工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，包括固定座、軸承座、一號(hào)A型平鍵、傳動(dòng)軸、諧波減速器和交叉滾子軸承，諧波減速器包括波發(fā)生器、柔輪和鋼輪，所述一號(hào)A型平鍵設(shè)于傳動(dòng)軸的首端，傳動(dòng)軸的末端通過(guò)二號(hào)A型平鍵將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給波發(fā)生器，波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，柔輪與鋼輪相嚙合，柔輪通過(guò)設(shè)于軸承座上的軸承壓板與交叉滾子軸承的內(nèi)圈連接，交叉滾子軸承的外圈通過(guò)前軸承壓套固定在固定座上。本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器將諧波減速器和交叉滾子軸承有機(jī)的結(jié)合應(yīng)用，通過(guò)對(duì)外形安裝尺寸的優(yōu)化，可直接替代進(jìn)口減速器用于工業(yè)機(jī)器人末端關(guān)節(jié)上；具備速比大、傳動(dòng)效率高、剛性好、回差小、體積小，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種減速器，尤其涉及一種應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)上的減速器，屬于減速裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，機(jī)器人關(guān)節(jié)的傳動(dòng)方式主要有:繩索滑輪驅(qū)傳動(dòng)、連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)等。
[0003]其中，繩索滑輪驅(qū)傳動(dòng)方式是常常用于仿生機(jī)器人關(guān)節(jié)的驅(qū)傳動(dòng)方式。這種傳動(dòng)方式可以很方便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的遠(yuǎn)距離傳送，也能夠較好的滿足仿生機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)上的要求。但是，繩索滑輪驅(qū)傳動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且可靠性不高，因此，在短距離狹小空間內(nèi)難以使用這種傳動(dòng)方式，因此，該傳動(dòng)方式不適于應(yīng)用在微小型機(jī)器人中。
[0004]連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)對(duì)于像多足仿生機(jī)器人這樣的三關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)主體是一個(gè)開(kāi)環(huán)串聯(lián)三連桿，這種連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)也不能夠適用于小型的機(jī)器人。
[0005]帶傳動(dòng)通常由主動(dòng)帶輪、從動(dòng)帶輪和張緊在兩輪上的環(huán)形傳動(dòng)帶三個(gè)部分組成。目前，很多機(jī)械臂式機(jī)器人采用帶傳動(dòng)，這種傳動(dòng)方式的強(qiáng)度較低，疲勞壽命較短，并且存在一定的間隙，使其在控制上存在很大的不便。
[0006]另外，鏈傳動(dòng)由裝在平行軸上的主、從動(dòng)鏈輪和繞在鏈輪上的環(huán)形鏈條所組成，這種傳動(dòng)方式以鏈條作為中間繞性件，在鏈傳動(dòng)中，按鏈條結(jié)構(gòu)的不同可以分為滾子鏈傳動(dòng)和齒形鏈傳動(dòng)兩種類型。鏈傳動(dòng)存在鏈條和齒輪摩擦容易使得鏈條松弛，齒輪磨損，噪聲高的問(wèn)題。
[0007]齒輪傳動(dòng)的減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大,或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。
[0008]除此之外，國(guó)外的減速器以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。但是，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。
[0009]國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。90年代初期，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)齒輪減速器，是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器，它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率/體積比值仍?。磺移漭斎胼S與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的減速器，將諧波減速器和交叉滾子軸承有機(jī)的結(jié)合應(yīng)用，解決現(xiàn)有減速器速比小、傳動(dòng)效率低、剛性低、回差大、體積大，成本高的技術(shù)問(wèn)題，從而能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。[0011]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，包括固定座、軸承座、一號(hào)A型平鍵、傳動(dòng)軸、諧波減速器和交叉滾子軸承，諧波減速器包括波發(fā)生器、柔輪和鋼輪，所述一號(hào)A型平鍵設(shè)于傳動(dòng)軸的首端，傳動(dòng)軸的末端通過(guò)二號(hào)A型平鍵將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給波發(fā)生器，波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，柔輪與鋼輪相嚙合，柔輪通過(guò)設(shè)于軸承座上的軸承壓板與交叉滾子軸承的內(nèi)圈連接，交叉滾子軸承的外圈通過(guò)前軸承壓套固定在固定座上。
