CN105156592A - 一种摆线活齿减速器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于机器人关节的新型摆线活齿减速器。本发明所述的摆线活齿减速器由输入轴、偏心套、摆线轮、针齿、针齿壳、激波器、活齿、活齿架、内齿圈等主要零部件组成。其动力由输入轴输入,经过偏心套、摆线轮、激波器、活齿传递,最后由活齿架输出。与目前机器人大量采用的RV减速器相比,摆线活齿减速器去除了RV减速器中的齿轮输入机构和W输出机构,它具有轴向尺寸小、重量轻、刚性好、结构紧凑、易于实现大传动比等优点。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动领域,具体涉及到机器人关节减速器。。
背景技术
随着我国经济的快速发展,企业对工业机器人的需求量越来越大。据统计,2013年中国市场共销售工业机器人近3.7万台,约占全球销量的1/5,位居全球第一。机器人关节减速器是工业机器人的核心部件,国内所需的高精度减速器大多来自进口产品,进口产品以RV减速器居多。
RV减速器对材料、制造和装配的要求都很高,结构比较复杂。它由渐开线圆柱齿轮传动和摆线针轮传动组合而成,齿轮传动处于高速级,摆线针轮传动处于低速级。渐开线齿轮传动由一个主动齿轮和三个从动齿轮组成,三个从动齿轮带动三个曲轴将动力传递到摆线轮,摆线轮的转动由W机构输出。RV减速器一般采用两片式或三片式的结构,即两个或三个摆线轮固连为一体,相互抵消径向力的作用。
RV减速器有以下三个方面的不足。
一是轴向尺寸较大。RV减速器沿轴向布置了齿轮传动、两片或三片摆线轮以及W输出机构,因此很难减小RV减速器的轴向尺寸。
二是传动链较长,对制造、安装的要求高,难于保证较高的运动精度。RV减速器的包括齿轮传动、摆线针轮传动和W机构,如果要保证整体运动精度高,就必须保证传动链中每种机构具有高的运动精度。RV减速器的三个曲柄和输出W机构都采用对称机构,很难保证各对称构件的运动同步性,而三个曲柄和W机构对运动精度的影响却很大。日本学者日高照晃的研究表明,对运动精度影响最大的因素包括:三个曲柄的偏心误差、摆线轮上的三个曲柄孔的位置误差、两个摆线轮的周节累积误差以及W机构的偏心误差。
三是难于实现大传动比。受几何因素的制约,RV减速器中的齿轮传动的传动比不能超过6,故RV减速器的传动比不能做得很大。
活齿传动是一种用来传递两同轴间回转运动的新型传动方式。它具有结构紧凑、传动比范围广、承载能力强、传动效率高的优点。活齿传动主要由激波器、内齿圈、活齿架和多个在圆周方向布置的活齿组成。活齿传动的动力由激波器输入,由活齿架直接输出,不需要W输出机构。为使受力状况良好,活齿减速器采用相位相差一百八十度的两个激波器组合的结构,使径向力可以相互抵消。活齿传动特别适用于需要大减速比同轴传动的场合。
发明内容
本发明的目的:克服现有RV减速器的不足,提供一种传动链短、结构紧凑、轴向尺寸小、运动精度高、可实现大传动比的新型减速器。
本发明采用如下技术手段:去除RV减速器中的渐开线齿轮传动和W输出机构,采用摆线针轮传动与活齿传动组合;摆线针轮传动采用单片式结构,活齿传动采用单激波器结构,摆线轮与激波器固连,相互抵消轴向力;摆线针轮采用单偏心套输入,去除RV减速器中的三个输入曲柄。本发明所采用的技术手段所产生的有益效果体现在以下几个方面:一是缩短了传动链,去除了对运动精度影响较大的三个输入曲柄机构和W输出机构,可有效提高运动精度;二是采用单片式摆线针轮传动和单激波器活齿传动,并去除了齿轮传动机构和W输出机构,可使轴向尺寸大幅减小;三是活齿传动可实现较大的传动比,从而可使摆线活齿减速器的传动比比RV减速器的更大。
