减速装置的制作方法

专利名称：减速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减速装置。具体地说，本发明涉及一种紧凑而能够 实现大减速比的减速装置。
背景技术：
紧凑而能够实现大减速比的减速装置正处于研发中。日本专利申请 公报No.62-004586阐述了一种包括马达、输入轴、曲轴、外齿轮和内齿 轮的减速装置。马达齿轮固定至马达的输出轴。输入轴平行于马达的输 出轴延伸，并且形成有输入齿轮和输出齿轮。输入齿轮与马达齿轮啮合。 曲轴包括与输出齿轮啮合的齿轮、以及在上述齿轮自转时绕曲轴轴线偏 心回转的偏心回转部。外齿轮包括在偏离外齿轮中心的位置形成的通孔、 以及形成在其外周面上的外齿。曲轴的偏心回转部插入外齿轮的通孔中。 当曲轴自转时，外齿轮绕输入轴的轴线公转。内齿轮包括形成在其内周 面上的内齿，并在允许外齿轮公转的状态下环绕外齿轮同时与外齿轮的 外齿啮合。外齿轮的齿数不同于内齿轮的齿数。
在这类减速装置中，可以通过调整外齿轮的齿数和内齿轮的齿数而 自由调整减速比。因此，采用了这样的构造，其中通过调整外齿轮的齿 数和内齿轮的齿数而获得理想的转速比，其中固定至马达输出轴的马达 齿轮与固定至输入轴的输入齿轮啮合。
类似的减速装置也是公知的，其中这些减速装置包括马达、输入轴、 椭圆回转部、外齿轮和内齿轮。
输入轴平行于马达的输出轴延伸。椭圆回转部以在沿输入轴轴线看去时形成椭圆形状的方式固定至输入轴。外齿轮能够弹性改变其形状， 并在其内侧与椭圆回转部的外表面接合。内齿轮环绕外齿轮，同时在沿 着椭圆回转部的长轴的位置与外齿轮啮合，同时允许椭圆回转部绕输入 轴的轴线自转。外齿轮的齿数不同于内齿轮的齿数。
在这类减速装置中，同样可以通过调整外齿轮的齿数和内齿轮的齿 数而自由调整减速比。因此，釆用了这样的构造，其中通过调整外齿轮 的齿数和内齿轮的齿数而获得理想的转速比，其中输入轴和马达的输出 轴直接接合在一起。
在传统减速装置中，通过利用这样的事实实现具有理想减速比的减 速装置，即可通过调整外齿轮的齿数和内齿轮的齿数获得理想的转速 比。因此，不需要除外齿轮和内齿轮之外的附加减速机构，而且采用其 中输入轴和马达的输出轴直接接合在一起的构造。可选的是，采用其中 固定至马达输出轴的马达齿轮与输入轴的输入齿轮啮合的构造。

发明内容
本发明要解决的问题
随着马达的转数增加，所以要求减速装置具有更大的减速比。可以 通过增加内齿轮的齿数并减小内齿轮与外齿轮的齿数差而获得更大的减 速比。然而在该构造中，减速装置的外径不期望地增大。
可选地，还可以通过增加由马达齿轮和输入轴的输入齿轮获得的减 速比，或者通过增大由输入轴的输出齿轮和固定至曲轴的齿轮(曲轴齿 轮)获得的减速比，而增大减速装置的减速比。
同时，在机器人臂关节含有减速装置的情况下，必须在减速装置的 输入轴中形成沿输入轴轴线延伸的通孔，配线或管道等穿过该通孔。然 而，当期望增大通孔直径而不增大减速装置直径时，难以增大从马达齿 轮经由输入齿轮至曲轴齿轮的减速比。
在现有技术中，在需要大减速比的情况下，增大减速装置的直径或 减小通孔直径是不可避免的。本发明的技术旨在解决该问题；这里提供 了一种可在不增大减速装置的直径或减小通孔直径的情况下实现大减速比的技术。
解决问题的手段
本发明的减速装置包括马达齿轮、中间轴、第一齿轮、第二齿轮、 输入轴、外齿轮以及内齿轮。
所述马达齿轮固定至所述马达的输出轴。所述中间轴平行于马达轴 延伸。所述第一齿轮固定至所述中间轴并与所述马达齿轮啮合。所述第 二齿轮固定至所述中间轴。所述输入轴平行于所述马达的所述输出轴延 伸。在所述输入轴中形成沿着所述输入轴的轴线延伸的通孔。另外，输 入齿轮固定至所述输入轴。所述输入齿轮与所述第二齿轮啮合。当所述 输入齿轮回转时， 一偏心回转部偏心回转。所述外齿轮具有形成在其中 心位置的中心通孔。所述外齿轮在其内侧与所述偏心回转部接合。当所 述输入轴自转时，所述外齿轮绕所述输入轴的轴线公转。所述内齿轮环 绕所述外齿轮同时与所述外齿轮啮合并允许所述外齿轮公转。所述外齿 轮的齿数不同于所述内齿轮的齿数。
