TWI454627B - 多軸齒輪箱結構 - Google Patents

Description

多軸齒輪箱結構

本發明涉及一種齒輪箱結構，尤其涉及一種應用於機器人的多軸齒輪箱結構。

隨著科技之進步與發展，工業機器人被廣泛應用於工業生產、製造、維修、檢測等各個領域中，以取代人工較難以完成之各類高難度、危險、惡劣環境等情況下的作業。該等工業機器人之驅動馬達及電線等都分佈於機器人手腕末端之關節處並完全暴露於外側，故，當該等工業機器人進入到一些相當惡劣的工作環境(例如：易燃、易爆、多粉塵或潮濕等)中去完成如噴塗、打磨等工作時，經常會引起驅動馬達報警、電線老化、電路短路甚至爆炸等故障，嚴重影響了工業機器人之使用壽命及正常工作。

有鑑於此，有必要提供一種結構簡單、可提高使用壽命之多軸齒輪箱結構。

一種多軸齒輪箱結構，包括齒輪箱及齒輪組件，所述齒輪箱包括基座及罩設於該基座上之密封蓋，該基座與密封蓋共同圍成一中空箱體，所述齒輪組件對應裝設於齒輪箱內；所述基座包括第一側壁及與該第一側壁相接而成之第二側壁，該第一側壁上貫通開設套軸安裝孔，該套軸安裝孔為一由該第一側壁之外表面向第一 側壁內表面凹設且孔徑逐級減小之階梯型內孔，該密封蓋具有一與該第一側壁相對之端壁，該端壁上對應該套軸安裝孔貫通開設有過線孔；所述多軸齒輪箱結構還包括輸出套軸及過線筒，所述輸出套軸呈中空圓柱體狀，其一端裝設於該基座的套軸安裝孔內，並與所述齒輪組件相裝配；該輸出套軸包括一套軸主體及設於該套軸主體一端之套接軸，該套接軸對應套軸安裝孔設置成外徑沿該套軸主體朝向該套接軸末端方向逐級變小之階梯軸狀，以使得該套接軸裝設於該齒輪箱之套軸安裝孔內，該套軸主體由直徑依次變小之中空之第一輸出軸、第二輸出軸及第三輸出軸依次可旋轉地套設於一起組成；所述齒輪組件包括第一驅動齒輪、第二驅動齒輪及第三驅動齒輪，並分別與該輸出套軸之第一輸出軸、第二輸出軸及第三輸出軸可旋轉地裝配於一起，所述過線筒裝設於該齒輪箱內，該過線筒之一端與套軸安裝孔相接，另一端對準並穿過該密封蓋之過線孔與外界相通。

相較習知技術，上述多軸齒輪箱結構結構簡單、可廣泛應用於各種電子裝置上，以將驅動模組及連接電子裝置上各電子器件之間的電線密封收容於由基座與密封蓋圍成之齒輪箱內，避免了電線直接暴露於惡劣的工作環境中，提高了使用過程中的安全性能。所述多軸齒輪箱結構藉由於齒輪箱內佈設過線筒及將輸出套軸設計成中空結構，使所述電線藉由該過線孔與外界相連以及使電線及管路從該與齒輪箱相接的輸出套軸內部穿過，避免了電線及管路直接裸露於外，避免了電線之間的纏繞磨損，延長了電線的使用壽命。

100‧‧‧多軸齒輪箱結構

10‧‧‧齒輪箱

11‧‧‧基座

111‧‧‧第一側壁

112‧‧‧第二側壁

113‧‧‧套軸安裝孔

114‧‧‧安裝部

115‧‧‧裝配孔

116‧‧‧收納部

117‧‧‧裝配部

15‧‧‧密封蓋

151‧‧‧端壁

153‧‧‧過線孔

30‧‧‧輸出套軸

31‧‧‧第一輸出軸

32‧‧‧第二輸出軸

33‧‧‧第三輸出軸

35‧‧‧套軸主體

37‧‧‧套接軸

40‧‧‧齒輪組件

41‧‧‧第一驅動齒輪

42‧‧‧第二驅動齒輪

43‧‧‧第三驅動齒輪

50‧‧‧套軸驅動模組

51‧‧‧驅動模組

511‧‧‧驅動馬達

513‧‧‧減速器

70‧‧‧外接件

80‧‧‧驅動器

90‧‧‧過線筒

圖1係本發明較佳實施例之多軸齒輪箱結構之立體組裝示意圖。

圖2係圖1所示多軸齒輪箱結構之另一視角下之立體組裝示意圖。

圖3係本發明較佳實施例之多軸齒輪箱結構之立體分解示意圖。

圖4係圖3所示多軸齒輪箱結構之另一視角下之立體分解示意圖。

圖5係本發明較佳實施例之多軸齒輪箱結構之一立體剖示圖。

本發明多軸齒輪箱結構可廣泛應用於驅動類電子裝置上，下面將結合附圖及具體實施方式對本發明較佳實施方式之多軸齒輪箱結構應用於一工業機器人(圖未示)為例作進一步的詳細說明。