为了实现发明目的,本发明所采用的技术方案如图1所示。一种摆线活齿减速器,主要由输入轴(1)、偏心套(2)、偏心套轴承(3)、摆线轮(4)、针齿(5)、针齿壳(6)、内齿圈(7)、活齿(8)、激波器(9)、活齿架(10)组成,动力由输入轴(1)输入,由活齿架(10)输出,其特征在于:输入轴(1)与偏心套(2)固定连接,二者不能相对运动;针齿(5)安装在针齿壳(6)上,针齿(5)可以相对针齿壳(6)转动,但不能相对移动;针齿壳(6)固定在机架上;偏心套(2)上装有偏心套轴承(3);摆线轮(4)与激波器(9)固定连接为一个整体;内齿圈(7)固定在机架上;活齿(8)同时与激波器(9)和内齿圈(7)保持高副接触;活齿(8)安装在活齿架(10)上;输入轴(1)的轴线和活齿架(10)的轴线重合,输入轴(1)的一端支承在活齿架(10)内,另一端支承在机架上。
附图说明
图1为摆线活齿减速器的原理图。
图2为摆线活齿减速器的具体实施方式。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如图2所示。摆线活齿减速器由摆线针轮传动和活齿传动组合而成。摆线针轮传动处于高速级,活齿传动处于低速级。
摆线针轮传动由输入轴(1)、偏心套(2)、偏心套轴承(3)、摆线轮(4)、针齿(5)和针齿壳(6)组成。输入轴(1)与偏心套(2)固连为一个整体,偏心套(2)上装有偏心套轴承(3),摆线轮(4)支承在偏心套轴承(3)上,摆线轮(4)与针齿(5)保持高副接触。针齿(5)和针齿壳(6)组成针轮,针齿(5)安装在针齿壳(6)上,针齿(5)可以相对针齿壳(6)转动,但不能相对移动在,针齿壳(6)固定在机架上。
活齿传动由内齿圈(7)、活齿(8)、激波器(9)和活齿架(10)组成。激波器(9)与摆线轮(4)固连为一个整体,二者不能相对运动。内齿圈(7)固定在机架上。活齿(8)安装在活齿架(10)上,它同时与激波器(9)和内齿圈(7)保持高副接触。活齿(8)相对于活齿架(10)的运动形式可以为移动、摆动等多种形式。
本发明所述的摆线活齿减速器中,摆线轮(4)和激波器(9)的数目都为1,二者的相位相差180度,它们所受的径向力方向相反。为了增加摆线轮(4)和激波器(9)的支承刚度,偏心套轴承(3)的数量不少于2个,偏心套轴承(3)既支承摆线轮(4),又支承激波器(9)。输入轴(1)和活齿架(10)的轴线重合,输入轴(1)的一端支承在活齿架(10)内,另一端支承在机架上。
本发明所述的摆线活齿减速器的动力由输入轴(1)输入,经过偏心套(2)和偏心套轴承(3)将动力传递至摆线轮(4),摆线轮(4)带动激波器(9)一起运动,激波器(9)驱动活齿(8)运动,最后由活齿架(10)将运动输出。
Claims (3)
1.一种摆线活齿减速器,主要由输入轴(1)、偏心套(2)、偏心套轴承(3)、摆线轮(4)、针齿(5)、针齿壳(6)、内齿圈(7)、活齿(8)、激波器(9)、活齿架(10)组成,动力由输入轴(1)输入,由活齿架(10)输出,其特征在于:输入轴(1)与偏心套(2)固定连接,二者不能相对运动;针齿(5)安装在针齿壳(6)上,针齿(5)可以相对针齿壳(6)转动,但不能相对移动;针齿壳(6)固定在机架上;偏心套(2)上装有偏心套轴承(3);摆线轮(4)与激波器(9)固定连接为一个整体;内齿圈(7)固定在机架上;活齿(8)同时与激波器(9)和内齿圈(7)保持高副接触;活齿(8)安装在活齿架(10)上;输入轴(1)的轴线和活齿架(10)的轴线重合,输入轴(1)的一端支承在活齿架(10)内,另一端支承在机架上。
2.根据权利要求1所述的摆线活齿减速器,其特征在于:摆线轮(4)与激波器(9)安装的相位相反,它们受到的径向力方向相反。
3.根据权利要求1所述的摆线活齿减速器,其特征在于:偏心套轴承(3)的数量不少于2个。
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