一种蜗轮蜗杆减速装置的制作方法

1.本发明属于减速器技术领域，具体涉及一种蜗轮蜗杆减速装置。


背景技术：

2.蜗轮蜗杆减速器是一种传动机构，能够将电机输出轴的较高转速转换成较低的转速输出，进而实现减速的目的。现有技术中，蜗轮蜗杆减速器具有自锁功能，即，蜗杆可以带动蜗轮转动，蜗轮不能带动蜗杆转动。在安装蜗轮蜗杆减速器时，蜗杆与电机的输出轴连接，蜗轮的转轴与运动部件连接。通过蜗杆的转动能够使蜗轮转动，进而将动力传递到运动部件上。
3.虽然蜗轮蜗杆具有自锁功能，但是，由于蜗轮蜗杆间隙的存在，在蜗杆停止转动后，蜗轮可以在一定角度范围内转动。在利用上述蜗轮蜗杆减速器驱动高精度机械手作业过程中，上述蜗轮的转动会使机械手的抓取位置发生偏移，进而会出现操作失误的情况，容易造成事故。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种蜗轮蜗杆减速装置，旨在解决现有技术中的蜗轮蜗杆减速器在应用到高精度机械手时、会使机械手的抓取位置发生偏移的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.提供一种蜗轮蜗杆减速装置，包括壳体以及转动设在所述壳体内的蜗轮和蜗杆，所述壳体的一侧设有朝向所述蜗轮侧部的开口，所述壳体于所述开口的位置设有适于制动所述蜗轮的制动机构，所述制动机构包括第一转动部、若干第一摩擦环、若干第二摩擦环以及电磁吸附结构，所述电磁吸附结构包括适于复位的第一弹性件；
7.所述第一转动部连接在所述蜗轮上，用于随所述蜗轮转动；所述第一转动部的一端位于所述开口中，且所述第一转动部的外周壁与所述开口的内周壁之间形成制动腔；
8.所述第一转动部的外周壁上间隔设有若干第一齿，所述开口的内周壁上间隔设有若干第二齿；
9.每一个所述第一摩擦环和每一个所述第二摩擦环均位于所述制动腔内；每一个所述第一摩擦环的内周壁均具有适于与所述第一齿啮合的第一配合齿；每一个所述第二摩擦环的外周壁均具有适于与所述第二齿啮合的第二配合齿；
10.所述第一摩擦环和所述第二摩擦环交替设置，且所述第一摩擦环和所述第二摩擦环均具有适于沿所述蜗轮的轴向滑动的自由度；
11.其中，在所述蜗杆驱动蜗轮转动时，所述电磁吸附结构的吸附端与所述第一摩擦环和所述第二摩擦环分离；在所述蜗杆停止转动时，所述电磁吸附结构的吸附端在所述第一弹性件的弹力作用下抵紧所述第一摩擦环和所述第二摩擦环，以制动所述蜗轮。
12.在一种可能的实现方式中，所述电磁吸附结构还包括：
13.电磁铁，连接在所述壳体于所述开口位置的外壁上；以及
14.磁吸环，位于所述制动腔内；
15.其中，所述第一弹性件位于所述磁吸环与所述电磁铁之间；在所述电磁铁通电时，所述电磁铁吸附所述磁吸环，以使所述磁吸环压缩所述第一弹性件，所述第一摩擦环能够相对所述第二摩擦环转动；在所述电磁铁断电时，所述磁吸环在所述第一弹性件的弹力作用下抵紧所述第一摩擦环和所述第二摩擦环，以制动所述蜗轮。
16.在一种可能的实现方式中，所述第一弹性件为碟簧，所述碟簧的大端抵在所述电磁铁上，所述碟簧的小端抵在所述第二摩擦环上；
17.其中，在所述电磁铁通电时，所述电磁铁吸附所述磁吸环时，所述磁吸环压缩所述碟簧，以使所述碟簧与所述第二摩擦环分离；在所述电磁铁断电时，所述碟簧复位，并使所述磁吸环抵紧所述第二摩擦环。
