TWM520766U - 減速機構及使用該減速機構之伺服機 - Google Patents

Description

減速機構及使用該減速機構之伺服機

本創作係與動力傳遞的減速機構有關，具體而言是指一種使用與馬達出力軸同軸設置的行星式齒輪的減速機構，連接於馬達出力軸與伺服機動力輸出軸之間，以提供小體積與高轉速比的優點，同時可以降低齒隙，以提高產線良率。

伺服機常作為各種自動化裝置中用來提供特定功用的動力來源，其主要是用於需要準確角度定位控制的部位，因此伺服機不僅廣泛地被應用於電子產品，更是機器人產業中的關鍵零組件之一。

傳統伺服機的結構通常包含有馬達，動力輸出軸，以及由若干減速齒輪所構成的減速機構；其中，減速機構設置於馬達輸出軸與動力輸出軸之間，在動力傳遞過程中提供降低轉速的功能。然而，傳統減速機構內不同減速齒輪之間經常存在齒隙過大的問題，除了在動力傳遞過程中可能導致額外的動力損失之外，在生產線上組裝時還可能引發裝配不良與重工的問題，造成製造成本的增加，因此亟待改進。

有鑑於此，本創作之主要目的在於提供一種減速機構及使用該減速機構之伺服機，可以降低齒隙，以提高產線良率。

為了達成上述目的，本創作提供了一種減速機構，包含有一第一行星齒輪組，具有一第一太陽齒輪套接於一馬達出力軸，一第一行星架，以及至少一第一行星齒輪樞接於第一行星架而且嚙合於第一太陽齒輪；一內齒輪，環設於第一行星齒輪組的外圍而與第一行星齒輪相嚙合，第一行星架受到該至少一第一行星齒輪的驅動而產生轉動；以及一出力齒輪，設於內齒輪並且受到第一行星架所驅轉。

本創作另提供一伺服機，其包含有上述減速機構，還具有一機殼與一動力輸出軸，其中馬達出力軸凸伸出該機殼，動力輸出軸樞接於機殼，前述減速機構係設置於馬達出力軸與動力輸出軸之間以傳遞動力。

藉此，減速機構受到馬達出力軸所驅動時，將透過第一行星齒輪組來降低轉速，同時將動力精確地傳遞至出力齒輪，最終驅動伺服機的動力輸出軸進行輸出，降低動力傳遞的損失以提高所輸出的伺服扭力，具有低齒隙與高使用壽命的優點，更可以提供高轉速比、高設計彈性與高組裝良率。

1‧‧‧伺服機

10‧‧‧機殼

11‧‧‧上蓋

12‧‧‧動力輸出軸

13‧‧‧馬達出力軸

14‧‧‧階梯形傳動齒輪14

141‧‧‧大徑齒輪部

142‧‧‧小徑齒輪部

20‧‧‧減速機構

30‧‧‧第一行星齒輪組

31‧‧‧第一太陽齒輪

32‧‧‧第一行星齒輪

33‧‧‧第一行星架

40‧‧‧第二行星齒輪組

41‧‧‧第二太陽齒輪

42‧‧‧第二行星齒輪

43‧‧‧第二行星架

50‧‧‧內齒輪

51‧‧‧外蓋

60‧‧‧出力齒輪

第1圖為本創作較佳實施例伺服機的立體圖。

第2圖為本創作較佳實施例部分的立體分解圖。

第3圖為本創作較佳實施例的部分剖視圖。

為了能更瞭解本創作伺服機所採用減速機構之特點所在，本創作提供了一較佳實施例並配合圖式說明如下，請參考第1至3圖。為了方便說明，以下是以伺服機之動力輸出軸的凸出方向作為上方進行說明。

請首先參考第1圖，伺服機1包含有一機殼10與一上蓋11罩合於機殼10之頂面，以及外露於上蓋11外表面的動力輸出軸12。

請再參閱第2圖，伺服機1還包含有一減速機構20設置在凸伸出機殼10的一馬達出力軸13與樞接於機殼10頂部的一階梯形傳動齒輪14之間。其中，階梯形傳動齒輪14具有一大徑齒輪部141與直徑小於大徑齒輪部141的一小徑齒輪部142，而前述小徑齒輪部142是嚙合於動力輸出軸12的外齒輪部121。換句話說，前述階梯形傳動齒輪14亦可以提供降低動力輸出軸12轉速的作用。

請同時參閱第2至3圖，前述減速機構20是由一第一行星齒輪組30、一第二行星齒輪組40、一內齒輪50與一出力齒輪60所構成。其中，第一行星齒輪組30組裝於內齒輪50之內，包含有一第一太陽齒輪31套接於馬達出力軸13而可同步轉動(換言之，第一太陽齒輪31亦即馬達之輸出齒輪)，一第一行星架32，以及三個第一行星齒輪33樞接於前述第一行星架32之底面，且所述第一行星齒輪33同時嚙合於第一太陽齒輪31而可受其驅轉。因此，當馬達出力軸13驅動第一太陽齒輪31產生轉動時，第一太陽齒輪31將會驅動該等第一行星齒輪33以馬達出力軸13為軸心而產生旋轉，進而帶動第一行星架32產生轉動。

此外，第二行星齒輪組40同樣是由一第二太陽齒輪41，一第二行星架42，以及三個第二行星齒輪43所組成；其中，第二太陽齒輪41定位組裝於前述第一行星架32且與馬達出力軸13同軸設置，第二行星齒輪43樞接於第二行星架42之底面且同時嚙合於第二太陽齒輪41。

