工业机器人关节减速器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种工业机器人关节减速器，包括固定座、轴承座、一号A型平键、传动轴、谐波减速器和交叉滚子轴承，谐波减速器包括波发生器、柔轮和钢轮，所述一号A型平键设于传动轴的首端，传动轴的末端通过二号A型平键将旋转动力传递给波发生器，波发生器转动的同时，柔轮与钢轮相啮合，柔轮通过设于轴承座上的轴承压板与交叉滚子轴承的内圈连接，交叉滚子轴承的外圈通过前轴承压套固定在固定座上。本实用新型工业机器人关节减速器将谐波减速器和交叉滚子轴承有机的结合应用，通过对外形安装尺寸的优化，可直接替代进口减速器用于工业机器人末端关节上；具备速比大、传动效率高、刚性好、回差小、体积小，成本低的优点。
【专利说明】工业机器人关节减速器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种减速器，尤其涉及一种应用于工业机器人关节上的减速器，属于减速装置【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，机器人关节的传动方式主要有:绳索滑轮驱传动、连杆机构传动、带传动、链传动和齿轮传动等。
[0003]其中，绳索滑轮驱传动方式是常常用于仿生机器人关节的驱传动方式。这种传动方式可以很方便地实现运动和动力的远距离传送，也能够较好的满足仿生机器人关节结构上的要求。但是，绳索滑轮驱传动方式的结构复杂，且可靠性不高，因此，在短距离狭小空间内难以使用这种传动方式，因此，该传动方式不适于应用在微小型机器人中。
[0004]连杆机构传动对于像多足仿生机器人这样的三关节机构，其机构主体是一个开环串联三连杆，这种连杆机构传动也不能够适用于小型的机器人。
[0005]带传动通常由主动带轮、从动带轮和张紧在两轮上的环形传动带三个部分组成。目前，很多机械臂式机器人采用带传动，这种传动方式的强度较低，疲劳寿命较短，并且存在一定的间隙，使其在控制上存在很大的不便。
[0006]另外，链传动由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成，这种传动方式以链条作为中间绕性件，在链传动中，按链条结构的不同可以分为滚子链传动和齿形链传动两种类型。链传动存在链条和齿轮摩擦容易使得链条松弛，齿轮磨损，噪声高的问题。
[0007]齿轮传动的减速器在各行各业中十分广泛地使用着，当前减速器普遍存在着体积大、重量大,或者传动比大而机械效率过低的问题。
[0008]除此之外，国外的减速器以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。但是，超小型的减速器的研究成果尚不明显。
[0009]国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。90年代初期，国内出现的三环齿轮减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。由于该减速器的三轴平行结构，故使功率/体积比值仍小；且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。
实用新型内容
[0010]本实用新型的目的在于:提供一种应用于工业机器人关节的减速器，将谐波减速器和交叉滚子轴承有机的结合应用，解决现有减速器速比小、传动效率低、刚性低、回差大、体积大，成本高的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。[0011]本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现:一种工业机器人关节减速器，包括固定座、轴承座、一号A型平键、传动轴、谐波减速器和交叉滚子轴承，谐波减速器包括波发生器、柔轮和钢轮，所述一号A型平键设于传动轴的首端，传动轴的末端通过二号A型平键将旋转动力传递给波发生器，波发生器转动的同时，柔轮与钢轮相啮合，柔轮通过设于轴承座上的轴承压板与交叉滚子轴承的内圈连接，交叉滚子轴承的外圈通过前轴承压套固定在固定座上。
[0012]作为优选方式，所述传动轴的一端通过一号深沟球轴承与轴承盖相连，另一端通过二号深沟球轴承与轴承座相连。
[0013]作为优选方式，轴承压板、柔轮和轴承座通过一号内六角螺钉和二号内六角螺钉与固定连接。
[0014]作为进一步优选方式，输出法兰的一端固定于轴承压板上。
[0015]作为优选方式，所述前轴承压套和轴承盖通过三号内六角螺钉固定连接。
[0016]作为优选方式，所述钢轮通过四号内六角螺钉固定在固定座上。
[0017]本实用新型中部分零件的作用如下:
[0018]谐波减速器:波发生器是一个杆状部件，其两端装有滚动轴承构成滚轮，与柔轮的内壁相互压紧。柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮，其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件；当波发生器装入柔轮后，迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形，其长轴两端附近的齿与刚轮的齿完全啮合，而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开 。周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当波发生器沿某个方向连续转动时，柔轮的变形不断改变，使柔轮与刚轮的啮合状态也不断改变，由啮入、啮合、啮出、脱开、再啮入……，周而复始地进行，从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器相反方向的缓慢旋转。工作时，固定钢轮，由传动轴带动波发生器转动，柔轮作为从动轮，输出转动，带动负载运动。
