集成复合星系齿轮减速器、驱动电机及机器人的制作方法

1.本实用新型涉及智能机器人，具体地，涉及一种集成复合星系齿轮减速器、驱动电机及机器人。


背景技术：

2.智能机器人，是智能电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理、桌面清洁、杂物收纳以及视频监控等工作。如智能扫地机器人可以将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。
3.目前市面上的智能机器人技术均为具有单一的功能主体，如扫地机器人仅能够清理毛发、灰尘、小颗粒垃圾等，功能较为单一，除上述基本功能外很少有其他功能。智能机器人的功能单一化，限制了智能机器人功能多元化，使智能机器人难以适用其他的使用场景。
4.减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，机器人上较常用到的是行星减速器。
5.但是现有技术中的减速机往往在正向输出时较为流畅，而反向输入时较为困难，不便于对输出的力矩进行控制。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种集成复合星系齿轮减速器、驱动电机及机器人。
7.根据本实用新型提供的集成复合星系齿轮减速器，包括：
8.第一齿圈；
9.第二齿圈，所述第二齿圈与所述第一齿圈相邻设置；
10.太阳轮，设置在所述第一齿圈的内侧；用于接受一驱动电机输入的回转运动；
11.行星轮，所述行星轮包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮一体成型且形成双联结构，所述第一齿轮分别与所述太阳轮和所述第一齿圈啮合，所述第二齿轮与所述第二齿圈啮合；
12.动力输出盘，所述动力输出盘固定连接所述第二齿圈，用于减速后的动力输出。
13.优选地，所述太阳轮设置有动力输入轴，所述动力输入轴设置有第一轴孔，所述第一轴孔的外壁面或内壁面上设置有键槽；
14.所述太阳轮，用于通过所述第一轴孔和所述键槽固定连接至一驱动电机的动力输出轴。
15.优选地，还包括第一行星支架和第二行星支架；
16.所述第一行星支架和第二行星支架固定连接；所述第一行星支架和所述第二行星支架之间形成容置腔体；
17.所述行星轮设置在所述容置腔体内且通过转轴连接在所述第一行星支架和所述
第二行星支架之间。
18.优选地，所述第一行星支架上设置有第二轴孔；所述第二轴孔内设置有滚珠轴承；
19.所述滚珠轴承的内圈固定连接所述太阳轮的动力输入轴；所述滚珠轴承的外圈固定连接所述第二轴孔的内壁面。
20.优选地，还包括第一滚动轴承、第二滚动轴承、第三滚动轴承以及安装壳体；
21.所述第一滚动轴承设置在所述第一行星支架和所述动力输出盘之间，以使所述第一行星支架能够沿所述第一滚动轴承的周向转动；
22.所述第二滚动轴承设置在所述动力输出盘和所述安装壳体之间，以使所述动力输出盘能够沿所述第二滚动轴承和所述第一滚动轴承的周向转动；
23.所述第三滚动轴承设置在所述第二行星支架和所述安装壳体之间，以使所述第二行星支架能够沿所述第三滚动轴承的周向转动。
24.优选地，所述安装壳体的内壁面上设置有多条沿周向分布的限位槽；
25.所述第一齿圈设置有多条沿周向分布的限位凸起；
26.所述限位槽和所述限位凸起相配合，以实现所述第一齿圈和所述安装壳体的内壁面的连接。
27.优选地，所述第一行星支架通过多个连接柱与第二行星支架固定连接；
28.每一所述连接柱均设置在相邻的两个所述行星轮之间。
29.优选地，所述第二齿圈包括相连接的第一直径部分和第二直径部分；
30.所述第一直径部分的外侧面固定在所述第二滚动轴承的内圈上，能够沿所述第二滚动轴承的周向转动；
31.所述第二直径部分限位在所述第二滚动轴承的内端面和所述安装壳体之间。
32.优选地，所述第一齿圈的齿数小于所述第二齿圈的齿数；
33.所述第一齿轮的齿数大于所述第二齿轮的齿数；
34.所述第一齿轮的直径大于所述第二齿轮的直径。
35.本实用新型提供的驱动电机，包括所述的集成复合星系齿轮减速器，还包括驱动电机；
36.所述驱动电机，用于输出回转运动；
37.所述集成复合星系齿轮减速器，用于通过所述太阳轮接受所述回转运动，对所述回转运动进行减速后通过所述动力输出盘进行减速后的动力输出。
38.本实用新型提供的机器人，包括所述的驱动电机，通过所述驱动电机进行减速后的动作输出。
39.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
