擺線針輪減速器及機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種噪音和震動小的擺線針輪減速器以及采用該擺線針輪減速器的機器人。該減速器包括針齒殼，針齒殼兩端設有固定連接在一起的輸入端蓋和輸出端蓋，輸入端蓋和輸出端蓋可以相對所述針齒殼轉(zhuǎn)動，針齒殼內(nèi)設有針齒銷、柱銷軸、主軸和擺線輪，針齒銷位于針齒殼的內(nèi)壁，與針齒殼組成針齒輪；主軸位于針齒殼的中央，通過設置于主軸上的偏心部帶動所述擺線輪作偏心擺動，擺線輪在做偏心擺動的同時與針輪嚙合，產(chǎn)生與其偏心擺動方向相反的自轉(zhuǎn)，柱銷軸穿設所述擺線輪，將擺線輪的自轉(zhuǎn)傳遞給與柱銷軸兩端連接的輸入端蓋和輸出端蓋，擺線輪之間設有隔墊；所述隔墊呈圓環(huán)狀，其環(huán)狀的端面設有一圈柱銷軸孔，隔墊通過柱銷軸孔套設在柱銷軸上。
【專利說明】擺線針輪減速器及機器人
【技術領域】
[0001]本實用新型提供一種擺線針輪減速器，以及采用該擺線針輪減速器的機器人。
【背景技術】
[0002]擺線針輪減速器作為一種新穎的傳動機械，在工業(yè)機器人、高精密機床、醫(yī)療等行業(yè)有著廣泛的用途。該擺線針輪減速器包括針齒殼，針齒殼兩端設有固定連接在一起的輸入端蓋和輸出端蓋。針齒殼內(nèi)設有主軸、擺線輪、柱銷軸，主軸上設有可帶動擺線輪作偏心擺動的偏心部，主軸的偏心部和擺線輪之間套設有轉(zhuǎn)臂軸承。針齒殼的內(nèi)壁設有針齒銷，針齒銷與針齒殼組成針輪。擺線輪在作偏心擺動的同時與針輪嚙合，產(chǎn)生與其偏心擺動方向相反的自轉(zhuǎn)。柱銷軸穿過擺線輪，將擺線輪的自轉(zhuǎn)傳遞給與柱銷軸兩端連接的輸入端蓋和輸出端蓋。為了防止擺線輪端面之間摩擦，如圖6所示，通常在擺線輪之間套設圓環(huán)狀的隔墊，隔墊的外壁抵接所述柱銷軸，隔墊的內(nèi)壁直徑大于轉(zhuǎn)臂軸承的外徑。這種隔墊與柱銷軸是線接觸，在擺線針輪減速器的運轉(zhuǎn)過程中受到的壓強比較大，容易產(chǎn)生磨損和變形。磨損和變形后的隔墊會沿徑向竄動，進而產(chǎn)生噪音和震動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種噪音和震動較小的擺線針輪減速器以及采用該擺線針輪減速器的機器人。
[0004]本實用新型提供的擺線針輪減速器，包括針齒殼，針齒殼兩端設有輸入端蓋和輸出端蓋，所述輸入端蓋和輸出端蓋固定連接在一起的，可以相對所述針齒殼轉(zhuǎn)動；所述針齒殼內(nèi)設有針齒銷、柱銷軸、主軸和擺線輪，所述針齒銷位于針齒殼的內(nèi)壁，與針齒殼組成針齒輪；所述主軸位于針齒殼的中央，設有帶動所述擺線輪作偏心擺動的偏心部，所述擺線輪在做偏心擺動的同時與針輪嚙合，產(chǎn)生與其偏心擺動方向相反的自轉(zhuǎn)，所述柱銷軸穿設所述擺線輪，將擺線輪的自轉(zhuǎn)傳遞給與柱銷軸兩端連接的輸入端蓋和輸出端蓋，所述擺線輪之間設有隔墊；所述隔墊呈圓環(huán)狀，其環(huán)狀的端面設有一圈柱銷軸孔，所述隔墊通過所述柱銷軸孔套設在柱銷軸上。
[0005]所述柱銷軸與柱銷軸孔之間套設有柱銷套，所述柱銷套與柱銷軸之間小間隙配口。
[0006]所述主軸上設置的偏心部有2?4個，沿主軸圓周方向均勻分布，每個偏心部上相應地套設一個擺線輪。
[0007]所述針齒銷圓心所在分布圓的直徑小于針齒殼內(nèi)壁的直徑。