[0012]作為優(yōu)選方式，所述傳動(dòng)軸的一端通過(guò)一號(hào)深溝球軸承與軸承蓋相連，另一端通過(guò)二號(hào)深溝球軸承與軸承座相連。
[0013]作為優(yōu)選方式，軸承壓板、柔輪和軸承座通過(guò)一號(hào)內(nèi)六角螺釘和二號(hào)內(nèi)六角螺釘與固定連接。
[0014]作為進(jìn)一步優(yōu)選方式，輸出法蘭的一端固定于軸承壓板上。
[0015]作為優(yōu)選方式，所述前軸承壓套和軸承蓋通過(guò)三號(hào)內(nèi)六角螺釘固定連接。
[0016]作為優(yōu)選方式，所述鋼輪通過(guò)四號(hào)內(nèi)六角螺釘固定在固定座上。
[0017]本實(shí)用新型中部分零件的作用如下:
[0018]諧波減速器:波發(fā)生器是一個(gè)桿狀部件，其兩端裝有滾動(dòng)軸承構(gòu)成滾輪，與柔輪的內(nèi)壁相互壓緊。柔輪為可產(chǎn)生較大彈性變形的薄壁齒輪，其內(nèi)孔直徑略小于波發(fā)生器的總長(zhǎng)。波發(fā)生器是使柔輪產(chǎn)生可控彈性變形的構(gòu)件；當(dāng)波發(fā)生器裝入柔輪后，迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形，其長(zhǎng)軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全嚙合，而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開(kāi) 。周長(zhǎng)上其他區(qū)段的齒處于嚙合和脫離的過(guò)渡狀態(tài)。當(dāng)波發(fā)生器沿某個(gè)方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柔輪的變形不斷改變，使柔輪與剛輪的嚙合狀態(tài)也不斷改變，由嚙入、嚙合、嚙出、脫開(kāi)、再嚙入……，周而復(fù)始地進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)柔輪相對(duì)剛輪沿波發(fā)生器相反方向的緩慢旋轉(zhuǎn)。工作時(shí)，固定鋼輪，由傳動(dòng)軸帶動(dòng)波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)，柔輪作為從動(dòng)輪，輸出轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。
[0019]交叉滾子軸承:交叉滾子軸承中，圓柱滾子在呈90°的V型溝槽滾動(dòng)面上通過(guò)間隔保持器被相互垂直排列，其可以承受徑向負(fù)荷、軸向負(fù)荷及力矩負(fù)荷等所有方向的負(fù)荷。
[0020]深溝球軸承:用于支承傳動(dòng)軸，使其他轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)波發(fā)生器平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。
[0021]A型平鍵:安裝于傳動(dòng)軸與波發(fā)處理器之間，用于傳遞動(dòng)力。
[0022]傳動(dòng)軸:傳遞動(dòng)力的同時(shí)，支承和軸向固定波發(fā)生器。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器將諧波減速器和交叉滾子軸承有機(jī)的結(jié)合應(yīng)用，通過(guò)對(duì)外形安裝尺寸的優(yōu)化，可直接替代進(jìn)口減速器用于工業(yè)機(jī)器人末端關(guān)節(jié)上；具備速比大、傳動(dòng)效率高、剛性好、回差小、體積小、能同時(shí)承載軸向和徑向載荷，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:固定座-1， 前軸承壓套_2， 輸出法蘭_3，交叉滾子軸承_4， 一號(hào)內(nèi)六角螺釘-5, 二號(hào)內(nèi)六角螺釘-6, 軸承壓板_7， 軸承座_8，三號(hào)內(nèi)六角螺釘-9， 四號(hào)內(nèi)六角螺釘-10， 內(nèi)六角緊定螺釘-11， 一號(hào)深溝球軸承-12， 一號(hào)A型平鍵-13， 傳動(dòng)軸-14， 二號(hào)A型平鍵-15， 波發(fā)生器-16， 二號(hào)深溝球軸 承-17， 軸承蓋-18， 剛輪-19， 柔輪-20。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0027]本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了相互排斥的特質(zhì)和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個(gè)特征之一系列等效或類似特征中的一個(gè)實(shí)施例而已。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器包括固定座1、軸承座8、一號(hào)A型平鍵13、傳動(dòng)軸14、諧波減速器和交叉滾子軸承4。所述傳動(dòng)軸14的一端通過(guò)一號(hào)深溝球軸承12與軸承蓋18相連，另一端通過(guò)二號(hào)深溝球軸承17與軸承座8相連。諧波減速器包括波發(fā)生器16、柔輪20和鋼輪19。所述一號(hào)A型平鍵13設(shè)于傳動(dòng)軸14的首端，傳動(dòng)軸14的末端通過(guò)二號(hào)A型平鍵15將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給波發(fā)生器16，波發(fā)生器16轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，柔輪20與鋼輪19相嚙合，所述鋼輪19通過(guò)四號(hào)內(nèi)六角螺釘10固定在固定座I上。由于柔輪20與剛輪19的齒數(shù)差為2，因此產(chǎn)生大減速比。柔輪20通過(guò)設(shè)于軸承座8上的軸承壓板7與交叉滾子軸承4的內(nèi)圈連接，輸出法蘭3的一端固定于軸承壓板7上。交叉滾子軸承4的外圈通過(guò)前軸承壓套2固定在固定座I上，從而輸出法蘭3能同時(shí)承受軸向力和徑向力。所述前軸承壓套2和軸承蓋10通過(guò)三號(hào)內(nèi)六角螺釘9固定連接。軸承壓板7、柔輪20和軸承座8通過(guò)一號(hào)內(nèi)六角螺釘5和二號(hào)內(nèi)六角螺釘6與固定連接。