40.本实用新型中电机中回转运动通过太阳轮输入，行星轮采用一体成型的双联齿轮，太阳轮与第一齿轮啮合构成了第一级减速比的放大，第二齿轮与第二齿圈构成了第二级减速比的放大，相比传统的行星齿轮减速器，既能实现大减速比，使得输出转矩显著提高、结构更紧凑，又能降低传动阻力，使得整个关节单元正、反传动效率较高，加之极低的转动惯量和传动间隙，能实现直接的力矩控制，进而达到整个集成复合星系齿轮减速器结构紧凑、体积小的目的。
附图说明
41.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
42.图1为本实用新型实施例中集成复合星系齿轮减速器的爆炸示意图；
43.图2为本实用新型实施例中集成复合星系齿轮减速器沿一方向的截面示意图；
44.图3为本实用新型实施例中集成复合星系齿轮减速器沿另一方向的截面示意图；
45.图4为本实用新型实施例中集成复合星系齿轮减速器一侧面的结构示意图；
46.图5为本实用新型实施例中集成复合星系齿轮减速器另一侧面的结构示意图；
47.图6为本实用新型实施例中集成复合星系齿轮减速器的内部结构示意图；
48.图7为本实用新型实施例中行星支架和行星轮的配合关系示意图；
49.图8为本实用新型实施例中行星轮的结构示意图；以及
50.图9为本实用新型实施例中集成复合星系齿轮减速器和驱动电机的配合关系示意图。
51.图中：
52.1为第一齿圈；2为第二齿圈；3为太阳轮；4为行星轮，401为第一齿轮；402 为第二齿轮；5为动力输出盘；6为第一行星支架；7为第二行星支架；8为第一滚动轴承；9为第二滚动轴承；10为第三滚动轴承；11为安装壳体；12为连接柱； 13为驱动电机；14为转轴；15为滚珠轴承。
具体实施方式
53.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
54.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。
55.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
56.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
57.本实用新型提供的集成复合星系齿轮减速器，包括：
58.第一齿圈；
59.第二齿圈，所述第二齿圈与所述第一齿圈相邻设置；
60.太阳轮，设置在所述第一齿圈的内侧；用于接受一驱动电机输入的回转运动；
61.行星轮，所述行星轮包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮一体成型且形成双联结构，所述第一齿轮分别与所述太阳轮和所述第一齿圈啮合，所述第二齿轮与所述第二齿圈啮合；
62.动力输出盘，所述动力输出盘固定连接所述第二齿圈，用于减速后的动力输出。
63.本实用新型中电机中回转运动通过太阳轮输入，行星轮采用同轴的双联齿轮，太阳轮与第一齿轮啮合构成了第一级减速比的放大，第二齿轮与第二齿圈构成了第二级减速比的放大，相比传统的行星齿轮减速器，既能实现大减速比，使得输出转矩显著提高、结构更紧凑，又能降低传动阻力，使得整个关节单元正、反传动效率较高，加之极低的转动惯量和传动间隙，能实现直接的力矩控制，进而达到整个集成复合星系齿轮减速器结构紧凑、体积小的目的。
64.以上是本实用新型的核心思想，为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
65.图1为本实用新型实施例中集成复合星系齿轮减速器的爆炸示意图，如图1所示，本实用新型提供的集成复合星系齿轮减速器，包括：
66.第一齿圈1；
67.第二齿圈2，所述第二齿圈2与所述第一齿圈1相邻设置；
68.太阳轮3，设置在所述第一齿圈1的内侧，用于接受一驱动电机13输入的回转运动；
69.行星轮4，所述行星轮4包括第一齿轮401和第二齿轮402，第一齿轮401和第二齿轮402，所述第一齿轮401与所述第二齿轮402一体成型且形成双联结构，所述第一齿轮401分别与所述太阳轮3和所述第一齿圈1啮合，所述第二齿轮402与所述第二齿圈2啮合；
70.动力输出盘5，所述动力输出盘5固定连接所述第二齿圈2，用于减速后的动力输出。
71.在本实用新型实施例中，所述第一齿圈1、所述第二齿圈2、所述太阳轮3以及所述动力输出盘5设置在同一轴线上。所述第二齿圈2与所述第一齿圈1平行设置。
72.所述太阳轮3和所述第一齿轮401设置在同一平面内。所述太阳轮3设置在多个所述第一齿轮401的中心位置，所述行星轮4设置在所述第一齿圈1和所述第二齿圈2的内侧。
73.当所述太阳轮3在电机的驱动下转动时，带动所述行星轮4转动，所述第一齿轮401 沿所述第一齿圈1转动，所述第二齿轮402带动所述第二齿圈2转动，以使所述动力输出盘5输出减速的后的动力。