請參閱圖1及圖2，本發明較佳實施方式之多軸齒輪箱結構100與該工業機器人之手腕相連接，用以將驅動該手腕之多軸驅動馬達、齒輪、電線等組件密封收容於其內部，以避免所述工業機器人於進入一些相當惡劣的工作環境(例如：易燃、易爆、多粉塵或潮濕等)中工作時，周圍工作環境對驅動馬達、電線等組件造成干擾、損壞，從而影響工業機器人的使用壽命。

請一併參閱圖3及圖4，本發明較佳實施方式的多軸齒輪箱結構100包括齒輪箱10、輸出套軸30、齒輪組件40、套軸驅動模組50、外接件70、驅動器80及過線筒90。所述齒輪箱10包括基座11及罩設於該基座11上的密封蓋15，該基座11與密封蓋15共同圍成一中空箱體結構，以將所述套軸驅動模組50、驅動器80及過線筒90收容於該齒輪箱10內。

所述基座11為一被彎折成大致“L”型的板狀體，包括第一側壁 111及與該第一側壁111近似垂直相接而成的第二側壁112。所述第一側壁111上對應所述輸出套軸30貫通開設有套軸安裝孔113，該套軸安裝孔113為一由該第一側壁111的外表面向其內表面凹設、貫通且孔徑逐級減小的階梯型內孔(請參閱圖5)。該套軸安裝孔113內對應地形成孔徑由外表面朝向內表面逐級變小的階梯形內壁。所述第一側壁111的內表面上臨近套軸安裝孔113凸設有至少一安裝部114，以用於裝設所述套軸驅動模組50。於本較佳實施例中，該安裝部114共三個，均呈中空矩形柱狀，相互間隔的環繞該套軸安裝孔113凸設於第一側壁111內表面上。所述第二側壁112上對應所述外接件70貫通開設有裝配孔115；該第二側壁112的外表面上環繞該裝配孔115向外凸設形成一中空圓柱體狀的收納部116，以將該外接件70裝設並收容於該收納部116內。所述第二側壁112的內表面上臨近該裝配孔115凸設有一呈中空矩形柱狀的裝配部117，以用於裝設所述驅動器80。

所述密封蓋15大致呈方形罩體，其上對應所述基座11的第一側壁111及第二側壁112的二相鄰兩面呈開口狀。該密封蓋15罩設於基座11上，共同圍成本較佳實施例所述的中空齒輪箱10。所述密封蓋15具一與該基座11的第一側壁111相對的端壁151，該端壁151上對應該基座11上的套軸安裝孔113貫通開設有一過線孔153，該過線孔153與該套軸安裝孔113相對設置並位於同一軸線上。

請一併參閱圖5，所述輸出套軸30呈中空圓柱體狀，其一端裝設於該齒輪箱10的基座11的第一側壁111上的套軸安裝孔113內，並與裝設於該齒輪箱10的套軸安裝孔113內的齒輪組件40裝配於一起。於本較佳實施例中，所述輸出套軸30包括一套軸主體35及設 於該套軸主體35一端的套接軸37。該套軸主體35由直徑逐漸變小的中空的第一輸出軸31、第二輸出軸32及第三輸出軸33依次可旋轉地套設於一起組成。所述套接軸37對應該齒輪箱10的基座11的套軸安裝孔113設置成外徑沿該套軸主體35朝向該套接軸37末端方向逐級變小的階梯軸狀，該套接軸37的外徑尺寸與該套軸安裝孔113的內徑尺寸相當，以使得該套接軸37對應可旋轉地裝設於該齒輪箱10的基座11的套軸安裝孔113內。

