刚轮、减速器和机器人的制作方法

本实用新型涉及减速设备技术领域，具体涉及一种刚轮、减速器和应用该减速器的机器人。

背景技术：

谐波齿轮减速器是一种由刚轮、柔轮和使柔轮发生径向变形的波发生器组成，谐波齿轮减速器具有高精度、高承载力、传动比大等优点，且体积小、重量轻，广泛应用于电子、航天航空、机器人、机床等行业。

随着机械人愈来愈高速的要求，轻量化已成为下世代机械人发展的重点，因为轻量化是降低机械惯性的必要手段，不但可使功率输出更低，也能达到高加减速的要求。

现有的谐波齿轮减速器存在的问题是，传统的刚轮整体采用铸钢或铸铁材料铸造而成，而杯型谐波齿轮减速器中，体积较大的刚轮更占据减速器整体的主要重量，从而是谐波齿轮减速器具有较大的重量，无法满足轻量化要求。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的在于提供一种保证强度、刚度且轻量化的刚轮。

本实用新型的第二目的在于提供一种保证强度、刚度且轻量化的减速器。

本实用新型的第三目的在于提供一种具有轻量化的减速器的机器人。

本实用新型第一目的提供的刚轮包括刚轮本体和抵接配合部，刚轮本体位于抵接配合部的外周，抵接配合部围成柔轮放置位，抵接配合部的径向内侧设置有朝向柔轮放置位的内轮齿组；刚轮本体采用第一金属材料制成，抵接配合部采用第二金属材料制成，抵接配合部与刚轮本体之间一体成型；第一金属材料为轻金属合金材料，第二金属材料的相对密度大于第一金属材料的相对密度。

由上述方案可见，刚轮本体用于安装、连接且占体积较大，故采用轻金属合金材料如铝合金、镁合金等最大化降低刚轮的质量，抵接配合件采用相对密度大于轻金属合金材料的钢材可保证强度和刚度；刚轮本体和抵接配合部之间采用混合铸造一体成型以减少装配误差和保证整体强度。

进一步的方案是，第一金属材料为铝合金材料、镁合金材料或镁铝合金材料。

另一进一步的方案是，第一金属材料为铝锂合金材料。

另一进一步的方案是，第一金属材料为镁锂合金材料。

由上可见，铝、镁等轻金属及其合金具有优良的物理和化学性能，满足安装、连接的力学要求的前提下使刚轮轻量化。

进一步的方案是，第二金属材料为铸钢材料。

另一进一步的方案是，第二金属材料为铸铁材料。

由上可见，抵接配合部用于传动配合，因此采用铸钢材料或铸铁材料以保证强度和刚度。

进一步的方案是，刚轮本体的径向内侧设置有内周面，抵接配合部沿刚轮本体径向向刚轮本体轴心方向凸起于内周面外。

由上可见，从刚轮本体的内周面外凸的抵接配合部具有更稳定的力学状态。

进一步的方案是，内周面为沿刚轮本体径向向所述刚轮本体内凹的弧面。

由上可见，设置内凹的内周面以减小刚轮本体的体积，使刚轮进一步轻量化。

进一步的方案是，在刚轮的轴向上，刚轮本体在第一端的外周设置有法兰盘。

由上可见，设置法兰盘用于实现刚轮与柔轮之间的配合安装或刚轮与机器人上部件的配合安装。

进一步的方案是，在刚轮的轴向上，抵接配合部位于刚轮本体的第一端。

进一步的方案是，在刚轮的轴向上，抵接配合部包括凸起于刚轮本体的端面以外的凸起部。

由上可见，抵接配合部的上凸设置使刚轮本体的厚度相对减小，使刚轮进一步轻量化。

进一步的方案是，凸起部的径向外侧具有外表面，外表面所在的圆周面位于抵接配合部与刚轮本体之间。

本实用新型第二目的提供的减速器包括刚轮、柔轮和谐波发生器，柔轮的外周面上设置有外轮齿组，谐波发生器与柔轮连接；刚轮采用如上述的刚轮，柔轮位于柔轮放置位中，外轮齿组与内轮齿组啮合。

由上述方案可见，抵接配合部用于传动配合，因此采用相对密度较大的材料以保证强度和刚度；刚轮本体用于安装、连接且占体积较大，故采用轻金属合金材料如铝合金、镁合金等最大化降低刚轮的质量，采用该刚轮的减速器具有强度、刚度高和轻量化等优点。

本实用新型第三目的提供的机器人，包括第一部件和相对于第一部件转动的第二部件，机器人还包括如上述的减速器，减速器连接于第一部件与第二部件之间。

由上述方案可见，具有上述减速器的机器人具有强度、刚度高和轻量化等优点。

附图说明

图1为本实用新型刚轮实施例的结构图。

图2为本实用新型刚轮实施例的剖面图。

图3为图2中A处的放大图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1和图2，图1为本实用新型刚轮实施例的结构图，图2为本实用新型刚轮实施例的剖面图。刚轮包括刚轮本体1和抵接配合部2，刚轮本体1和抵接配合部2采用混合铸造一体成型，刚轮本体1位于抵接配合部2的外周，抵接配合部2围成柔轮放置位100，抵接配合部2的径向内侧设置有朝向柔轮放置位100的内轮齿组21。刚轮本体1的径向内侧设置有内周面102，内周面102为沿径向向刚轮本体1内凹的弧面，抵接配合部2沿径向向轴心方向凸起于内周面102外；刚轮本体1的径向外侧设置有法兰盘11，法兰盘11上设置有沿刚轮轴向贯穿的通孔111，法兰盘11和抵接配合部2均设置在刚轮本体1的轴向第一端上。

结合图3，图3为图2中A处的放大图。在刚轮的轴向上，刚轮本体1的第一端具有端面101，抵接配合部2的凸起部22凸起于刚轮本体1的端面101以外，凸起部22具有位于径向外侧的外表面201。在刚轮的径向剖视方向上（图2和图3示），刚轮外表面201沿轴向延伸而形成延伸面291，延伸面291与外表面201位于同一圆周面上，刚轮以延伸面291作为抵接配合部2与刚轮本体1之间的过渡处。

本实施例中，刚轮本体1采用第一金属材料制成，抵接配合部2采用第二金属材料制成，第二金属材料可选用铸铁材料或铸钢材料，如FDC800、FDC700或HT250铸铁材料，第二金属材料则选用铝合金、镁合金、镁铝合金、镁锂合金或铝锂合金等轻金属合金材料，如ADC12铸铝材料。第一金属材料的相对密度小于第二金属材料，由于刚轮本体1占刚轮体积的最大一部分，采用相对密度较小的第一金属材料可有效减轻刚轮重量，实现轻量化；而抵接配合部2采用第二金属材料以保证硬度、强度和刚度要求。

本实用新型提供的刚轮用于组成减速器，减速器包括刚轮、柔轮和谐波发生器，柔轮的外周面上设置有外轮齿组，谐波发生器与柔轮连接；刚轮采用如上述的刚轮，柔轮位于刚轮中部的柔轮放置位中，柔轮的外轮齿组与刚轮的内轮齿组啮合。减速器用于组成机器人，机器人为工业机械手，机械人包括相互转动连接的第一臂部（第一部件）和第二臂部（第二部件），减速器设置在第一臂部与第二臂部之间，具有上述减速器的机器人具有强度、刚度高和轻量化等优点。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。