[0008]所述主軸的偏心部與擺線輪之間設置有轉(zhuǎn)臂軸承。
[0009]所述轉(zhuǎn)臂軸承是有內(nèi)圈無外圈的滾子軸承或者無內(nèi)外圈只帶保持架的滾針軸承。
[0010]所述輸入端蓋和輸出端蓋上設有供柱銷軸穿過的插接孔，以及供連接螺釘穿過的固定孔，所述插接孔和固定孔的圓心在分布在以針齒殼中心為圓心的同一個圓周上。
[0011]本實用新型提供的機器人包括機械臂、機械手、機器人關節(jié)，所述機械臂與機械臂之間、以及所述機械臂與所述機械手之間通過所述機器人關節(jié)連接，所述機器人關節(jié)包括殼體、電機和上述的擺線針輪減速器，所述擺線針輪減速器位于所述殼體內(nèi)，所述電機與擺線針輪減速器的主軸相連，驅(qū)動所述擺線針輪減速器，通過輸入端蓋或者輸出端蓋帶動機器人關節(jié)的轉(zhuǎn)動。
[0012]采用本實用新型的技術方案，由于隔墊通過柱銷軸孔套設在柱銷軸上，因此柱銷軸與隔墊之間是面接觸，隔墊受到的壓強比較小，不容易產(chǎn)生磨損和變形。即使產(chǎn)生磨損和變形，隔墊受到的徑向限位面積較大，不容易產(chǎn)生徑向竄動，從而不會給擺線針輪減速器增加噪音和震動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1 ；本實用新型擺線針輪減速器的右視圖
[0015]圖2 ；沿圖1八-八剖面線所作的軸向剖面圖
[0016]圖3 ；沿圖28-8剖面線所作的徑向剖面圖
[0017]圖4 ；本實用新型擺線針輪減速器爆炸圖
[0018]圖5 ；本實用新型隔墊正視圖
[0019]圖6 ；現(xiàn)有技術隔墊正視圖
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]如圖1至4所示，所述高精密擺線針輪減速器包括中空的針齒殼110，所述針齒殼110的兩端設有通過連接螺釘180固定在一起的輸入端蓋121和輸出端蓋122，所述輸入端蓋121和輸出端蓋122通過圓錐滾子軸承131支撐在針齒殼110的內(nèi)壁，可以相對針齒殼110自由轉(zhuǎn)動。
[0022]所述針齒殼110內(nèi)設置有擺線輪140，主軸150、針齒銷160和柱銷軸170。所述主軸150位于針齒殼110的中央，其兩端通過是深溝球軸承132支撐分別在輸入端蓋121和輸出端蓋122的中心孔內(nèi)，其中部穿過擺線輪140，并在經(jīng)過擺線輪140的部位設置有偏心部，所述主軸150的偏心部可以帶動擺線輪140做偏心擺動。
[0023]所述針齒殼110的內(nèi)壁沿圓周方向設有若干個針齒孔，每個針齒孔內(nèi)設置一個針齒銷160，針齒銷的160兩端由圓錐滾子軸承131軸向限位，針齒殼110和針齒銷160組成針輪。所述擺線輪140在偏心擺動的同時與針輪嚙合，產(chǎn)生與其偏心擺動方向相反的自轉(zhuǎn)。
[0024]所述輸入端蓋121和輸出端蓋122上設有插接孔，所述柱銷軸170的兩端伸入所述插接孔，與輸入端蓋121和輸出端蓋122連接，所述柱銷軸170的中部穿設。所述擺線輪140所述擺線輪140的自轉(zhuǎn)通過所述柱銷軸170傳遞給輸入端蓋121和輸出端蓋122。所述輸入端蓋121和輸出端蓋122上還設有固定孔，所述連接螺釘180穿過所述固定孔，將輸入端蓋121和輸出端蓋122固定連接在一起。所述插接孔和固定孔的圓心在分布在以針齒殼中心為圓心的同一個圓周上，當然也可以根據(jù)具體情況做其它布置。