所述马达齿轮和所述第一齿轮在偏离所述中间轴的轴线和所述输入 轴的轴线的连线的位置处啮合。
根据以上减速装置，通过从所述马达齿轮经由所述第一齿轮和所述 第二齿轮链接到所述输入齿轮的一排齿轮而形成减速装置。即，除了利 用齿数不同的外齿轮和内齿轮的减速机构之外，还利用从所述马达齿轮 经由所述第一齿轮和所述第二齿轮链接到所述输入齿轮的减速机构。根 据该构造，可在不增加减速装置的直径或减小通孔直径的情况下实现大 减速比。
该装置等同于利用齿数不同的外齿轮和内齿轮的减速机构和增设的 另一减速机构的组合。然而，该减速装置不应被仅评价为传统减速机构 和附加减速机构的组合。在传统技术中，为了获得必需的减速比，基本 采用利用齿数不同的外齿轮和内齿轮的减速机构，而不利用其它减速机 构。传统技术追求的优点在于，由于不需要附加减速机构，所以简化了 减速装置的构造并可以低成本制造减速装置。
相比之下，本发明的减速装置与该技术趋势相反，并利用了附加减
6速装置。当利用与上述技术趋势相反的附加减速装置时，减速装置的构 造通常变得更加复杂从而减速装置的直径增加。然而，通过利用这里所 述的减速装置(其包含从马达齿轮经由第一齿轮和第二齿轮链接到输入 齿轮的一排齿轮)，并且通过将马达齿轮和第一齿轮布置成一定的位置关 系，使得马达齿轮和第一齿轮在偏离中间轴的轴线和输入轴的轴线的连 线的位置处啮合，可以实现能够在不增大减速装置的直径或减小通孔直 径的情况下实现大减速比的减速装置。
由于该减速装置具有大减速比，所以如果本发明的减速装置用于机 器人臂关节，那么机器人臂关节可使用较小的高速马达。而且，可以通 过采用外径较小的该减速装置而实现较细的机器人手臂。另外，可以实 现能够使多个配线或管道等穿过的关节。
另外，本发明的具体实施方式
的减速装置可包括曲轴。该曲轴平行 于所述输入轴延伸。在该曲轴上可形成第四齿轮。在所述输入轴的外周 面上可形成第三齿轮，该第三齿轮可与所述第四齿轮啮合。在所述外齿 轮中偏离该外齿轮中心的位置可形成第二通孔。所述曲轴可穿过所述第 二通孔。所述偏心回转部可形成在所述曲轴上。所述偏心回转部可在所 述第二通孔的内侧与所述外齿轮接合。
根据该减速装置，还可在所述第三齿轮与所述第四齿轮之间减速。
在不增加减速装置尺寸的情况下可更加有效地获得例如大于1/350的减 速比。
在本发明另一具体实施方式
的减速装置中，所述偏心回转部可形成 在所述输入轴上。所述偏心回转部可在所述中心通孔的内侧与所述外齿 轮接合。
由于所述偏心回转部形成在所述输入轴上，所以用于可回转支撑输 入轴的轴承和用于支撑偏心回转部使得该偏心回转部能够绕输入轴的轴 线回转的轴承能够共用。从而可减少构成减速装置的部件数量，因此实 现低成本的减速装置。
本发明还阐述了另一类型的减速装置，该减速装置包括马达齿轮、 中间轴、第一齿轮、第二齿轮、输入轴、外齿轮以及内齿轮。
7所述马达齿轮固定至所述马达的输出轴。所述中间轴平行于所述马 达的输出轴延伸。所述第一齿轮固定至所述中间轴并与所述马达齿轮啮 合。所述第二齿轮固定至所述中间轴。所述输入轴被支撑为能够绕平行 于所述马达的所述输出轴延伸的轴线自转。在所述输入轴中形成沿着所 述输入轴的轴线延伸的通孔。另外，在所述输入轴的外周面上形成与所 述第二齿轮啮合的输入齿轮和垂直于所述输入轴的轴线的椭圆回转部。 所述外齿轮与所述椭圆回转部的外周面接合，并能够灵活改变其形状。 所述内齿轮在沿着所述椭圆回转部的长轴的位置处与所述外齿轮啮合。 另外，所述内齿轮环绕所述外齿轮，同时允许所述椭圆回转部绕所述输 入轴的轴线自转。所述外齿轮的齿数不同于所述内齿轮的齿数。所述马 达齿轮和所述第一齿轮在偏离所述中间轴的轴线和所述输入轴的轴线的 连线的位置处啮合。