18.在一种可能的实现方式中，所述电磁铁上具有沿所述蜗轮轴向设置的通孔；所述磁吸环的外周壁上连接绝磁部，所述绝磁部位于两个所述第二齿之间，且所述绝磁部的一端适于延伸出所述电磁铁的通孔；
19.其中，所述绝磁部的延伸端具有第二弹性件；在所述电磁铁通电时，所述电磁铁吸附所述磁吸环，所述绝磁部拉伸所述第二弹性件；在所述电磁铁断电时，所述磁吸环在所述第一弹性件和所述第二弹性件的弹力作用下抵紧所述第二摩擦环。
20.在一种可能的实现方式中，所述电磁铁上具有沿所述蜗轮轴向设置的通孔；所述磁吸环的外周壁上连接绝磁部，所述绝磁部位于两个所述第二齿之间，且所述绝磁部的一端适于延伸出所述电磁铁的通孔；
21.其中，所述电磁铁的外侧连接有动力件，所述动力件的驱动端适于抵紧所述绝磁部，以使所述磁吸环抵紧所述第二摩擦环。
22.在一种可能的实现方式中，蜗轮蜗杆减速装置还包括控制器以及压力传感器，所述压力传感器设在所述磁吸环朝向所述第二摩擦环的一侧；所述控制器分别与所述压力传感器和所述动力件电连接；
23.其中，在所述电磁铁断电，且所述压力传感器的检测值低于预设范围时，所述动力件的驱动端适于抵紧所述绝磁部，以使所述压力传感器的检测值处于预设范围。
24.在一种可能的实现方式中，所述绝磁部为沿所述磁吸环轴向设置的若干个；所述电磁铁上的通孔为若干个，并与所述绝磁部一一对应。
25.在一种可能的实现方式中，所述蜗轮的侧部具有若干沿其周向间隔设置的连接孔，所述第一转动部上具有若干与所述连接孔对应并插接配合的第一插接部；
26.其中，所述第一摩擦环、所述第二摩擦环以及所述电磁吸附结构适于轴向限位所述第一转动部。
27.在一种可能的实现方式中，所述蜗轮于所述第一转动部相对的一侧设有第二转动部，所述第二转动部与所述壳体转动配合；
28.其中，所述连接孔为通孔，所述第二转动部上具有若干与所述连接孔对应并插接配合的第二插接部；所述第一转动部和所述第二转动部配合，以轴向限位所述蜗轮；
29.所述壳体上设有轴向限位所述第二转动部的限位结构。
30.在一种可能的实现方式中，所述第二转动部的外周壁上设有环形槽，所述限位结构包括：
31.固定套，连接在所述壳体上；所述固定套的内周壁具有限位环，所述限位环位于所述环形槽内；
32.其中，所述限位环的两侧分别与所述环形槽的两侧接触。
33.本技术实施例中，在通过蜗轮蜗杆传动时，电机带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，进而使蜗轮带动输出轴转动。在蜗轮转动过程中，电磁吸附结构与第二摩擦环和第一摩擦环分离，第一摩擦环和第二摩擦环之间没有轴向限位的驱动力，因此第一摩擦环能够跟随第一转动部一同转动。在蜗杆停止转动时，在第一弹性件的弹力作用下，电磁吸附结构的吸附端能够抵紧第二摩擦环和第一摩擦环，能够限制第一转动部的转动，进而限制蜗轮的转动。需要说明的是，第一摩擦环通过第一配合齿与第一齿啮合，能够周向限定第一摩擦环与第一转动部的位置；第二摩擦环通过第二配合齿与第二齿啮合，能够周向限位第二摩擦环与壳体直接的位置。在需要制动蜗轮时，通过第二摩擦环抵紧第一摩擦环，能够对蜗轮提供阻力矩，进而便于对蜗轮进行制动。
34.本发明提供的一种蜗轮蜗杆减速装置，与现有技术相比，通过上述设置，在电机的转子停止转动时，通过第一摩擦环和第二摩擦环之间的摩擦力，能够对蜗轮进行制动，因此能够减少机械手抓取位置的偏移，便于提高机械手的定位精度。
附图说明
35.图1为本发明实施例提供的一种蜗轮蜗杆减速装置的示意图；