[0029]本實(shí)用新型的工作流程:
[0030]外部旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過(guò)一號(hào)A型平鍵13，傳遞到傳動(dòng)軸14，再通過(guò)二號(hào)A型平鍵15傳遞到波發(fā)生器16，波發(fā)生器16連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使柔輪20的外齒與剛輪19的內(nèi)齒產(chǎn)生嚙合，諧波減速器開(kāi)始工作，柔輪20與剛輪19產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)剛輪19固定，柔輪20即將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳輸給輸出法蘭3，從而實(shí)現(xiàn)減速、傳遞動(dòng)力。
[0031]諧波傳動(dòng)的特點(diǎn)如下:
[0032]1.承載能力高:諧波傳動(dòng)中，齒與齒的嚙合是面接觸，加上同時(shí)嚙合齒數(shù)(重疊系數(shù))比較多，因而單位面積載荷小，承載能力較其他傳動(dòng)形式高。
[0033]2.傳動(dòng)比大:單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比,可達(dá)i=70?500。
[0034]3.體積小、重量輕。
[0035]4.傳動(dòng)效率高、壽命長(zhǎng)。
[0036]5.傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)沖擊，無(wú)噪音，運(yùn)動(dòng)精度高，回差小。
[0037]由于交叉滾子軸承中，圓柱滾子在呈90°的V型溝槽滾動(dòng)面上通過(guò)間隔保持器被相互垂直排列，故其可以承受徑向負(fù)荷、軸向負(fù)荷及力矩負(fù)荷等所有方向的負(fù)荷。
[0038]由此，本關(guān)節(jié)減速器通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，可直接替代進(jìn)口減速器用于工業(yè)機(jī)器人末端關(guān)節(jié)上；具備速比大、傳動(dòng)效率高、剛性好、回差小、體積小、能同時(shí)承載軸向和徑向載荷，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0039]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，其特征在于:包括固定座(I)、軸承座(8)、一號(hào)A型平鍵(13)、傳動(dòng)軸(14)、諧波減速器和交叉滾子軸承(4)，諧波減速器包括波發(fā)生器(16)、柔輪(20)和鋼輪(19)，所述一號(hào)A型平鍵(13)設(shè)于傳動(dòng)軸(14)的首端，傳動(dòng)軸(14)的末端通過(guò)二號(hào)A型平鍵(15)將旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞給波發(fā)生器(16)，波發(fā)生器(16)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，柔輪(20 )與鋼輪(19 )相嚙合，柔輪(20 )通過(guò)設(shè)于軸承座(8 )上的軸承壓板(7 )與交叉滾子軸承(4)的內(nèi)圈連接，交叉滾子軸承(4)的外圈通過(guò)前軸承壓套(2)固定在固定座(I)上。
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，其特征在于:所述傳動(dòng)軸(14)的一端通過(guò)一號(hào)深溝球軸承(12)與軸承蓋(18)相連，另一端通過(guò)二號(hào)深溝球軸承(17)與軸承座(8)相連。
3.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，其特征在于:軸承壓板(7)、柔輪(20)和軸承座(8)通過(guò)一號(hào)內(nèi)六角螺釘(5)和二號(hào)內(nèi)六角螺釘(6)與固定連接。
4.如權(quán)利要求3所述的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，其特征在于:輸出法蘭(3)的一端固定于軸承壓板(7)上。
5.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，其特征在于:所述前軸承壓套(2)和軸承蓋(10 )通過(guò)三號(hào)內(nèi)六角螺釘(9 )固定連接。
6.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器，其特征在于:所述鋼輪(19)通過(guò)四號(hào)內(nèi)六角螺釘(10)固定在固定座(I)上。
【文檔編號(hào)】B25J17/00GK203779520SQ201420174714
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】王華英 申請(qǐng)人:成都三譯智能技術(shù)有限公司