在该减速装置中，通过使椭圆回转部绕输入轴的轴线自转而改变外 齿轮和内齿轮啮合的位置。在由齿数不同的外齿轮和内齿轮产生的自转 中，外齿轮相对于内齿轮绕输入轴的轴线自转。而且在这类减速装置中， 通过实施从马达齿轮经由第一齿轮和第二齿轮链接到输入齿轮的减速机 构，可以在防止增大减速装置的直径和减小通孔直径的同时实现大减速 比。
在本发明的减速装置中，优选的是，马达、第一齿轮和第二齿轮布 置在位于所述输入轴中形成的所述通孔外侧并位于所述内齿轮的外径内 侧的范围内。
根据该减速装置，可以通过确保用于容纳马达、第一齿轮和第二齿 轮的空间而防止增大减速装置的直径和减小通孔直径。 发明效果
根据本发明，多个配线或管道等可穿过减速装置的内部。可在不增 大减速装置尺寸的情况下获得大减速比。可以利用该减速装置制造紧凑 的工业机器人。


8图1表示第一实施方式的减速装置的剖面图。
图2表示第一实施方式的减速装置的平面图(省略了支撑件)。
图3表示第一实施方式的减速装置的另一平面图。
图4表示沿图1的线IV-IV的剖面图。
图5表示图4中虚线环绕的区域B的放大图。
图6表示利用第一实施方式的减速装置的工业机器人的剖面图。
图7表示第一实施方式的减速装置的转矩传递线路。
图8表示第三实施方式的减速装置的剖面图。
图9表示第四实施方式的减速装置的剖面图。
图10表示沿图9的线X-X的剖面图。
具体实施例方式
下面将描述当前实施方式的一些特征。
(第一特征)在第一至第三实施方式的减速装置中，可在内齿轮与 齿轮架之间布置角接触球轴承。齿轮架可由角接触球轴承支撑，从而能 够相对于内齿轮自转而不能沿其轴向运动。
(第二特征)在第一至第三实施方式的减速装置中，齿轮架的一部 分可穿过在外齿轮中形成的第二通孔的内部。
(第三特征)在第四实施方式的减速装置中，内齿轮和齿轮架可一 体形成。
(第四特征)在内齿轮中可形成凹座，该凹座用于固定第一齿轮和 第二齿轮的支撑件的位置。
下面将参照附图详细描述实施方式。 (第一实施方式)
图1表示当前实施方式的减速装置10的示意性剖面图。图2和图3 分别表示从图1中的箭头A看去的示意性平面图，其中从减速装置10移 除了马达12和壳体66。图2表示已经移除了图3的支撑件78 (待述) 的平面图。图4表示沿图1的线IV-IV的示意性剖面图。图5表示图4 中虚线环绕的区域B的放大图。如图1所示，减速装置10包括马达齿轮74 (下面参照图2描述)、 中间轴13、第一齿轮70、第二齿轮64、输入轴28、外齿轮38X和38Y 以及内齿轮58。马达齿轮74固定至马达12的输出轴(未示出)。中间轴 13平行于马达12的输出轴延伸。第一齿轮70和第二齿轮64固定至中间 轴13。第一齿轮70与马达齿轮74啮合(见图2)。第二齿轮64与第一 齿轮70同轴布置在中间轴13上。第二齿轮64与第一齿轮70 —起回转。 输入轴28被支撑为能够绕平行于马达12输出轴延伸的轴线CL1自转。 在输入轴28中形成沿轴线CL延伸的通孔。在输入轴28中形成在其外周 面与第二齿轮64啮合的输入齿轮14。在输入轴28的外周面上形成第三 齿轮30。在外齿轮38X和38Y的中心位置形成中心通孔82X和82Y。 在外齿轮38X和38Y中偏离外齿轮38X和38Y中心的位置处形成第二 通孔84a至84i (下面参照图4描述)。在外齿轮38X和38Y的外周面上 形成外齿。曲轴31穿过第二通孔84a至84i。在曲轴31上形成与第三齿 轮30啮合的第四齿轮32以及偏心回转部42X和42Y。当输入轴28随着 输入齿轮14的自转而绕轴向CL1自转时，偏心回转部42X和42Y绕曲 轴31的轴线偏心回转。偏心回转部42X和42Y与相应的第二通孔84a 至84i的内侧接合。因此，当偏心回转部42X和42Y偏心回转时，外齿 轮38X和38Y绕输入轴28公转。