內齒輪50組裝於機殼10之頂面且設有一外蓋51，內齒輪50 與馬達出力軸13同軸設置且其內壁面環設有若干齒部，內齒輪50係環設於該第一行星齒輪組30與第二行星齒輪組40的外圍，使該等第二行星齒輪43嚙合於內齒輪50之齒部。因此，當第一行星架32轉動時，將同時帶動第二太陽齒輪41轉動，並透過第二行星齒輪41進一步帶動第二行星架42與出力齒輪60產生轉動。

出力齒輪60定位組裝於內齒輪50外蓋51之頂面，並且同樣與馬達出力軸14同軸設置，可以和第二行星架42同步產生轉動。此外，出力齒輪60係嚙合於階梯形傳動齒輪14的大徑齒輪部141。

藉此，第一太陽齒輪31、第二太陽齒輪41、內齒輪50與出力齒輪60都是與馬達出力軸13同軸設置，因此可以充分發揮行星齒輪組低齒隙的特性，有效降低減速機構20的齒隙，進而提高產品的組裝良率，並且在有限的空間內提供高轉速比，以前述實施例來說，減速比可以達到36，而且可以提供設計人員設計時的高度彈性。同時，機殼10的結構可以比習用的設計更加簡單，簡化機殼10的加工程序，進而降低加工成本。

當馬達出力軸13輸出旋轉動力時，就可以透過第一行星齒輪組30與第二行星齒輪組40，在降低轉速的同時將動力精確地傳遞至出力齒輪60，再由出力齒輪60驅動階梯形傳動齒輪14，最終驅動前述動力輸出軸12進行輸出，降低動力傳遞的損失以提高所輸出的伺服扭力，同時提高減速機構20的使用壽命。

要補充說明的是，前述第一行星齒輪與第二行星齒輪的數量並不以前述實施例的三個為限，只要有一個第一行星齒輪與第二行星齒輪就可以發揮功能。更進一步來說，本發明亦可略去第二行星齒輪組40，而 直接以第一行星齒輪組30之第一行星齒輪32驅動第一行星架32與出力齒輪60產生轉動，同樣可以利用行星齒輪結構與馬達出力軸同軸設置來達成低齒隙與低動力傳遞損失的優點。

最後，必須再次說明的是，本創作於前述實施例中所揭露的構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，舉凡其他易於思及的結構變化，或與其他等效元件的替代變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧伺服機

10‧‧‧機殼

11‧‧‧上蓋

2‧‧‧動力輸出軸

13‧‧‧馬達出力軸

14‧‧‧階梯形傳動齒輪14

141‧‧‧大徑齒輪部

142‧‧‧小徑齒輪部

20‧‧‧減速機構

30‧‧‧第一行星齒輪組

31‧‧‧第一太陽齒輪

32‧‧‧第一行星齒輪

33‧‧‧第一行星架

40‧‧‧第二行星齒輪組

41‧‧‧第二太陽齒輪

42‧‧‧第二行星齒輪

43‧‧‧第二行星架

50‧‧‧內齒輪

51‧‧‧外蓋

60‧‧‧出力齒輪

Claims (10)

1. 一種減速機構，受到一馬達出力軸所驅動，其包含有：一第一行星齒輪組，具有一第一太陽齒輪套接於該馬達出力軸，一第一行星架，以及至少一第一行星齒輪樞接於該第一行星架而且嚙合於該第一太陽齒輪；一內齒輪，環設於該第一行星齒輪組而與該第一行星齒輪相嚙合；以及一出力齒輪，設於該內齒輪並且受到該第一行星架所驅轉。
2. 如請求項1所述的減速機構，其中該至少一第一行星齒輪的數量為三個。
3. 如請求項1或2所述的減速機構，該減速機構更包含有一第二行星齒輪組，具有一第二太陽齒輪定位組裝於該第一行星架且與該馬達出力軸同軸設置，一第二行星架，以及至少一第二行星齒輪樞接於該第二行星架，其中該至少一第二行星齒輪同時嚙合於該第二太陽齒輪與該內齒輪。
4. 如請求項3所述的減速機構，其中該出力齒輪是定位組裝於該內齒輪相對遠離該馬達出力軸的一側，且該出力齒輪與該馬達出力軸為同軸設置。
5. 如請求項4所述的減速機構，其中該內齒輪具有一外蓋，以供該出力齒輪定位組裝於該外蓋。
6. 一種伺服機，使用如請求項1所述之減速機構，其包含有一機殼與一動力輸出軸，該馬達出力軸是凸伸出該機殼，該動力輸出軸樞接於該機殼，該減速機構係設置於該馬達出力軸與該動力輸出軸之間用以傳遞動力。
7. 如請求項6所述的伺服機，其更包含有一階梯形傳動齒輪樞接於該機殼，該階梯形傳動齒輪具有一大徑齒輪部與直徑小於該大徑齒輪部的一小徑齒輪部，其中該大徑齒輪部嚙合於該出力齒輪，該小徑齒輪部嚙合於 該動力輸出軸的一外齒輪部。
8. 如請求項6或7所述的伺服機，其中該減速機構更包含有一第二行星齒輪組，具有一第二太陽齒輪定位組裝於該第一行星架且與該馬達出力軸同軸設置，一第二行星架，以及至少一第二行星齒輪樞接於該第二行星架，其中該至少一第二行星齒輪同時嚙合於該第二太陽齒輪與該內齒輪。
9. 如請求8所述的伺服機，其中該至少一第一行星齒輪與該至少一第二行星齒輪的數量均為三個。
10. 如請求項8所述的伺服機，其中該出力齒輪是定位組裝於該內齒輪相對遠離該馬達出力軸的一側，且該出力齒輪與該馬達出力軸為同軸設置。