸为标准系列值，确定选型后尺寸便确定，此时传动轴4的中空尺寸最大值受到波发生器5内径限制，本申请定制第二轴承72，在保证第二轴承72的外径尺寸能够提供足够的支撑力的情况下，将第二轴承72的内圈做厚，使第二轴承72的内径小于波发生器5的内径，由此不影响波发生器5的安装，通过定制第二轴承72保证了相同尺寸的情况下传动轴4的中空尺寸的最大化，有利于线缆等装置的布置，有利于在中空结构中设计更复杂、尺寸更大的装置结构，提高结构紧凑性，增加产品功能性。

在一实施例中，传动轴4上还套设有套筒9，套筒9位于波发生器5与第二轴承72之间，第二轴承72止挡于套筒9与第二外壳3之间。通过设置套筒9对波发生器5和第二轴承72进行分隔，且起到对第二轴承72和波发生器5的限位固定作用。

请结合参见图1和图2，在一实施例中，过线套1的一端部弯折形成折边11，第一外壳2与折边11抵接。限位套限位止挡第一外壳2，对外壳的安装位置进行限定，保证产品组装完成后的各零部件位置精度。

在一实施例中，中空转动结构100还包括波簧81，波簧81抵持于第一轴承71的外圈与第一外壳2之间。通过使用波簧81能够吸收一定的轴向误差，并且波簧81适用于需要减重的应用和受较小安装空间制约的应用。传动轴4对应于第一轴承71的位置也设置有止挡凸起421，止挡凸起421和波簧81分设于第一轴承71的两端，止挡凸起421与第一轴承71的内圈抵接，波簧81与第一轴承71的外圈抵接，由此限位第一轴承71，避免第一轴承71发生左右窜动。

在一实施例中，第一外壳2与过线套1通过密封圈82密封连接，第二外壳3与过线套1之间通过油封83密封连接，密封圈82与油封83之间形成用于填充润滑油脂的密封空间。密封圈82与油封83之间形成密封空间，密封空间内填充润滑油脂对密封空间内的第一轴承71、第二轴承72、波发生器5、谐波减速机6的部分零部件进行润滑，从而降低内部零部件的磨损，提高其使用寿命，通过设置密封圈82与油封83避免润滑油脂从间隙处溢出。

在一实施例中，过线套1的外侧开设安装槽12，安装槽12靠近折边11设置，密封圈82卡入安装槽12内；密封圈82的外周突出于安装槽12的两侧壁，保证密封圈82与第一外壳2之间存在一定的干涉量。同时安装槽12还能防止密封圈82发生移位，保证第一外壳2与过线套1之间的密封可靠性。

在一实施例中，第二外壳3远离第一外壳2的一端设置有挡边31，第二外壳3内安装有油封83，油封83位于第二轴承72与挡边31之间。由于腔体内零部件工作时发热等原因可能会在密封空间内产生压力，挡边31位于油封83的右侧能够起到止挡油封83的作用，避免了油封83因为内腔压力导致掉落；并且挡边31能够将油封83完全遮挡，防止外界大的颗粒物进入、破坏油封83，挡边31的设计提高了产品可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种中空转动结构，其特征在于，

所述中空转动结构包括过线套、第一外壳、第二外壳、传动轴、波发生器和谐波减速机；所述谐波减速机的挠性外齿齿轮与所述第一外壳连接，所述谐波减速机的刚性内齿齿轮与所述第二外壳连接，所述第一外壳、所述第二外壳与所述过线套之间形成安装空间；

所述传动轴为分体式轴，所述传动轴可转动地套设于所述过线套外且设置于所述安装空间内，所述波发生器连接于所述传动轴与所述挠性外齿齿轮之间；所述传动轴与所述第一外壳之间连接有第一轴承，所述传动轴与所述第二外壳之间连接有第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承分设于所述波发生器的两侧。

2.如权利要求1所述的中空转动结构，其特征在于，所述传动轴包括第一传动轴和第二传动轴，所述第一轴承套设于所述第一传动轴外，所述波发生器和所述第二传动轴均套设于所述第二传动轴外，所述第一传动轴与所述第二传动轴可拆卸连接。

3.如权利要求2所述的中空转动结构，其特征在于，所述第一传动轴靠近所述第二传动轴的一端设置有连接凸缘，所述连接凸缘与所述过线套之间形成安装间隙，所述第二传动轴插入所述安装间隙。

4.如权利要求2所述的中空转动结构，其特征在于，所述第二传动轴的外侧设置有止挡凸起，所述第二轴承止挡于所述止挡凸起与所述第二外壳之间。

5.如权利要求1所述的中空转动结构，其特征在于，所述第一轴承、所述第二轴承以及所述谐波减速机均采用国标型号或国际标准型号。

6.如权利要求1至5中任一项所述的中空转动结构，其特征在于，所述过线套的一端部弯折形成折边，所述第一外壳与所述折边抵接。

7.如权利要求6所述的中空转动结构，其特征在于，所述中空转动结构还包括波簧，所述波簧抵持于所述第一轴承的外圈与所述第一外壳之间。

8.如权利要求7所述的中空转动结构，其特征在于，所述第一外壳与所述过线套通过密封圈密封连接，所述第二外壳与所述过线套之间通过油封密封连接，所述密封圈与所述油封之间形成用于填充润滑油脂的密封空间。

9.如权利要求8所述的中空转动结构，其特征在于，所述过线套的外侧开设安装槽，所述安装槽靠近所述折边设置，所述密封圈卡入所述安装槽内；和/或，

所述第二外壳远离所述第一外壳的一端设置有挡边，所述第二外壳内安装有油封，所述油封位于所述第二轴承与所述挡边之间。

10.一种中空转动结构，其特征在于，

所述中空转动结构包括过线套、第一外壳、第二外壳、传动轴、波发生器和谐波减速机；所述谐波减速机的挠性外齿齿轮与所述第一外壳连接，所述谐波减速机的刚性内齿齿轮与所述第二外壳连接，所述第一外壳、所述第二外壳与所述过线套之间形成安装空间；

所述传动轴为一体式轴且可转动地套设于所述过线套外且设置于所述安装空间内，所述波发生器连接于所述传动轴与所述挠性外齿齿轮之间；所述传动轴与所述第一外壳之间连接有第一轴承，所述传动轴与所述第二外壳之间连接有第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承分设于所述波发生器的两侧，所述第二轴承的内径小于所述波发生器的内径。

11.如权利要求10所述的中空转动结构，其特征在于，所述传动轴上还套设有套筒，所述套筒位于所述波发生器与所述第二轴承之间，所述第二轴承止挡于所述套筒与所述第二外壳之间。

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