一种用于小负载机器人的大口径、轻量化的谐波减速器的制作方法

本实用新型涉及谐波减速器技术领域，更具体的说是涉及一种用于小负载机器人的大口径、轻量化的谐波减速器。

背景技术：

随着工厂自动化程度的提高，工业器械越来越多的应用于食品包装、焊接、搬运、码垛、装配等生产环节。工业自动化的核心配置-工业机器人应用的场景较多，工业机器人共有6个自由度，其中小负载(8公斤以下)j1-j6关节均用谐波减速器。它具有结构简单、体积小、重量轻、速比大等特点。因工业机器人末端对重量尤为敏感，故尽可能减小各部件的自身重量，以满足工作负载。

谐波减速器可以同时啮合多个齿且运动部件少的特点，使得传动精度高、齿的承载能力大，从而实现大的减速比，由于柔轮的变形，使得齿不断的啮入、啮出的过程，由于全过程是齿面间的接触，滑移速度小，使其运动平稳，无冲击，噪声小等特点。其中谐波减速器内部空间高度整合，在进行内部布线的时候就显得非常的狭窄，中心内孔常规的也比较小，给新机装配和后期的维护都带来很大的不方便，用于末端的气管直径也会因内孔过小的原因而被迫选择更小直径的气管。种种这些才迫使对结构提出了优化的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于小负载机器人的大口径、轻量化的谐波减速器，以期解决背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于小负载机器人的大口径、轻量化的谐波减速器，包括同轴设置的柔轮、刚轮、波发生器、左端盖、第一深沟球轴承、第二深沟球轴承、柔性轴承、十字交叉滚子轴承、右端盖；左端盖加工有一止口；柔轮、十字交叉滚子轴承放入左端盖止口内，左端盖固定在柔轮上；柔轮为一可变形的薄壁零件，柔轮的外壁口设有外齿；第二深沟球轴承安装在波发生器的左端轴承位；柔性轴承安装在波发生器的凸轮位置；第一深沟球轴承安装在波发生器的右端轴承位；装有第二深沟球轴承、第一深沟球轴承和柔性轴承的波发生器装入柔轮的内孔中，刚轮内壁设置有整圈内齿，刚轮套设在柔轮上，使得刚轮的内齿与柔轮外齿相啮合，且使得刚轮外侧止口与十字交叉滚子轴承内圈相配合，通过螺钉固定；右端盖设置在刚轮的另一侧。

进一步的，所述左端盖内加工第一轴承位，所述第一轴承位内设有波形垫圈。

进一步的，所述左端盖和右端盖由铝合金材质构成。

进一步的，所述刚轮包括基体和开设在基体上的齿部，基体采用铝合金材质制成，齿部采用合金钢材质制成。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

1、通过结构优化调节波发生器的内孔尺寸，标准为21mm,设计变更最大到29mm的内孔，同时保持谐波外部安装尺寸无变化，改变深沟球轴承的安装位置，相应增加第二深沟球轴承、第一深沟球轴承、柔性轴承的选型来满足要求。内孔变大，将使装配变的相对简单，设计冗余的范围更宽。内孔增大在j4轴中用于承接底座电线、气管更好更容易穿过，方便装配和后期维护。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于小负载机器人的大口径、轻量化的谐波减速器的结构示意图。

图2是本实用新型的一种用于小负载机器人的大口径、轻量化的谐波减速器的刚轮的示意图。

图3是本实用新型的一种用于小负载机器人的大口径、轻量化的谐波减速器的刚轮的结构示意图。

图4是本实用新型的一种用于小负载机器人的大口径、轻量化的谐波减速器的波发生器组成结构示意图。

图中标记：1-柔轮，2-刚轮，3-波发生器，4-左端盖，5-第一深沟球轴承，6-第二深沟球轴承，7-柔性轴承，8-十字交叉滚子轴承，9-右端盖，10-波形垫圈，101-齿部，102-基体。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1:

如图1所示，一种用于小负载机器人的大口径、轻量化的谐波减速器，包括同轴设置的柔轮1、刚轮2、波发生器3、左端盖4、第一深沟球轴承5、第二深沟球轴承6、柔性轴承7、十字交叉滚子轴承8以及波形垫圈10；左端盖4加工有一止口和第一一轴承位，并使其保持同心；柔轮1为一可变形的薄壁零件，外壁口加工有外齿；十字交叉滚子轴承8是主要的受力部件，主要承受来自机器人小臂和腕部的弯矩和末端负载的径向扭矩；如图2和3所示，把柔轮1、十字交叉滚子轴承8放入左端盖4止口内，并以半圆头螺钉锁紧这3个零件，使之成为一个整体，十字交叉滚子轴承8内侧为轴承位，通过轴承位定心。

第二深沟球轴承6通过工装装入波发生器3的左端轴承位；以轴肩轴向定位；柔性轴承7通过工装装入波发生器3的凸轮位置，以轴肩轴向定位；第一深沟球轴承5通过工装装入波发生器3右端轴承位，以轴肩轴向定位。

如图4所示，装有第一深沟球轴承5、第二深沟球轴承6和柔性轴承7的波发生器3装入柔轮1的内孔中，下降至柔性轴承7宽度的1/2处停止，此时柔轮1齿部已经被柔性轴承7被迫撑起一椭圆形，刚轮2内壁制作有整圈内齿，用手水平拿着平稳的放进柔轮1外齿中与之啮合，观察两侧短轴间隙是否一致，防止刚轮2偏斜，直到刚轮2外侧止口与十字交叉滚子轴承8内圈相配合，刚轮2的端面与十字交叉滚子轴承8内圈端面相接触，最后用螺钉固定，再按压下波发生器，使之柔性轴承7完全进入到柔轮1的内孔中，让柔轮1与刚轮2的齿隙消除，达到设计值之内。再用螺钉锁紧刚轮2于十字交叉轴承8的内圈上。在此之前先把波形垫圈10放进左端盖4的第一轴承位，主要是用于调节波发生器3的轴向位置，同时也是给第一深沟球轴承5、第二深沟球轴承6一定的预压力。最后再把右端盖9通过止口，轴承位安装于刚轮2的另一面，用内六角螺钉拧紧。

通过结构优化调节波发生器3内孔尺寸，标准为21mm,设计变更最大到29mm的内孔，同时保持谐波外部安装尺寸无变化，改变第二深沟球轴承6的安装位置，相应增加第二深沟球轴承6、第一深沟球轴承5、柔性轴承7的选型来满足要求。内孔变大，将使装配变的相对简单，设计冗余的范围更宽。

移动第二深沟球轴承6轴向位置，使之轴承完全在柔轮1的外侧范围的最短处，通过选用合适的双唇口密封圈，通过第一深沟球轴承5、第二深沟球轴承6进行两点支撑。

为降低谐波减速器自身的重量，采用左端盖4、右端盖9为低密度高强度的材质，包括但不限于铝合金、工程塑料类。

刚轮2采用两种材质进行熔接镶嵌的方式进行组合，再进行二次精加工，基体102材质为低密度高强度的铝合金，齿部101采用合金钢材质，通过工装定位齿部合金钢，采用模具通过热成型的方式进行二次成型处理。

其两种材质之间有分布一种矩齿状的外观，其作用是防止两种材质的松动，使其镶嵌牢固。如此操作后，谐波减速器的整体质量会比之前降低约30％左右，这更有利于机器人整机的性能发挥，更好的满足工业机器人快节拍、高效率的应用场景。

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。