内齿轮58环绕外齿轮38X和38Y，使得内齿轮58与外齿轮38X和 38Y的外齿啮合，并允许外齿轮38X和38Y公转。外齿轮38X和38Y的 齿数不同于内齿轮58的齿数，下面将进行描述。
在输入轴28的中心位置形成通孔，筒形件22穿过该通孔。通孔20 形成在筒形件22的中心位置。筒形件22通过螺栓46固定至齿轮架34Y。 而且在筒形件22与输入轴28之间保持一间隙(也参见图2)，并且输入 轴28能够绕筒形件22自转。
如图2所示，马达齿轮74和第一齿轮70在偏离输入轴28的轴线与 第一齿轮70和第二齿轮64的同轴轴线(即中间轴13的轴线)的连线的 位置啮合。由于第一齿轮70和第二齿轮64通过中间轴13固定(也参见 图l)，所以第一齿轮70和第二齿轮64—起回转。在本说明书中，第一齿轮70、第二齿轮64和中间轴13的组合可称为组合齿轮16。而且在本 说明书中，为了图的清楚，均用双圆示出了齿轮74、 64、 70、 14和第四 齿轮32a、 32d、 32g (稍后描述)的外齿。
如图1所示，第三齿轮30与第四齿轮32啮合。图2所示的第四齿 轮32a、 32d和32g是图1所示的第四齿轮32。即，减速装置10具有三 个第四齿轮32,第三齿轮30与所有第四齿轮32a、 32d和32g都啮合。 第四齿轮32a、 32d和32g绕输入轴28的轴线CL1布置并彼此隔开120 度。
在本实施方式的减速装置10中，马达12、第一齿轮70和第二齿轮 64被容纳在位于形成在输入轴28中的通孔外侧并位于内齿轮58的外径 内侧的范围内。
根据减速装置10，可以通过确保用于容纳马达12、第一齿轮70和 第二齿轮64的空间而防止减速装置10的直径增大以及输入轴28的通孔 直径减小。
如图2所示，在内齿轮58的一部分中形成凹座76。凹座76可将支 撑组合齿轮16的支撑件68和78 (见图1)固定在预定位置。如图1所 示，组合齿轮16 (第一齿轮70、第二齿轮64和中间轴13)由支撑件68 和78支撑，在组合齿轮16的中间轴13与支撑件68和78之间布置一对 深沟球轴承72X和72Y。组合齿轮16由该对深沟球轴承72X和72Y支 撑而能够相对于支撑件68和78自转。如图3所示，支撑件78通过螺栓 82固定至支撑件68。可通过将支撑件68装配至在内齿轮58中形成的凹 座76内而固定组合齿轮16的位置。在布置于马达齿轮74上的上支撑件 78中形成凹口，马达齿轮74固定至马达12的输出轴(未示出)。
减速装置10具有四个变速部(其中"变速"包括减速、加速和等速)。 将参照图7描述减速装置10的第一至第三变速部。图7表示马达12的 示意性转矩传递线路。从马达12输出的转矩使马达齿轮74自转。当马 达齿轮74的自转传递至第一齿轮70时可获得第一变速。第一齿轮70和 第二齿轮64通过中间轴13固定，第一齿轮70和第二齿轮64以相同速 度自转。当第二齿轮64的自转传递至输入齿轮14时可获得第二变速。
ii输入齿轮14和第三齿轮30通过输入轴28固定，输入齿轮14和第三齿 轮30以相同速度自转。当第三齿轮30的自转传递至第四齿轮32时可获 得第三变速。第四齿轮32绕曲轴31的轴线自转。当曲轴31自转时，偏 心盘部42X和42Y绕曲轴31的轴线偏心回转，从而可获得第四变速。
下面将描述减速装置10的第四变速。通过使外齿轮38X和38Y在 绕输入轴28的轴线CL1公转的同时与内齿轮58啮合而获得第四变速。 如图1所示，减速装置10包括曲轴31。在曲轴31中形成绕第四齿轮32 的轴线(即，绕曲轴31的轴线)回转的偏心回转部42X和42Y。外齿轮 38X和38Y与偏心回转部42X和42Y接合。内齿轮58环绕外齿轮38X 和38Y。内齿轮58的齿数不同于外齿轮38X和38Y各自的齿数，下面 将进行详细描述。
