WO2019114033A1 - 一种变厚机器人关节传动结构 - Google Patents

一种变厚机器人关节传动结构 Download PDF

Info

Publication number
WO2019114033A1
WO2019114033A1 PCT/CN2017/118629 CN2017118629W WO2019114033A1 WO 2019114033 A1 WO2019114033 A1 WO 2019114033A1 CN 2017118629 W CN2017118629 W CN 2017118629W WO 2019114033 A1 WO2019114033 A1 WO 2019114033A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thickened
ring gear
planetary
double
gear
Prior art date
Application number
PCT/CN2017/118629
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
戴飞
孙键
Original Assignee
变厚机器人关节技术(上海)有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to CN201711345583.1 priority Critical
Priority to CN201711345583.1A priority patent/CN107939919A/zh
Application filed by 变厚机器人关节技术(上海)有限公司 filed Critical 变厚机器人关节技术(上海)有限公司
Publication of WO2019114033A1 publication Critical patent/WO2019114033A1/zh

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/041Combinations of toothed gearings only for conveying rotary motion with constant gear ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/08Profiling
    • F16H55/0886Profiling with corrections along the width, e.g. flank width crowning for better load distribution
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/023Mounting or installation of gears or shafts in the gearboxes, e.g. methods or means for assembly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082Planet carriers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/2863Arrangements for adjusting or for taking-up backlash
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H2001/2881Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising two axially spaced central gears, i.e. ring or sun gear, engaged by at least one common orbital gear wherein one of the central gears is forming the output
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/17Toothed wheels

Abstract

一种变厚机器人关节传动结构,包括有外壳(1),双齿圈(2、4),行星架(8)通过交叉滚子轴承(10)固定在外壳(1),行星为无太阳轮的双变厚行星齿轮(3),输入端为一对可以变化速比的齿轮或者螺旋伞齿轮,通过深沟球轴承固定在外壳(1)上,将太阳轮移去为中空轴用于电缆穿越和相关轴、线类物体通过。传动结构采用无太阳轮驱动,结构简单可靠,可控侧隙传动,高刚度,减速比范围大。