36.图2为本发明实施例提供的一种蜗轮蜗杆减速装置的剖面示意图；
37.图3为图2中a部的放大示意图；
38.图4为本发明实施例提供的一种蜗轮蜗杆减速装置的第一摩擦环和第二摩擦环部分的示意图；
39.图5为图4中b部的放大示意图；
40.图6为图4中c部的放大示意图；
41.图7为图4中d部的放大示意图。
42.附图标记说明：1、壳体；11、开口；111、第二齿；2、蜗轮；21、连接孔；3、蜗杆；4、制动机构；41、第一转动部；411、第一齿；412、第一插接部；42、第一摩擦环；421、第一配合齿；43、第二摩擦环；431、第二配合齿；44、电磁吸附结构；441、第一弹性件；442、电磁铁；443、磁吸环；444、绝磁部；45、制动腔；5、第二转动部；51、第二插接部；52、环形槽；6、固定套；61、限位环；62、挡环。
具体实施方式
43.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
44.请一并参阅图1至图7，现对本发明提供的一种蜗轮蜗杆减速装置进行说明。所述一种蜗轮蜗杆减速装置，包括壳体1以及转动设在壳体1内的蜗轮2和蜗杆3，壳体1的一侧设有朝向蜗轮2侧部的开口11，壳体1于开口11的位置设有适于制动蜗轮2的制动机构4，制动机构4包括第一转动部41、若干第一摩擦环42、若干第二摩擦环43以及电磁吸附结构44，电
磁吸附结构44包括适于复位的第一弹性件441；第一转动部41连接在蜗轮2上，用于随蜗轮2转动；第一转动部41的一端位于开口11中，且第一转动部41的外周壁与开口11的内周壁之间形成制动腔45；第一转动部41的外周壁上间隔设有若干第一齿411，开口11的内周壁上间隔设有若干第二齿111；每一个第一摩擦环42和每一个第二摩擦环43均位于制动腔45内；每一个第一摩擦环42的内周壁均具有适于与第一齿411啮合的第一配合齿421；每一个第二摩擦环43的外周壁均具有适于与第二齿111啮合的第二配合齿431；第一摩擦环42和第二摩擦环43交替设置，且第一摩擦环42和第二摩擦环43均具有适于沿蜗轮2的轴向滑动的自由度；其中，在蜗杆3驱动蜗轮2转动时，电磁吸附结构44的吸附端与第一摩擦环42和第二摩擦环43分离；在蜗杆3停止转动时，电磁吸附结构44的吸附端在第一弹性件441的弹力作用下抵紧第一摩擦环42和第二摩擦环43，以制动蜗轮2。
45.本技术实施例中，在通过蜗轮2蜗杆3传动时，电机带动蜗杆3转动，蜗杆3带动蜗轮2转动，进而使蜗轮2带动输出轴转动。在蜗轮2转动过程中，电磁吸附结构44与第二摩擦环43和第一摩擦环42分离，第一摩擦环42和第二摩擦环43之间没有轴向限位的驱动力，因此第一摩擦环42能够跟随第一转动部41一同转动。在蜗杆3停止转动时，在第一弹性件441的弹力作用下，电磁吸附结构44的吸附端能够抵紧第二摩擦环43和第一摩擦环42，能够限制第一转动部41的转动，进而限制蜗轮2的转动。需要说明的是，第一摩擦环42通过第一配合齿421与第一齿411啮合，能够周向限定第一摩擦环42与第一转动部41的位置；第二摩擦环43通过第二配合齿431与第二齿111啮合，能够周向限位第二摩擦环43与壳体1直接的位置。在需要制动蜗轮2时，通过第二摩擦环43抵紧第一摩擦环42，能够对蜗轮2提供阻力矩，进而便于对蜗轮2进行制动。