曲轴31由一对圆锥滚子轴承36X和36Y支撑而能够相对于齿轮架 34X和34Y自转。曲轴31还被圆锥滚子轴承36X和36Y支撑为不能沿 其轴向运动。当曲轴31自转时，偏心回转部42X和42Y绕曲轴31的轴 线偏心回转。齿轮架34X和齿轮架34Y由螺栓62固定。齿轮架34X和 齿轮架34Y由一对角接触球轴承54X和54Y支撑而能够相对于内齿轮 58自转。另外，齿轮架34X和齿轮架34Y被该对角接触球轴承54X和 54Y支撑为不能沿其轴向运动。下面，可将齿轮架34X和齿轮架34Y的 组合称为齿轮架34。在齿轮架34的一部分上形成柱形部55。柱形部55 穿过在偏离外齿轮38X和38Y中心的位置处形成的相应通孔。
图4表示沿图1的线IV-IV的剖面图。然而，未示出筒形件22。如 图4所示，沿着外齿轮38X的周向形成九个第二通孔S4a至84i。九个第 二通孔84a至84i均形成在偏离外齿轮38X中心的位置。形成在齿轮架 34上的六个柱形部55b、 55c、 55e、 55f、 55h和55i分别插入外齿轮38X 的第二通孔84b、 84c、 84e、 84f、 84h和84i中。
图5表示图4中虚线环绕的区域B的放大图。标记42Xa表示形成 在曲轴31a上的偏心回转部。偏心回转部42Xa的截面外形为圆形，其中 心94偏离曲轴31a的轴线96。偏心回转部42Xa经由滚针轴承40Xa与 外齿轮38X的第二通孔84a接合。当曲轴31a绕轴线96自转时，偏心回
12转部42Xa的中心94绕曲轴31a的轴线96公转，如箭头97所示。当偏 心回转部42Xa的中心94如箭头97所示公转时，外齿轮38X绕内齿轮 58的中心88 (见图4)公转，如箭头92所示。示出的箭头92和97的公 转半径比实际上大。实际公转半径与偏心回转部42Xa的中心94和曲轴 31a的轴线96之间的偏离距离相等。
图4所示的42Xd和42Xg是偏心回转部。偏心回转部42Xd和42Xg 的操作和效果与偏心回转部42Xa相同，因此省略了对它们的描述。31d 和31g是曲轴。曲轴31d和31g的操作和效果与曲轴31a相同，因此省 略了对它们的描述。另外，曲轴31a和偏心回转部42Xa构成一个整体件， 但是为了更容易地将它们区分而添加了不同的斜线。曲轴31d和偏心回 转部42Xd以及曲轴31g和偏心回转部42Xg也添加了不同斜线。
外齿轮38X具有二十九个齿(外齿)，内齿轮58具有三十个齿(内 齿)。即，外齿轮38X比内齿轮58少一个齿。外齿轮38X能够在外齿轮 38X的外齿和内齿轮58的内齿销57处于啮合状态的同时如箭头92所示 绕内齿轮58的轴线88公转。内齿销57未固定至内齿轮58，而是均布置 在内齿轮58中形成的槽102 (见图5)中。内齿销57能够绕其轴线100 自转。形成在内齿轮58中的所有三十个内齿销57都具有该关系。
在柱状部55b与外齿轮38X的第二通孔84b之间保持允许外齿轮 38X的公转92的间隙。而且在柱状部55c与外齿轮38X的第二通孔84c 之间、柱状部55e与外齿轮38X的第二通孔84e之间、柱状部55f与外 齿轮38X的第二通孔84f之间、柱状部55f与外齿轮38X的第二通孔84f 之间以及柱状部55i与外齿轮38X的第二通孔84i之间也保持允许外齿轮 38X的公转92的间隙。在本实施方式的减速装置10中，齿轮架34通过 螺栓50固定至基座52 (见图1)。即，这样限制了外齿轮38X的自转。 因此，当曲轴31自转时，外齿轮38X绕内齿轮58的轴线88公转，而不 会自转。由于外齿轮38X的齿数与内齿轮58的齿数相差一个齿，而内齿 轮58具有三十个齿，所以外齿轮38X绕轴线88每公转30次，内齿轮 58自转一圈。