Description

一种变厚机器人关节传动结构 [技术领域]
本发明涉及关节减速领域,具体地说是一种变厚机器人关节传动结构。
[背景技术]
现有技术一般采用太阳轮驱动,且现有减速器主要包括摆线针轮齿轮箱,普通行星齿轮箱,蜗轮蜗杆齿轮箱和谐波齿轮箱,普通单级和双级行星齿轮箱的减速比范围较小,蜗轮蜗杆齿轮箱减速比较大,但是输入转速低应用范围受限,目前应用最关键的是摆线针轮减速箱为曲轴驱动,传动精度较高,机构复杂,加工工艺要求极高;谐波减速箱是面接触多齿啮合,结构紧密但是输出为弹性片式杯型环,啮合位与输出部须弹性变形,结构抗冲击性交叉,因此随着新技术的发展和应用对齿轮箱及关节的要求持续不断提高。
[发明内容]
本发明的目的在于解决上述问题,本发明采用行星架驱动,提供一种结构紧凑合理、功率密度高,高刚度及低回程差的变厚机器人关节传动结构,对于双齿圈必定有两个自由度,因此会有两个输出转速,所以设置一个齿圈的转速为零,则转速由另一个齿圈输出,该结构减速比范围大,且容易实现模块化设计。
为实现上述目的,设计一种变厚机器人关节传动结构,通过双变厚行星齿轮驱动双变厚行星齿圈,包括第一级传动链、行星架、行星销、双变厚行星齿轮、第一变厚齿圈、第二变厚齿圈、外壳组件和输出轴,所述的传动结构为无太阳轮传动结构,第一级传动链为输入端,第一变厚齿圈与输出轴连接为输出端,第一级传动链中的齿轮与行星架啮合,行星架上设有行星销,行星架和行星销与双变厚行星齿轮连接,行星架驱动行星销沿中心旋转,同时驱动双变厚行星齿轮自转和公转,双变厚行星齿轮分别啮合第一变厚齿圈和第二变厚齿圈,第二变厚齿圈固定在外壳组件上,第一变厚齿圈和输出轴通过过盈或者固定销或者螺栓连接在输出轴。
变厚机器人关节传动结构为中心阵列布置。
双变厚行星齿轮、行星架、行星销、第一变厚齿圈和第二变厚齿圈构成行星系统组合件, 双变厚行星齿轮为中心对称布置,或非中心等角布置,满足行星传动定律。
第一变厚齿圈和输出轴连接构成输出机构,并通过高刚度交叉圆柱滚子轴承支持者外壳上。
双变厚行星齿轮为沿齿向方向齿轮的厚度发生连续的变化和连续变化的螺旋角及压力角。
行星架中的行星销和传动中心可以为平行或者成角度关系。
第一变厚齿圈和行星架构成固定组合结构并通过轴承和行星架可发生相对转动。
双变厚行星齿轮为无太阳轮结构,将太阳轮移去为中空轴用于电缆穿越和相关轴、线类物体通过。
行星架通过交叉滚子轴承固定在外壳,交叉滚子轴承采用密封结构,左右两侧可以采用油脂分开或者脂脂分开。
第一级传动链速比为i1,第一变厚齿圈和第二变厚齿圈的齿数分别为z2,z4;双变厚行星齿轮的齿数为z1,z3,则总速比为i1*z1*z4/(z1*z4-z2*z3)。
第二变厚齿圈固定在外壳组件上,旋转速度为零。双变厚行星齿轮联动为相对旋转速度为零,可以通过花键,非圆结构相对轴向运动以控制和变厚齿圈的侧隙。
本发明同现有技术相比,其优点在于:现有技术一般采用太阳轮驱动,而本发明采用行星架驱动,对于双齿圈必定有两个自由度,因此会有两个输出转速,所以设置一个齿圈的转速为零,则转速由另一个齿圈输出,利用串联的行星传动以获取所需要的模块设计减速比,通过第一级传动改变速比以满足同一型号的不同速比要求,行星传动可以得到较高的功率密度;变厚齿轮可以实现较小的回程误差及满足无侧隙的要求,还可以实现在有限的空间里获取更大的输出扭矩,相较于滚子摆线及谐波传动具有更加平衡稳定的传动、更高的运动传递精度、更加可靠的工艺、优良的齿轮表面热处理工艺提供稳定可靠的寿命。
[附图说明]
图1为本发明中变厚机器人关节传动结构示意图。
图2为本发明中变厚机器人关节传动结构中行星系统组合件示意图。
图中:1.外壳组件,2.第一变厚齿圈,3.双变厚行星齿轮,4.第二变厚齿圈,5.第一级传动链,6.驱动机构,7.输出轴,8.行星架,9.行星销,10.轴承。
[具体实施方式]
下面对本发明作进一步说明,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参见图1,本发明变厚机器人关节传动齿轮箱公开了第一级传动链箱体外壳组件1,第一变厚齿圈2,第二变厚齿圈4,双变厚行星齿轮3,第一级传动链5,驱动机构6,输出轴7,行星架8,行星销9,轴承10。
参见图1,所述第一级传动链5为输入端,第一变厚齿圈2与输出轴7连接为输出端,第一级传动链5中的齿轮与行星架8啮合,行星架8上设有行星销9,行星架8和行星销9与双变厚行星齿轮3连接,行星架8驱动行星销9沿中心旋转,同时驱动双变厚行星齿轮3自转和公转,双变厚行星齿轮3分别啮合第一变厚齿圈2和第二变厚齿圈4,第二变厚齿圈4固定在外壳组件1上,第一变厚齿圈2和输出轴7通过过盈或者固定销或者螺栓连接在输出轴7。
参见图1-2,变厚机器人关节传动结构为中心阵列布置,通过双变厚行星齿轮驱动双变厚行星齿圈。
参见图2,双变厚行星齿轮3、行星架8、行星销9、第一变厚齿圈2和第二变厚齿圈4构成行星系统组合件,双变厚行星齿轮为中心对称布置,或非中心等角布置,满足行星传动定律。
参见图1-2,第一变厚齿2和输出轴7连接构成输出机构,并通过高刚度交叉圆柱滚子轴承支持者外壳上,双变厚行星齿轮为沿齿向方向齿轮的厚度发生连续的变化和连续变化的螺旋角及压力角,行星架中的行星销和传动中心可以为平行或者成角度关系,第一变厚齿圈2和行星架8构成固定组合结构并通过轴承10和行星架8可发生相对转动,双变厚行星齿轮为无太阳轮结构,将太阳轮移去为中空轴用于电缆穿越和相关轴、线类物体通过,行星架8通过交叉滚子轴承10固定在外壳,交叉滚子轴承采用密封结构,左右两侧可以采用油脂分开或者脂脂分开。
第一级传动链速比为i1,第一变厚齿圈和第二变厚齿圈的齿数分别为z2,z4;双变厚行星齿轮的齿数为z1,z3,则总速比为i1*z1*z4/(z1*z4-z2*z3)。
实施例一:
驱动机构6驱动第一级传动链5,传动链中的一个齿轮驱动行星架8旋转,行星架8驱动行星销9沿中心旋转,同时驱动双变厚行星齿轮3自转和公转;变厚齿圈2固定在箱体外壳组件1上面,转速为0rpm。
第一变厚齿圈在行星轮的驱动下,由于第一变厚齿圈和输出轴通过过盈或者固定销或者螺栓连接在输出轴9上,从而有输出转速,双变厚行星齿轮2和第一变厚齿圈,双变厚行星齿轮3的左右下保证输出的间隙和回程差极小,第一级传动速比为i1,变厚齿圈的齿数分别为z2,z4;双变厚行星齿轮的齿数为z1,z3,则总速比为i1*z1*z4/(z1*z4-z2*z3)。
变厚齿轮的齿形必须是沿齿向方向厚度方向连续可导的变化,每一对啮合的齿轮各自符合齿轮啮合渐开线原理。
现有技术一般采用太阳轮驱动,而本发明采用行星架驱动,对于双齿圈必定有两个自由度,因此会有两个输出转速,所以设置一个齿圈的转速为零,则转速由另一个齿圈输出。