[0019]交叉滚子轴承:交叉滚子轴承中，圆柱滚子在呈90°的V型沟槽滚动面上通过间隔保持器被相互垂直排列，其可以承受径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等所有方向的负荷。
[0020]深沟球轴承:用于支承传动轴，使其他转动时带动波发生器平稳旋转。
[0021]A型平键:安装于传动轴与波发处理器之间，用于传递动力。
[0022]传动轴:传递动力的同时，支承和轴向固定波发生器。
[0023]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:本实用新型工业机器人关节减速器将谐波减速器和交叉滚子轴承有机的结合应用，通过对外形安装尺寸的优化，可直接替代进口减速器用于工业机器人末端关节上；具备速比大、传动效率高、刚性好、回差小、体积小、能同时承载轴向和径向载荷，成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本实用新型工业机器人关节减速器的结构示意图。
[0025]图中:固定座-1， 前轴承压套_2， 输出法兰_3，交叉滚子轴承_4， 一号内六角螺钉-5, 二号内六角螺钉-6, 轴承压板_7， 轴承座_8，三号内六角螺钉-9， 四号内六角螺钉-10， 内六角紧定螺钉-11， 一号深沟球轴承-12， 一号A型平键-13， 传动轴-14， 二号A型平键-15， 波发生器-16， 二号深沟球轴 承-17， 轴承盖-18， 刚轮-19， 柔轮-20。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0027]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
[0028]如图1所示，本实用新型工业机器人关节减速器包括固定座1、轴承座8、一号A型平键13、传动轴14、谐波减速器和交叉滚子轴承4。所述传动轴14的一端通过一号深沟球轴承12与轴承盖18相连，另一端通过二号深沟球轴承17与轴承座8相连。谐波减速器包括波发生器16、柔轮20和钢轮19。所述一号A型平键13设于传动轴14的首端，传动轴14的末端通过二号A型平键15将旋转动力传递给波发生器16，波发生器16转动的同时，柔轮20与钢轮19相啮合，所述钢轮19通过四号内六角螺钉10固定在固定座I上。由于柔轮20与刚轮19的齿数差为2，因此产生大减速比。柔轮20通过设于轴承座8上的轴承压板7与交叉滚子轴承4的内圈连接，输出法兰3的一端固定于轴承压板7上。交叉滚子轴承4的外圈通过前轴承压套2固定在固定座I上，从而输出法兰3能同时承受轴向力和径向力。所述前轴承压套2和轴承盖10通过三号内六角螺钉9固定连接。轴承压板7、柔轮20和轴承座8通过一号内六角螺钉5和二号内六角螺钉6与固定连接。
[0029]本实用新型的工作流程:
[0030]外部旋转动力通过一号A型平键13，传递到传动轴14，再通过二号A型平键15传递到波发生器16，波发生器16连续转动，使柔轮20的外齿与刚轮19的内齿产生啮合，谐波减速器开始工作，柔轮20与刚轮19产生相对旋转运动，当刚轮19固定，柔轮20即将旋转运动及动力传输给输出法兰3，从而实现减速、传递动力。
[0031]谐波传动的特点如下:
[0032]1.承载能力高:谐波传动中，齿与齿的啮合是面接触，加上同时啮合齿数(重叠系数)比较多，因而单位面积载荷小，承载能力较其他传动形式高。
[0033]2.传动比大:单级谐波齿轮传动的传动比,可达i=70?500。
[0034]3.体积小、重量轻。
[0035]4.传动效率高、寿命长。
[0036]5.传动平稳、无冲击，无噪音，运动精度高，回差小。
[0037]由于交叉滚子轴承中，圆柱滚子在呈90°的V型沟槽滚动面上通过间隔保持器被相互垂直排列，故其可以承受径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等所有方向的负荷。
[0038]由此，本关节减速器通过对结构的优化，可直接替代进口减速器用于工业机器人末端关节上；具备速比大、传动效率高、刚性好、回差小、体积小、能同时承载轴向和径向载荷，成本低的优点。
[0039]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种工业机器人关节减速器，其特征在于:包括固定座(I)、轴承座(8)、一号A型平键(13)、传动轴(14)、谐波减速器和交叉滚子轴承(4)，谐波减速器包括波发生器(16)、柔轮(20)和钢轮(19)，所述一号A型平键(13)设于传动轴(14)的首端，传动轴(14)的末端通过二号A型平键(15)将旋转动力传递给波发生器(16)，波发生器(16)转动的同时，柔轮(20 )与钢轮(19 )相啮合，柔轮(20 )通过设于轴承座(8 )上的轴承压板(7 )与交叉滚子轴承(4)的内圈连接，交叉滚子轴承(4)的外圈通过前轴承压套(2)固定在固定座(I)上。
2.如权利要求1所述的工业机器人关节减速器，其特征在于:所述传动轴(14)的一端通过一号深沟球轴承(12)与轴承盖(18)相连，另一端通过二号深沟球轴承(17)与轴承座(8)相连。
3.如权利要求1所述的工业机器人关节减速器，其特征在于:轴承压板(7)、柔轮(20)和轴承座(8)通过一号内六角螺钉(5)和二号内六角螺钉(6)与固定连接。
4.如权利要求3所述的工业机器人关节减速器，其特征在于:输出法兰(3)的一端固定于轴承压板(7)上。
5.如权利要求1所述的工业机器人关节减速器，其特征在于:所述前轴承压套(2)和轴承盖(10 )通过三号内六角螺钉(9 )固定连接。
6.如权利要求1所述的工业机器人关节减速器，其特征在于:所述钢轮(19)通过四号内六角螺钉(10)固定在固定座(I)上。
【文档编号】B25J17/00GK203779520SQ201420174714
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】王华英 申请人:成都三译智能技术有限公司