在基座52的中心部分形成通孔48。在外齿轮38X的中心部分形成
13中心通孔82X，筒形件22 (见图l)穿过中心通孔82X。在筒形件22中 形成通孔20。配线、管道等可穿过通孔48和20。
以上描述同样适用于外齿轮38Y，只是偏离轴线88的方向相反。在 图4和图5所示的状态下，外齿轮38X的偏心回转部42Xa的中心94偏 离曲轴31a的轴线96。用于外齿轮38X的偏心回转部42Xa的中心94以 及用于外齿轮38Y的偏心回转部42Ya的中心(未示出)关于位于这两者 之间的曲轴31a的轴线96对称定位。g卩，外齿轮38X和外齿轮38Y关 于轴线96对称定位，从而实现了确保回转平衡的关系。
如图1所示，内齿轮58和壳体66通过螺栓60固定，并形成其中减 速装置IO的部件不会伸出外部的构造。在输入轴28与壳体66之间布置 深沟球轴承26X，在输入轴28与齿轮架34之间布置深沟球轴承26Y。 从而输入轴28被支撑为能够相对于壳体66和齿轮架34自转。
在筒形件22和壳体66之间布置油封24。在齿轮架34Y与内齿轮58 之间布置油封44。可通过油封24和44防止已经引入减速装置10内部的 油泄漏至减速装置10的外部。 (第二实施方式)
图6表示本实施方式的工业机器人200的主要部件的剖面图。由于 第一减速装置10a和第二减速装置10b的构造与第一实施方式的减速装 置10的构造相同，应此省略对它们的描述。
工业机器人200包括基底部52、相对于基底部回转的基底侧臂104、 以及相对于基底侧臂104回转的端侧臂116。第一减速装置10a布置在基 底部52与基底侧臂104之间，第二减速装置10b布置在基底侧臂104与 端侧臂116之间。第一减速装置10a的输入轴的轴线CL1和第二减速装 置10b的输入轴的轴线CL2交叉而不相垂直。
在前台阶臂104的位于后台阶臂116侧的端面形成相对于轴线CL1 成一角度的倾斜部110。在后台阶臂116的位于前台阶臂104侧的端面形 成相对于轴线CL1成一角度的倾斜部114。倾斜部114垂直于轴线CL2。
可自转地支撑第一减速装置10a的输入轴28a的齿轮架34通过螺栓 50固定至基底部52的位于基底侧臂104侧的端面52a上。第一减速装置10a的内齿轮58a通过螺栓60a固定至基底侧臂104。可自转地支撑第二减速装置10b的输入轴28a的齿轮架34通过螺栓112固定至基底侧臂的倾斜部110。第二减速装置10b的内齿轮58b通过螺栓60b固定至端侧臂116的倾斜部114。第一减速装置10a的马达12容纳于在基底侧臂104内在倾斜部110的内表面处形成的空间106中。第二减速装置10b的马达12容纳在端侧臂116内的空间118中。在基底侧臂104的倾斜部110的中心部分形成通孔108。配线、管道等可穿过形成在基底部52中的通孔、形成在第一减速装置10a中的通孔、通孔108、以及形成在第二减速装置中的通孔。
(第三实施方式)
下面将参照图8描述第三实施方式的减速装置300。减速装置300是减速装置10的变型。可利用减速装置300制造工业机器人。在以下描述中，仅说明减速装置300与减速装置10不同的部分。与减速装置10中相同的部件附有相同的附图标记，或者附有后两位数字相同的附图标记，并省略对它们的描述。
在输入轴322的一部分上形成偏心回转部342X和342Y。这些偏心回转部342X和342Y的中心位于偏离输入轴322的轴线CL3的位置。偏心回转部342X和342Y分别与在外齿轮338X和338Y的中心位置形成的中心通孔384X和384Y接合。齿轮架334X和334Y经由柱状部355通过螺栓362固定。下面将齿轮架334X和齿轮架334Y的组合称为齿轮架334。齿轮架334的一部分通过内销337固定。柱状部355和内销337穿过在偏离外齿轮338X和338Y中心的位置处形成的通孔。在输入轴322与壳体366之间布置深沟球轴承327，在输入轴322与齿轮架334之间布置一对深沟球轴承326X和326Y。输入轴322和偏心回转部342X和342Y被所述深沟球轴承327、 326X和326Y支撑为能够相对于壳体366和齿轮架334自转。