46.本发明提供的一种蜗轮蜗杆减速装置，与现有技术相比，通过上述设置，在电机的转子停止转动时，通过第一摩擦环42和第二摩擦环43之间的摩擦力，能够对蜗轮2进行制动，进而能够减少出现蜗轮2在一定范围内转动的情况；因此能够减少机械手抓取位置的偏移，便于提高机械手的定位精度。
47.示例性的，本实施例中以三个第一摩擦环42和三个第二摩擦环43为例进行说明；第一转动部41由蜗轮2至电磁铁的方向依次交替设置第一摩擦环42和第二摩擦环43。第一齿411和第二齿111的长度方向均与蜗轮2的轴向平行，因此能够使第一摩擦环42和第二摩擦环43沿第一转动部41的轴线方向滑动。
48.在一些实施例中，如图1至图7所示，电磁吸附结构44还包括电磁铁442和磁吸环443；电磁铁442连接在壳体1于开口11位置的外壁上；磁吸环443位于制动腔45内；其中，第一弹性件441位于磁吸环443与电磁铁442之间；在电磁铁442通电时，电磁铁442吸附磁吸环443，以使磁吸环443压缩第一弹性件441，第一摩擦环42能够相对第二摩擦环43转动；在电磁铁442断电时，磁吸环443在第一弹性件441的弹力作用下抵紧第一摩擦环42和第二摩擦环43，以制动蜗轮2。在驱动蜗杆2转动的电机通电时，电磁铁422同步通电；在驱动蜗杆2转动的电机断电时，电磁铁422同步断电。
49.应当理解的是，电磁铁442固定在壳体1上，在电磁铁442通电时，电磁铁442具有磁力，此时电磁铁442能够吸附磁吸环443，使得磁吸环443压缩第一弹性件441，进而使第一弹性件441和磁吸环443均与第二摩擦环43分离，因此，第一摩擦环42可以与第二摩擦环43相对转动。在电磁铁442断电时，磁吸环443在第一弹性件441的弹力作用下抵紧第二摩擦环
43，因此能够实现制动第一转动部41和蜗轮2的目的。
50.在一些实施例中，如图1至图7所示，第一弹性件441为碟簧，碟簧的大端抵在电磁铁442上，碟簧的小端抵在第二摩擦环43上；其中，在电磁铁442通电时，电磁铁442吸附磁吸环443时，磁吸环443压缩碟簧，以使碟簧与第二摩擦环43分离；在电磁铁442断电时，碟簧复位，并使磁吸环443抵紧第二摩擦环43。
51.应当理解的是，在需要制动蜗轮2时，碟簧复位，并且能够带动磁吸环443抵紧第二摩擦环43，进而使第二摩擦环43与第一摩擦环42相互抵紧，因此能够制动蜗轮2，在蜗杆3停止转动时，能够减少蜗轮2出现在一定范围内转动的情况。
52.在一些实施例中，如图1至图7所示，电磁铁442上具有沿蜗轮2轴向设置的通孔；磁吸环443的外周壁上连接绝磁部444，绝磁部444位于两个第二齿111之间，且绝磁部444的一端适于延伸出电磁铁442的通孔；其中，绝磁部444的延伸端具有第二弹性件(图中未示出)；在电磁铁442通电时，电磁铁442吸附磁吸环443，绝磁部444拉伸第二弹性件；在电磁铁442断电时，磁吸环443在第一弹性件441和第二弹性件的弹力作用下抵紧第二摩擦环43。
53.示例性的，绝磁部444可以为塑料或木质材料，因此不管电磁铁442是否通电，电磁铁442都不会吸附绝磁部444；能够避免出现绝磁部444对磁吸环443产生干扰的情况。磁吸环443可以为铁环，铁环的一侧与第二摩擦环43接触，铁环另一侧的底部与碟簧接触。在电磁铁442通电时，电磁铁442能够吸附铁环，因此能够使铁环压缩碟簧；在电磁铁442断电后，铁环在碟簧的弹力作用下抵紧第二摩擦环43，进而使第二摩擦环43与第一摩擦环42相互抵接，实现制动蜗轮2的目的。
