專利名稱：蝸桿減速器、機(jī)器人關(guān)節(jié)及機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
蝸桿減速器、機(jī)器人關(guān)節(jié)及機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型實(shí)施例涉及蝸輪蝸桿傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種蝸桿減速器，還涉及一種機(jī)器人關(guān)節(jié)及一種機(jī)器人。
背景技術(shù)：
串聯(lián)式多關(guān)節(jié)機(jī)器人以其高柔性和較大的工作范圍在制造行業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。比如在汽車生產(chǎn)線上，機(jī)器手為不可缺少的生產(chǎn)工具，在焊接、噴涂及自動(dòng)裝配等領(lǐng)域，也常常需要機(jī)器手的幫助來提高工作效率。作為多關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)鍵部件——關(guān)節(jié)減速器的成本通常占到機(jī)器人總成本的50 %以上。目前在多關(guān)節(jié)機(jī)器人上使用的減速器主要是特制的諧波減速器和擺線針輪減速器。在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過程中，本實(shí)用新型的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中，諧波減速器對(duì)材料性能的要求很高，導(dǎo)致制造成本的上升。此外，擺線針輪減速器因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件數(shù)量多、加工精度要求高而使得制造成本難以降低。而且減速器的傳動(dòng)部件磨損之后難以修復(fù)，導(dǎo)致關(guān)節(jié)的反向間隙加大，機(jī)器人的執(zhí)行精度下降。此外，平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器以其承載能力大、傳動(dòng)效率高、使用壽命最長等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。但是，由于平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器體積大且較重而難以應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)上。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供了蝸桿減速器、機(jī)器人關(guān)節(jié)及機(jī)器人。本實(shí)用新型實(shí)施例解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是提供一種蝸桿減速器， 該蝸桿減速器包括殼體結(jié)構(gòu)以及相互嚙合的蝸桿和蝸輪。其中，該殼體結(jié)構(gòu)包括第一殼體、 第二殼體以及扣環(huán)，該蝸輪設(shè)置于該第一殼體內(nèi)，該蝸桿設(shè)置于該第二殼體內(nèi)，在該第一殼體和該第二殼體的側(cè)部分別形成有扣環(huán)槽，該扣環(huán)扣入該扣環(huán)槽使得該第一殼體和該第二殼相互連接。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種機(jī)器人關(guān)節(jié)，其包括如上所述的蝸桿減速器，該機(jī)器人關(guān)節(jié)還包括用于輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出臂，該動(dòng)力輸出臂與該蝸輪的左側(cè)和/或右側(cè)端面相連接。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種機(jī)器人，其包括如上所述的機(jī)器人關(guān)節(jié)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的蝸桿減速器通過扣環(huán)實(shí)現(xiàn)第一殼體、第二殼體的緊湊配合，使得蝸輪重量降低、結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)降低了蝸輪及整個(gè)蝸桿減速器的體積。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的蝸桿減速器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2顯示了圖1所示蝸桿減速器的主視圖。圖3a顯示了圖1所示蝸桿減速器的截面示意圖，該截面方向與蝸桿的軸線方向垂直，并大致沿蝸輪的中軸線方向。圖北顯示了圖1所示蝸桿減速器的截面示意圖，該截面方向與蝸輪的軸線方向垂直，并大致沿蝸桿的中軸線方向。圖4顯示了圖1所示蝸桿減速器的偏心套筒的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5顯示了圖4所示偏心套筒的主視圖。圖6顯示了圖4所示偏心套筒的S-S截面示意圖，同時(shí)示意了偏心套筒的軸線與圖1所示蝸桿減速器的第二殼體的中心線偏移設(shè)置。圖7a和8a分別顯示了圖4的偏心套筒調(diào)整前后的狀態(tài)。圖7b和8b分別放大顯示了圖4的偏心套筒調(diào)整前后蝸輪輪齒和蝸桿輪齒之間的嚙合側(cè)隙的變化狀態(tài)。圖9顯示了用于根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的蝸桿減速器的平面包絡(luò)環(huán)面蝸輪蝸桿的嚙合示意圖。圖10顯示了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的蝸桿減速器的截面示意圖。圖11顯示了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的蝸桿減速器的截面示意圖。圖12顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的機(jī)器人關(guān)節(jié)的立體示意圖。圖13顯示了圖12所示機(jī)器人關(guān)節(jié)的主視圖。