[0025]擺線輪140之間設有隔墊190，所述隔墊190 —般用鑄鐵、軸承鋼或者45鋼制成。如圖5所示，所述隔墊190呈圓環(huán)狀，其端面設有一圈柱銷軸孔，所述隔墊190通過柱銷軸孔套設在柱銷軸170上。所述隔墊190上開設有供連接螺釘180經(jīng)過的螺釘孔，為了簡化加工工藝，所述螺釘孔的直徑制成與柱銷軸孔的直徑一樣大，由于柱銷軸170是用來傳遞力矩的，一般直徑都會比連接螺釘180大，因此螺釘孔會大于連接螺釘180的直徑。所述柱銷軸170與柱銷軸孔之間套設有柱銷套171，所述柱銷套171與柱銷軸170之間小間隙配口。
[0026]所述針齒銷160的圓心所在分布圓的直徑小于所述針齒殼110的內(nèi)壁直徑，可以說是針齒孔呈小半圓孔狀。這樣針齒銷160在針齒孔內(nèi)的滾動時受到針齒孔內(nèi)壁的摩擦力減少，相應地與擺線輪140的摩擦力也會減少。同時這種結構還增加了擺線輪140外壁和針齒殼110內(nèi)壁之間的距離，使得存儲擺線輪140齒頂和針齒殼110內(nèi)壁之間的潤滑劑增多，以進一步減少了擺線輪140和針齒銷160摩擦，
[0027]擺線輪140的個數(shù)是根據(jù)其傳遞給輸入端蓋121和輸出端蓋122的額定力矩而設置的，一般為2?4個，主軸150上會設定相應個數(shù)帶動擺線輪140做偏心擺動的偏心部，偏心部沿主軸150圓周方向均勻分布。本實施例設置的擺線輪140為3個，主軸150相應地設置有3個偏心部，這3個偏心部之間的相位差為120度。
[0028]主軸150的偏心部與擺線輪140之間還套設有轉(zhuǎn)臂軸承100。為了在同樣尺寸的條件下提高轉(zhuǎn)臂軸承100的使用命，轉(zhuǎn)臂軸承100選取有內(nèi)圈無外圈的滾子軸承，因為這種滾子軸承的承載能力更高。在滿足承載條件的情況下，轉(zhuǎn)臂軸承100還可以選取以采用無內(nèi)外圈只帶保持架的滾針軸承，但是這種滾針軸承將主軸150直接作為滾子的內(nèi)滾道，對主軸150的加工精度要求比較高。
[0029]擺線針輪減速器的工作原理是:主軸150在電機的驅(qū)動下順時針轉(zhuǎn)動(當然也可以逆時針轉(zhuǎn)動),主軸150上的偏心部帶動擺線輪140順時針偏心擺動，擺線輪140在做偏心擺動的同時與由針齒殼110和針齒銷160構成的針輪內(nèi)嚙合，產(chǎn)生與其偏心擺動方向相反的自轉(zhuǎn)。在針輪固定情況下，主軸150每順時針轉(zhuǎn)一圈，擺線輪140就會逆時針自轉(zhuǎn)一個齒。擺線輪140的自轉(zhuǎn)通過柱銷軸170傳遞給輸入端蓋121和輸出端蓋122，實現(xiàn)最終的減速輸出。
[0030]采用本實用新型的技術方案，由于隔墊通過柱銷軸孔套設在柱銷軸上，因此柱銷軸與隔墊之間是面接觸，隔墊受到的壓強比較小，不容易產(chǎn)生磨損和變形。即使產(chǎn)生磨損和變形，隔墊受到的徑向限位面積較大，不容易產(chǎn)生徑向竄動，從而不會給擺線針輪減速器增加噪音和震動。
[0031]實施例二
[0032]本實施例提供的機器人包括機械臂、機械手、機器人關節(jié)，所述機械臂與機械臂之間、以及所述機械臂與所述機械手之間通過所述機器人關節(jié)連接，所述機器人關節(jié)包括殼體、電機和實施例一中的擺線針輪減速器，所述擺線針輪減速器位于所述殼體內(nèi)，所述電機與擺線針輪減速器的主軸相連，驅(qū)動所述擺線針輪減速器，通過輸入端蓋或者輸出端蓋帶動機器人關節(jié)的轉(zhuǎn)動。