54.本实施例中，第二弹性件可以为弹簧，弹簧套设在绝磁部444的延伸端，且弹簧的一端固定在电磁铁442上，弹簧的另一端固定在绝磁部444上。通过上述设置，在制动蜗轮2时，在碟簧和弹簧的共同作用下，磁吸环443能够抵紧第二摩擦环43，进而使第一摩擦环42和第二摩擦环43相互抵紧，因此能够实现制动蜗轮2的目的。
55.在一些实施例中，如图1至图7所示，电磁铁442上具有沿蜗轮2轴向设置的通孔；磁吸环443的外周壁上连接绝磁部444，绝磁部444位于两个第二齿111之间，且绝磁部444的一端适于延伸出电磁铁442的通孔；其中，电磁铁442的外侧连接有动力件，动力件的驱动端适于抵紧绝磁部444，以使磁吸环443抵紧第二摩擦环43。绝磁部444为沿磁吸环443轴向设置的若干个；电磁铁442上的通孔为若干个，并与绝磁部444一一对应。
56.示例性的，蜗轮蜗杆减速装置还包括控制器以及压力传感器，压力传感器设在磁吸环443朝向第二摩擦环43的一侧；控制器分别与压力传感器和动力件电连接；其中，在电磁铁442断电，且压力传感器的检测值低于预设范围时，动力件的驱动端适于抵紧绝磁部444，以使压力传感器的检测值处于预设范围。压力传感器为现有技术，在此不再赘述。
57.应当理解的是，在电磁铁442断电时，磁吸环443在碟簧的弹力作用下抵紧第二摩擦环43，此时第一摩擦环42和第二摩擦环43相互抵紧，且压力传感器处于预设范围；上述为正常制动状态。在碟簧出现损坏时，电磁铁442处于断电的情况下，磁吸环443上的压力传感器的检测值低于预设范围；此时控制器能够控制动力件动作，使得动力件抵紧绝磁部444，能够使磁吸环443抵紧第二摩擦环43。通过上述设置，在碟簧出现损坏的情况下，也能够实现制动蜗轮2的目的。
58.在一些实施例中，如图1至图7所示，蜗轮2的侧部具有若干沿其周向间隔设置的连
接孔21，第一转动部41上具有若干与连接孔21对应并插接配合的第一插接部412；其中，第一摩擦环42、第二摩擦环43以及电磁吸附结构44适于轴向限位第一转动部41。
59.应当理解的是，通过上述设置，第一转动部41通过第一插接部412与连接孔21插接配合，能够使第一转动部41与蜗轮2同步转动。在需要制动时，第一摩擦环42和第二摩擦环43相互抵紧，能够制动第一转动部41，进而能够制动蜗轮2。
60.在一些实施例中，如图1至图7所示，蜗轮2于第一转动部41相对的一侧设有第二转动部5，第二转动部5与壳体1转动配合；其中，连接孔21为通孔，第二转动部5上具有若干与连接孔21对应并插接配合的第二插接部51；第一转动部41和第二转动部5配合，以轴向限位蜗轮2；壳体1上设有轴向限位第二转动部5的限位结构。第二转动部5的外周壁上设有环形槽52，限位结构包括固定套6；固定套6连接在壳体1上；固定套6的内周壁具有限位环61，限位环61位于环形槽52内；其中，限位环61的两侧分别与环形槽52的两侧接触。
61.示例性的，限位环61的两侧可以分别设置挡环62，两个挡环62分别与环形槽52的两侧接触，进而便于限位第二转动部5。第二转动部5包括第一套筒和第二套筒，第一套筒和第二套筒通过螺栓连接；第一套筒和第二套筒相对的两端分别设置挡盘，两个挡盘之间形成环形槽52。通过上述设置，能够对蜗轮2限位在壳体1内，且蜗轮2与壳体1转动连接。需要说明的是，第二转动部5可以作为蜗轮2蜗杆3减速器的输出轴。
62.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。