在减速装置300中，当输入轴322绕轴线CL3自转时，偏心回转部342X和342Y的中心绕轴线CL3偏心回转。当偏心回转部342X和342Y绕轴线CL3偏心回转时，外齿轮338X和338Y在与内齿轮358啮合的同
15时绕轴线CL3公转。在本实施方式中，齿轮架334通过螺栓352固定至基座52。当外齿轮338X和338Y绕轴线CL3公转时，内齿轮358绕轴线CX3白转。
(第四实施方式)
下面将参照图9和10描述第四实施方式的减速装置400。图10表示沿图9的线X-X的示意性剖面图。减速装置400是减速装置10的变型。可利用减速装置400制造工业机器人。在以下描述中，仅说明减速装置400与减速装置10不同的部分。与减速装置10中相同的部件附有相同的附图标记，或者附有后两位数字相同的附图标记，并省略对它们的描述。
如图9和10所示，在输入轴422的一部分上形成垂直于轴线CL4的椭圆回转部442。外齿轮438经由深沟球轴承440形成在回转部442的外表面上。外齿轮438与回转部442的形状接合而改变形状。内齿轮458在沿着回转部442的长轴的位置与外齿轮438啮合，'并环绕外齿轮438同时允许回转部442绕轴线CL4回转。外齿轮438的齿数与内齿轮458的齿数不同。
内齿轮458通过螺栓462固定至齿轮架434X和434Y。下面将齿轮架434X和齿轮架434Y的组合称为齿轮架434。外齿轮438通过螺栓460固定至壳体439和466。在齿轮架434与壳体439之间布置一对角接触球轴承454X和454Y。壳体439被支撑为不能相对于齿轮架434自转，也不能沿轴向运动。
在输入轴422与壳体466之间布置深沟球轴承427。在输入轴422与固定至壳体466的支撑件467之间布置深沟球轴承426X。在输入轴422与齿轮架434之间布置深沟球轴承426Y。因此，输入轴422被支撑为能够相对于壳体439和466以及齿轮架434自转。
如图IO所示，外齿轮438在沿着回转部442的长轴的位置与内齿轮458啮合。而且在图10中，壳体439未示出。当输入轴422绕轴线CL4自转时，回转部442绕轴线CL4自转。外齿轮438与回转部442接合，并在沿着回转部442的长轴的位置与内齿轮458啮合。即，当回转部442自转时，外齿轮438和内齿轮458彼此啮合的位置改变。在本实施方式
16中，外齿轮438比内齿轮458少两个齿，并且内齿轮具有六十个齿。因此，当回转部422自转三十圈时，内齿轮458沿着输入轴422的轴线CL4自转一圈。
以上详细描述了本发明的具体实施例。然而这些仅是示例性的，而不限制权利要求的范围。上述具体实施例包括落入权利要求的当前范围所公开的技术内的各种修改和改变。
在第一实施方式中，例示了其中外齿轮和内齿轮的齿数相差一个齿的情况。然而，外齿轮和内齿轮的齿数可相差两个齿，或者可以相差三个以上的齿。这可根据期望减速比选择。
在第一实施方式中，在输入轴中形成通孔，筒形件穿过该通孔。然而，通孔可形成在输入轴中，并且该输入轴可穿过外齿轮的中心通孔，如第二和第三实施方式中那样。另外，可省去筒形件。
在第二实施方式中，示出了具有包括基底侧臂和端侧臂的两段式臂的工业机器人。然而，该工业机器人不限于具有两段式臂，而可具有多于两段的臂，其中重复上述对臂的构造。
在第一至第三实施方式中，描述了使用两个外齿轮的情况。然而外齿轮的数量不限于两个。外齿轮的数量可以为一个或者三个以上。可以通过减少外齿轮的数量而使减速装置更加紧凑。同时，可以通过增加外齿轮的数量而改善减速装置的回转平衡。可根据减速装置的目的和用途来选择外齿轮的数量。