所述齒輪組件40裝設於該齒輪箱10的基座11的套軸安裝孔113內朝向齒輪箱10體內的端部，該齒輪組件40與該套接軸37可旋轉裝設於一起。使用過程中，該齒輪組件40於所述套軸驅動模組50的驅動下帶動所述輸出套軸30旋轉。於本較佳實施例中，所述齒輪組件40包括分別對應第一輸出軸31、第二輸出軸32及第三輸出軸33的第一驅動齒輪41、第二驅動齒輪42及第三驅動齒輪43。第一驅動齒輪41、第二驅動齒輪42及第三驅動齒輪43分別與該輸出套軸30的第一輸出軸31、第二輸出軸32及第三輸出軸33可旋轉地裝配於一起。

所述套軸驅動模組50固定裝設於齒輪箱10內的安裝部114上，並藉由電線(圖未示出)與外界設備、電源電性連接，用以驅動所述齒輪組件40旋轉。於本較佳實施例中，所述套軸驅動模組50包括三個獨立的驅動模組51，並分別對應裝設於該齒輪箱10內的三個安裝部114上，以分別驅動該齒輪組件40的第一驅動齒輪41、第二驅動齒輪42及第三驅動齒輪43。其中，每一驅動模組51包括驅動馬達511、減速器513及若干電線(圖未示)，所述減速器513對應裝設於齒輪箱10的基座11的安裝部114上，並與齒輪組件 40相接。該驅動馬達511與減速器513相接並藉由若干電線與外界組件、設備電性導接，所述電線藉由所述過線筒90及該輸出套軸30的內孔伸出於外。

所述外接件70裝設於該齒輪箱10的基座11的裝配孔115內，並整體收容於該收納部116內，用以與其他部件相接。於本較佳實施例中，該外接件70可為一外接軸，其可旋轉的裝設於裝配孔115內，並由所述驅動器80驅動旋轉。所述驅動器80對應裝設於齒輪箱10內的裝配部117內。

所述過線筒90大致呈中空圓柱體狀，其裝設於該齒輪箱10內，用以收容並導出與所述套軸驅動模組50電性連接的電線。該過線筒90的一端與該基座11的套軸安裝孔113相接，並與所述輸出套軸30同軸裝設且相互連通，該過線筒90的另一端對準並穿過該密封蓋15的過線孔153，與外界相通，以利於收容於該過線筒90的電線伸出與外界的其他設備或電源相互導通。

請一併參閱圖1至圖5，組裝時，先將所述齒輪組件40對應裝設於該基座11的套軸安裝孔113內周緣位置處；將所述輸出套軸30的套接軸37伸入基座11的套軸安裝孔113內並對應與所述齒輪組件40可旋轉地裝設於一起。接下來，將所述套軸驅動模組50固定裝設於齒輪箱10內的安裝部114上，其中該套軸驅動模組50的各減速器513對應與齒輪組件40的各驅動齒輪相接。再接下來，將所述外接件70裝設於基座11的裝配孔115內，並收容於該收納部116內，所述驅動器80對應裝設於齒輪箱10內的裝配部117內。最後，將所述密封蓋15罩設於基座11上，與該基座11共同圍成一封閉的齒輪箱10，所述過線筒90對應裝設於該齒輪箱10內，其一端一 端與該基座11的套軸安裝孔113相接，另一端對準並穿過該密封蓋15的過線孔153，與外界相通；與所述套軸驅動模組50電性連接的電線對應用收容於過線筒90及該輸出套軸30內孔內，並對應穿過該過線筒90及輸出套軸30內孔與外界的其他設備或電源相接，即完成所述多軸齒輪箱結構100的安裝。

所述多軸齒輪箱結構100結構簡單、於本較佳實施例中，其與工業機器人的手腕相連接，將驅動該手腕的多軸驅動馬達、齒輪、電線等密封收容於其內部，從而有效避免了所述工業機器人於進入一些相當惡劣的工作環境(例如：易燃、易爆、多粉塵或潮濕等)中工作時，周圍工作環境對驅動馬達、電線等組件造成干擾、損壞，從而影響工業機器人的使用壽命，有效提高了工業機器人的安全性能。另外，所述多軸齒輪箱結構100藉由於齒輪箱10內佈設過線筒90及將輸出套軸30設計成中空結構，使所述電線藉由該過線筒90與外界相連以及使電線及管路從該與齒輪箱10相接的輸出套軸30內部穿過而到達工業機器人的手腕末端，從而避免了電線及管路直接裸露於工業機器人外面，避免了電線之間的纏繞磨損，延長了電線的使用壽命。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。