Claims (10)

  1. 一种变厚机器人关节传动结构,包括第一级传动链、行星架、行星销、双变厚行星齿轮、第一变厚齿圈、第二变厚齿圈、外壳组件和输出轴,其特征在于所述的传动结构为无太阳轮传动结构,第一级传动链为输入端,第一变厚齿圈与输出轴连接为输出端,第一级传动链中的齿轮与行星架啮合,行星架上设有行星销,行星架和行星销与双变厚行星齿轮连接,行星架驱动行星销沿中心旋转,同时驱动双变厚行星齿轮自转和公转,双变厚行星齿轮分别啮合第一变厚齿圈和第二变厚齿圈,第二变厚齿圈固定在外壳组件上,第一变厚齿圈和输出轴通过过盈或者固定销或者螺栓连接在输出轴。
  2. 如权利要求1所述的一种变厚机器人关节传动结构,其特征在于变厚机器人关节传动结构为中心阵列布置。
  3. 如权利要求1所述的一种变厚机器人关节传动结构,其特征在于双变厚行星齿轮、行星架、行星销、第一变厚齿圈和第二变厚齿圈构成行星系统组合件,双变厚行星齿轮为中心对称布置,或非中心等角布置,满足行星传动定律。
  4. 如权利要求1所述的一种变厚机器人关节传动结构,其特征在于第一变厚齿圈和输出轴连接构成输出机构,并通过高刚度交叉圆柱滚子轴承支持者外壳上,双变厚行星齿轮为沿齿向方向齿轮的厚度发生连续的变化和连续变化的螺旋角及压力角。
  5. 如权利要求1所述的一种变厚机器人关节传动结构,其特征在于行星架中的行星销和传动中心可以为平行或者成角度关系。
  6. 如权利要求1所述的一种变厚机器人关节传动结构,其特征在于第一变厚齿圈和行星架构成固定组合结构并通过轴承和行星架可发生相对转动。
  7. 如权利要求1所述的一种变厚机器人关节传动结构,其特征在于双变厚行星齿轮为无太阳轮结构,将太阳轮移去为中空轴用于电缆穿越和相关轴、线类物体通过。
  8. 如权利要求1所述的一种变厚机器人关节传动结构,其特征在于行星架通过交叉滚子轴承固定在外壳,交叉滚子轴承采用密封结构,左右两侧可以采用油脂分开或者脂脂分开。
  9. 如权利要求1所述的一种变厚机器人关节传动结构,其特征在于第一级传动链速比为i1,第一变厚齿圈和第二变厚齿圈的齿数分别为z2,z4;双变厚行星齿轮的齿数为z1,z3,则总速比为i1*z1*z4/(z1*z4-z2*z3)。
  10. 如权利要求1所述的一种变厚机器人关节传动结构,其特征在于第二变厚齿圈固定在外壳组件上,旋转速度为零,双变厚行星齿轮联动为相对旋转速度为零,可以通过花键,非圆结构相对轴向运动以控制和变厚齿圈的侧隙。
PCT/CN2017/118629 2017-12-15 2017-12-26 一种变厚机器人关节传动结构 WO2019114033A1 (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711345583.1 2017-12-15
CN201711345583.1A CN107939919A (zh) 2017-12-15 2017-12-15 一种变厚机器人关节传动结构