74.图2为本实用新型实施例中集成复合星系齿轮减速器的沿一方向的截面示意图，如图2所示，本实用新型提供的集成复合星系齿轮减速器，还包括第一行星支架6、第二行星支架7、第一滚动轴承8、第二滚动轴承9、第三滚动轴承10以及安装壳体11；
为本实用新型实施例中行星支架和行星轮的配合关系示意图，如图5、图7所示，所述第一行星支架6上设置有第二轴孔；所述第二轴孔内设置有滚珠轴承15；
94.所述滚珠轴承15的内圈固定连接所述太阳轮3的动力输入轴；所述滚珠轴承15的外圈固定连接所述第二轴孔的内壁面。
95.在本实用新型实施例中，所述滚珠轴承15的内圈通过卡簧固定在所述动力输入轴上。所述滚珠轴承15的外圈通过过盈配合固定在所述第二轴孔中。
96.图6为本实用新型实施例中集成复合星系齿轮减速器的内部结构示意图，如图6所示，所述安装壳体11的内壁面上设置有多条沿周向分布的限位槽；
97.所述第一齿圈1设置有多条沿周向分布的限位凸起；
98.所述限位槽和所述限位凸起相配合，以实现所述第一齿圈1和所述安装壳体11的内壁面的连接。
99.在将所述第一齿圈1和所述安装壳体11配合连接时，仅需将所述第一齿圈1的限位凸起对齐所述限位槽后将所述限位凸起移动至所述限位槽内后，即可以实现所述第一齿圈1和所述安装壳体11的配合连接。
100.所述限位槽和所述限位凸起的截面呈圆弧形，且所述限位槽和所述限位凸起的截面轮廓相匹配。多条所述限位槽和所述限位凸起相互平行。
101.在本实用新型实施例中，所述行星轮4和两个行星支架之间的连接柱12交替设置。所述行星轮4沿所述第一齿圈1的周向均匀分布，所述行星轮4的数量为三个，两两所述行星轮4之间的弧度为2π/3；
102.所述连接柱12沿所述第一齿圈1的周向均匀分布，所述连接柱12的数量为三个，两两所述连接柱12之间的弧度为2π/3。
103.图7为本实用新型实施例中行星支架和行星轮的配合关系示意图，如图7所示，所述第一行星支架6通过多个连接柱12与第二行星支架7固定连接；
104.每一所述连接柱12均设置在相邻的两个所述行星轮4之间。
105.在本实用新型实施例中，所述第一行星支架6与所述第二行星支架7平行设置；多个所述连接柱12平行设置在所述第一行星支架6与所述第二行星支架7之间。
106.所述连接柱12的数量为三个。
107.图8为本实用新型实施例中行星轮的结构示意图，如图8所示，所述第一齿圈1的齿数小于所述第二齿圈2的齿数；
108.所述第一齿轮401的齿数大于所述第二齿轮402的齿数；
109.所述第一齿轮401的直径大于所述第二齿轮402的直径。
110.在本实用新型实施例中，所述第一齿轮401和所述第二齿轮402同轴设置，且一体成型。
111.所述第一齿轮401的每一齿与所述第二齿轮402最近邻的对应齿之间具有沿周向方向的偏转角度，在本实用新型实施例中，所述偏转角度可以设置为5
°
至15
°
之间。
112.由于现有技术中滚齿制造工艺必须采用两个齿轮分开加工在装配的方法，使得齿轮之间角度无法对齐或装配难度高，影响传动效率和传动噪声等。本实用新型实施例中将第一齿轮401和所述第二齿轮402采用一体成型，形成一体结构的行星轮4，避免了两个齿轮安装时无法对齐或装配难度高问题，从而能够大大降低制造成本和装配难度。
113.在本实用新型实施例中，本实用新型提供的驱动电机，包括所述的集成复合星系齿轮减速器，还包括驱动电机13，如图9所示，
114.所述驱动电机13，用于输出回转运动；所述驱动电机13安装在所述安装壳体11 的内侧。
115.所述集成复合星系齿轮减速器，用于通过所述太阳轮3接受所述回转运动，对所述回转运动进行减速后通过所述动力输出盘5进行减速后的动力输出。
116.在本实用新型实施例中，本实用新型还提供一种机器人，包括所述的驱动电机13，通过所述驱动电机13进行减速后的动作输出
117.所述驱动电机13构成机械臂或机器人的一个旋转关节，使得所述机器人进行回转运动，如将物品的抓起的上下回转运动，将物品从一个地方放置在另一个地方的左右回转运动。
118.本实用新型实施例中，驱动电机中回转运动通过太阳轮输入，行星轮采用同轴的双联齿轮，太阳轮与第一齿轮啮合构成了第一级减速比的放大，第二齿轮与第二齿圈构成了第二级减速比的放大，相比传统的行星齿轮减速器，既能实现大减速比，使得输出转矩显著提高、结构更紧凑，又能降低传动阻力，使得整个关节单元正、反传动效率较高，加之极低的转动惯量和传动间隙，能实现直接的力矩控制，进而达到整个集成复合星系齿轮减速器结构紧凑、体积小的目的。
119.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
120.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。