100‧‧‧多軸齒輪箱結構

11‧‧‧基座

111‧‧‧第一側壁

112‧‧‧第二側壁

113‧‧‧套軸安裝孔

114‧‧‧安裝部

115‧‧‧裝配孔

116‧‧‧收納部

117‧‧‧裝配部

15‧‧‧密封蓋

151‧‧‧端壁

153‧‧‧過線孔

30‧‧‧輸出套軸

35‧‧‧套軸主體

37‧‧‧套接軸

50‧‧‧套軸驅動模組

70‧‧‧外接件

80‧‧‧驅動器

90‧‧‧過線筒

Claims (7)

1. 一種多軸齒輪箱結構，包括齒輪箱及齒輪組件，所述齒輪箱包括基座及罩設於該基座上的密封蓋，該基座與密封蓋共同圍成一中空箱體，所述齒輪組件對應裝設於齒輪箱內，其改良在於：所述基座包括第一側壁及與該第一側壁相接而成之第二側壁，該第一側壁上貫通開設套軸安裝孔，該套軸安裝孔為一由該第一側壁之外表面向第一側壁內表面凹設且孔徑逐級減小之階梯型內孔，該密封蓋具有一與該第一側壁相對之端壁，該端壁上對應該套軸安裝孔貫通開設有過線孔；所述多軸齒輪箱結構還包括輸出套軸及過線筒，所述輸出套軸呈中空圓柱體狀，該輸出套軸的一端裝設於該基座的套軸安裝孔內，並與所述齒輪組件相裝配；該輸出套軸包括一套軸主體及設於該套軸主體一端之套接軸，該套接軸對應套軸安裝孔設置成外徑沿該套軸主體朝向該套接軸末端方向逐級變小之階梯軸狀，以使得該套接軸裝設於該齒輪箱之套軸安裝孔內，該套軸主體由直徑依次變小之中空之第一輸出軸、第二輸出軸及第三輸出軸依次可旋轉地套設於一起組成；所述齒輪組件包括第一驅動齒輪、第二驅動齒輪及第三驅動齒輪，並分別與該輸出套軸之第一輸出軸、第二輸出軸及第三輸出軸可旋轉地裝配於一起，所述過線筒裝設於該齒輪箱內，該過線筒的一端與套軸安裝孔相接，另一端對準並穿過該密封蓋的過線孔與外界相通。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多軸齒輪箱結構，其中所述過線孔與所述套軸安裝孔同軸設置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多軸齒輪箱結構，其中所述齒輪組件裝設於基座的套軸安裝孔內朝向齒輪箱體內的端部，該齒輪組件與該套接軸可 旋轉裝設於一起；所述第一側壁的內表面上設有安裝部，該多軸齒輪箱結構還包括套軸驅動模組，該套軸驅動模組對應裝設於該安裝部上，並與所述齒輪組件相接，以驅動齒輪組件轉動進而帶動輸出套軸旋轉。
4. 如申請專利範圍第3項所述之多軸齒輪箱結構，其中該安裝部共三個，均呈中空矩形柱狀，相互間隔的環繞該套軸安裝孔凸設於第一側壁內表面上；所述套軸驅動模組包括三個獨立的驅動模組，並分別對應裝設於該齒輪箱內的三個安裝部上，以分別驅動該齒輪組件的第一驅動齒輪、第二驅動齒輪及第三驅動齒輪。
5. 如申請專利範圍第1項所述之多軸齒輪箱結構，其中所述第二側壁上貫通開設有裝配孔，該第二側壁的外表面上環繞該裝配孔向外凸設形成一中空圓柱體狀的收納部；該多軸齒輪箱結構還包括外接件，該外接件裝設於該裝配孔內並收容於該收納部內。
6. 如申請專利範圍第5項所述之多軸齒輪箱結構，其中所述第二側壁的內表面上臨近該裝配孔凸設有一中空矩形柱狀的裝配部；該外接件為一外接軸，該外接件可旋轉地裝設於裝配孔內；該多軸齒輪箱結構還包括驅動器，所述驅動器裝設於齒輪箱的裝配部內以驅動所述外接軸旋轉。
7. 如申請專利範圍第1項所述之多軸齒輪箱結構，其中該套接軸的外徑尺寸與該套軸安裝孔的內徑尺寸相當，以使得該套接軸對應可旋轉地裝設於該齒輪箱的套軸安裝孔內。