另外，本说明书或附图所述的技术部件独立或以各种组合展示了技术实用性，并且不限于在申请时权利要求所公开的组合。另外，本说明书或附图所述的技术可同时实现多个目的，并通过实现这些目的中之一而具有技术实用性。
权利要求
1、一种减速装置，该减速装置包括马达齿轮，该马达齿轮固定至马达的输出轴；中间轴，该中间轴平行于所述马达的所述输出轴延伸；第一齿轮，该第一齿轮固定至所述中间轴并与所述马达齿轮啮合；第二齿轮，该第二齿轮固定至所述中间轴；输入轴，该输入轴平行于所述马达的所述输出轴延伸，并具有沿着其轴线形成的通孔，其中所述输入轴具有与所述第二齿轮啮合的输入齿轮，并且随着该输入齿轮的自转而使一偏心回转部偏心回转；外齿轮，该外齿轮具有形成在其中心位置的中心通孔并与所述偏心回转部接合，其中当所述输入轴自转时所述外齿轮绕所述输入轴的轴线公转；以及内齿轮，该内齿轮的齿数与所述外齿轮的齿数不同，并且该内齿轮环绕所述外齿轮同时与所述外齿轮啮合并允许所述外齿轮公转，其中所述马达齿轮和所述第一齿轮在偏离所述中间轴的轴线和所述输入轴的轴线的连线的位置处啮合。
2、 根据权利要求1所述的减速装置，该减速装置还包括曲轴，该曲 轴平行于所述输入轴延伸并具有第四齿轮，其中该输入轴在其外周面上具有与所述第四齿轮啮合的第三齿轮， 在所述外齿轮上形成偏离该外齿轮中心的第二通孔， 所述曲轴穿过所述第二通孔，并且所述偏心回转部形成在所述曲轴上，并在所述第二通孔的内侧与所 述外齿轮接合。
3、 根据权利要求1所述的减速装置，其中所述偏心回转部形成在所 述输入轴上，并在所述中心通孔的内侧与所述外齿轮接合。
4、 一种减速装置，该减速装置包括 马达齿轮，该马达齿轮固定至马达的输出轴； 中间轴，该中间轴平行于所述马达的所述输出轴延伸；第一齿轮，该第一齿轮固定至所述中间轴并与所述马达齿轮啮合； 第二齿轮，该第二齿轮固定至所述中间轴；输入轴，该输入轴平行于所述马达的所述输出轴延伸，并具有沿着 其轴线形成的通孔，其中所述输入轴具有与所述第二齿轮啮合的输入齿 轮以及垂直于所述输入轴的轴线的椭圆回转部；外齿轮，该外齿轮与所述椭圆回转部的外表面接合，并能够改变形 状；以及内齿轮，该内齿轮的齿数与所述外齿轮齿数不同，并且该内齿轮环 绕所述外齿轮，同时在沿着所述椭圆回转部的长轴的位置处与所述外齿 轮啮合并允许所述椭圆回转部绕所述输入轴的轴线自转，其中所述马达齿轮和所述第一齿轮在偏离所述中间轴的轴线和所述输入 轴的轴线的连线的位置处啮合。
5、根据权利要求1至4中任一项所述的减速装置，其中所述马达、所述第一齿轮和所述第二齿轮布置在位于所述输入轴中形成的所述通孔 外侧并位于所述内齿轮的外径内侧的范围内。
全文摘要
一种减速装置，其在避免增大减速装置直径并避免减小减速装置中的通孔直径的同时实现大减速比。减速装置(10)包括马达齿轮、中间轴(13)、第一齿轮(70)、第二齿轮(64)、输入轴(28)、外齿轮(38X，38Y)以及内齿轮(58)。第一齿轮(70)和第二齿轮(64)固定至中间轴(13)。第一齿轮(70)与马达齿轮啮合。在输入轴(28)上形成与第二齿轮(64)啮合的输入齿轮(14)。在输入齿轮(14)绕其轴线自转时输入轴(28)允许偏心回转部(42X，42Y)偏心回转。外齿轮(38X，38Y)与偏心回转部(42X，42Y)接合并绕轴线(CL1)公转。内齿轮(58)与外齿轮(38X，38Y)啮合并且齿数与外齿轮(38X，38Y)的齿数不同。马达齿轮在偏离中间轴(13)和输入轴(28)的轴线的连线的位置与第一齿轮(70)啮合。
文档编号F16H1/32GK101512188SQ20078003204
公开日2009年8月19日 申请日期2007年8月28日 优先权日2006年9月1日
发明者平田笃 申请人:纳博特斯克株式会社