[0033] 本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本實用新型的限制。
【權利要求】
1.一種擺線針輪減速器，其特征在于: 包括針齒殼，針齒殼兩端分別設有輸入端蓋和輸出端蓋，所述輸入端蓋和輸出端蓋固定連接在一起，可以相對所述針齒殼轉(zhuǎn)動； 所述針齒殼內(nèi)設有針齒銷、柱銷軸、主軸和擺線輪，所述針齒銷位于針齒殼的內(nèi)壁，與針齒殼組成針齒輪；所述主軸位于針齒殼的中央，設有帶動所述擺線輪作偏心擺動的偏心部，所述擺線輪在做偏心擺動的同時與針輪嚙合，產(chǎn)生與其偏心擺動方向相反的自轉(zhuǎn)，所述柱銷軸穿設所述擺線輪，將擺線輪的自轉(zhuǎn)傳遞給與柱銷軸兩端連接的輸入端蓋和輸出端蓋，所述擺線輪之間設有隔墊； 所述隔墊呈圓環(huán)狀，其環(huán)狀的端面設有一圈柱銷軸孔，所述隔墊通過所述柱銷軸孔套設在柱銷軸上。
2.根據(jù)權利要求1所述的擺線針輪減速器，其特征在于:所述柱銷軸與柱銷軸孔之間套設有柱銷套，所述柱銷套與柱銷軸之間小間隙配合。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的擺線針輪減速器，其特征在于:所述主軸上設置的偏心部有2?4個，沿主軸圓周方向均勻分布，每個偏心部上相應地套設一個擺線輪。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的擺線針輪減速器，其特征在于:所述針齒銷圓心所在分布圓的直徑小于針齒殼內(nèi)壁的直徑。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的擺線針輪減速器，其特征在于:所述主軸的偏心部與擺線輪之間設置有轉(zhuǎn)臂軸承。
6.根據(jù)權利要求5所述的擺線針輪減速器，其特征在于:所述轉(zhuǎn)臂軸承是有內(nèi)圈無外圈的滾子軸承或者無內(nèi)外圈只帶保持架的滾針軸承。
7.根據(jù)權利要求1所述的擺線針輪減速器，其特征在于:所述輸入端蓋和輸出端蓋上設有供柱銷軸穿過的插接孔，以及供連接螺釘穿過的固定孔，所述插接孔和固定孔的圓心分布在以針齒殼中心為圓心的同一個圓周上。
8.一種機器人，包括機械臂、機械手、機器人關節(jié)，所述機械臂與機械臂之間、以及所述機械臂與所述機械手之間通過所述機器人關節(jié)連接，其特征在于，所述機器人關節(jié)包括殼體、電機和根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的擺線針輪減速器，所述擺線針輪減速器位于所述殼體內(nèi)，所述電機與擺線針輪減速器的主軸相連，驅(qū)動所述擺線針輪減速器，通過輸入端蓋或者輸出端蓋帶動機器人關節(jié)的轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】B25J17/00GK203627665SQ201320667909
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權日:2013年10月28日
【發(fā)明者】王春曉 申請人:北京配天大富精密機械有限公司