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/481,045 US10948048B2 (en) 2017-12-15 2017-12-26 Thickness-variable transmission structure for robot joint
DE212017000284.0U DE212017000284U1 (de) 2017-12-15 2017-12-26 Getriebestruktur eines Verdickungsrobotergelenks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019114033A1 true WO2019114033A1 (zh) 2019-06-20

Family

ID=61943380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2017/118629 WO2019114033A1 (zh) 2017-12-15 2017-12-26 一种变厚机器人关节传动结构

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10948048B2 (zh)
CN (1) CN107939919A (zh)
DE (1) DE212017000284U1 (zh)
WO (1) WO2019114033A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107939919A (zh) * 2017-12-15 2018-04-20 变厚机器人关节技术(上海)有限公司 一种变厚机器人关节传动结构
KR102118473B1 (ko) 2019-11-13 2020-06-03 장재혁 고비율 차동형 감속기

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009222116A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Yaskawa Electric Corp 遊星歯車装置及びこれを組み込んだアクチュエータ及びロボット装置
CN104121335A (zh) * 2013-04-23 2014-10-29 刘绍全 双星轮行星减速机
KR101525761B1 (ko) * 2014-12-29 2015-06-04 주식회사 그린기전 유성기어 감속기
CN204852190U (zh) * 2015-06-26 2015-12-09 深圳红龙机电五金有限公司 用于机器人或机械臂关节的行星传动减速器
CN105782356A (zh) * 2016-05-12 2016-07-20 无锡市恒翼通机械有限公司 一种工业机器人关节精密行星减速器
CN107939919A (zh) * 2017-12-15 2018-04-20 变厚机器人关节技术(上海)有限公司 一种变厚机器人关节传动结构

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3485450A (en) * 1967-12-19 1969-12-23 United Aircraft Corp Planetary gear system drive mechanism
JPH07332448A (ja) * 1994-06-06 1995-12-22 Sony Corp 減速装置
DE19510499A1 (de) * 1995-03-23 1996-09-26 Zahnradfabrik Friedrichshafen Planetengetriebe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009222116A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Yaskawa Electric Corp 遊星歯車装置及びこれを組み込んだアクチュエータ及びロボット装置
CN104121335A (zh) * 2013-04-23 2014-10-29 刘绍全 双星轮行星减速机
KR101525761B1 (ko) * 2014-12-29 2015-06-04 주식회사 그린기전 유성기어 감속기
CN204852190U (zh) * 2015-06-26 2015-12-09 深圳红龙机电五金有限公司 用于机器人或机械臂关节的行星传动减速器
CN105782356A (zh) * 2016-05-12 2016-07-20 无锡市恒翼通机械有限公司 一种工业机器人关节精密行星减速器
CN107939919A (zh) * 2017-12-15 2018-04-20 变厚机器人关节技术(上海)有限公司 一种变厚机器人关节传动结构

Also Published As

Publication number Publication date
DE212017000284U1 (de) 2019-09-25
CN107939919A (zh) 2018-04-20
US20190390736A1 (en) 2019-12-26
US10948048B2 (en) 2021-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104048012B (zh) 包括具有嵌套环形齿轮的行星变速器的驱动模块
CN206130000U (zh) 一种精密行星摆线减速器
CN104121335A (zh) 双星轮行星减速机
WO2019114033A1 (zh) 一种变厚机器人关节传动结构
DK178226B1 (en) Hub of a wind turbine
CN107202152A (zh) 一种双传动比少齿差‑谐波齿轮减速器
US6582338B1 (en) Differential unit with worm gearsets
RU133578U1 (ru) Передача торцевая коническая планетарная
CN110802422B (zh) 一种无回差机床转台
CN105020344A (zh) 精密2k-v型传动装置
WO2019200899A1 (zh) 新型行星减速器
CN106536974B (zh) 无轨道齿轮箱
CN204904273U (zh) 滚子包络内啮合蜗杆蜗轮传动装置
JP2017040348A (ja) 遊星歯車装置及びその設計方法
CN208252678U (zh) 内齿柔轮减速机
CN207229679U (zh) 一种工业机器人用精密减速器
CN206802206U (zh) 一种多功能行星减速器
TWM580638U (zh) 一種內齒柔輪減速機
CN207750456U (zh) 一种变厚机器人关节传动结构
CN106352024A (zh) 一种单偏心短传动链减速器
CN207983399U (zh) 一种变厚机器人关节传动结构
TWM613271U (zh) 擺線減速裝置
TWI675161B (zh) 一種內齒柔輪減速機
CN102059702B (zh) 一种机器人末端操作器传动机构
Anekar et al. Planetary Helical Gear System

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17934856

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 09/10/2020)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17934856

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1