具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種蝸桿減速器，其包括相互嚙合的蝸桿和蝸輪以及支撐蝸輪的蝸輪軸承，該蝸輪包括輪體和與該輪體相連接的輪齒部，其中，該輪體的內(nèi)側(cè)具有中空結(jié)構(gòu)，該蝸輪軸承設(shè)于該輪體的外側(cè)并鄰近該輪齒部設(shè)置。本實(shí)施例提供的蝸桿減速器采用中空結(jié)構(gòu)的輪體且將蝸輪軸承設(shè)于輪體的外側(cè)，使得蝸輪重量大大降低，同時(shí)降低了蝸輪及整個(gè)蝸桿減速器的體積。本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了另一種蝸桿減速器，該蝸桿減速器包括殼體結(jié)構(gòu)、偏心套筒、相互嚙合的蝸桿和蝸輪以及支撐蝸桿的蝸桿軸承。其中，該偏心套筒可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于該殼體結(jié)構(gòu)上，該蝸桿通過該蝸桿軸承設(shè)置在該偏心套筒內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整該偏心套筒的角度，進(jìn)而調(diào)整該蝸桿的輪齒與該蝸輪的輪齒之間的側(cè)隙。本實(shí)施例提供的蝸桿減速器通過調(diào)整偏心套筒的偏心角，可以很容易地調(diào)整蝸輪副的側(cè)隙，在使用中有少量磨損后也很容易予以調(diào)整補(bǔ)償，故比較容易保持蝸桿減速器及機(jī)器人的執(zhí)行精度。本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了另一種蝸桿減速器，該蝸桿減速器包括殼體結(jié)構(gòu)以及相互嚙合的蝸桿和蝸輪。其中，該殼體結(jié)構(gòu)包括第一殼體、第二殼體以及扣環(huán)，該蝸輪設(shè)置于該第一殼體內(nèi)，該蝸桿設(shè)置于該第二殼體內(nèi)，在該第一殼體和該第二殼體的側(cè)部分別形成有扣環(huán)槽，該扣環(huán)扣入該扣環(huán)槽使得該第一殼體和該第二殼相互連接。本實(shí)施例提供的蝸桿減速器通過扣環(huán)實(shí)現(xiàn)第一殼體、第二殼體的緊湊配合，同時(shí)扣環(huán)也充當(dāng)了減速器的迷
宮密封。本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了一種機(jī)器人關(guān)節(jié)，該機(jī)器人關(guān)節(jié)包括蝸桿減速器和用于輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出臂，動(dòng)力輸出臂與蝸輪的左側(cè)和右側(cè)端面相連接。本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了一種機(jī)器人，該機(jī)器人包括上文所述的機(jī)器人關(guān)節(jié)。 本實(shí)用新型實(shí)施例的用于機(jī)器人的蝸桿減速器的零件數(shù)量少，故機(jī)器人的生產(chǎn)和裝配成本也較低。下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例一一種蝸桿減速器請(qǐng)一并參見圖1、圖2、圖3a和圖北，本實(shí)施例蝸桿減速器100包括相互嚙合的蝸桿110和蝸輪120以及支撐蝸輪120的蝸輪軸承180，該蝸輪120包括輪體122和與該輪體 122相連接的輪齒部123，其中，該輪體122的內(nèi)側(cè)(此處的“內(nèi)側(cè)”指靠近蝸輪旋轉(zhuǎn)中心軸線附近的區(qū)域，下文同義)具有中空結(jié)構(gòu)125，該蝸輪軸承180設(shè)于該輪體122的外側(cè)(此處的“外側(cè)”指靠近蝸輪輪齒部123的區(qū)域，下文同義)并鄰近該輪齒部123設(shè)置。此處提到的中空結(jié)構(gòu)125是指在蝸輪120的旋轉(zhuǎn)中心軸線周圍為中空的通孔。該中空結(jié)構(gòu)125不同于在蝸輪中間安裝旋轉(zhuǎn)軸的現(xiàn)有技術(shù)常見的結(jié)構(gòu)?？梢愿鶕?jù)需要加大中空結(jié)構(gòu)125的孔徑，進(jìn)而最大限度地減少蝸輪120的重量。本實(shí)施例提供的蝸桿減速器100采用中空結(jié)構(gòu)125的輪體122且將蝸輪軸承180 設(shè)于輪體122的外側(cè)，使得蝸輪120重量大大降低，同時(shí)降低了蝸輪120及整個(gè)蝸桿減速器 100的體積。下面將介紹本實(shí)施例的一些變型。在優(yōu)選實(shí)施例中，輪體122和輪齒部123之間形成有間隙138，蝸輪軸承180設(shè)于間隙138內(nèi)。此外，還可以在蝸輪120的輪體122和輪齒部123之間設(shè)置連接部126，連接部1 沿蝸輪120的徑向方向(此處的“徑向方向”指與蝸輪旋轉(zhuǎn)中心軸線方向相垂直的方向)延伸設(shè)置，此時(shí)，間隙138形成于連接部126、輪體122和輪齒部123之間，如圖3a所
7J\ ο在優(yōu)選實(shí)施例中，蝸桿減速器100還包括用于固定蝸桿減速器100的殼體結(jié)構(gòu) 130，殼體結(jié)構(gòu)130包括承力環(huán)136，蝸輪軸承180的內(nèi)圈181支撐于承力環(huán)136上，蝸輪軸承180的外圈182支撐于蝸輪120上。此外，蝸輪軸承180可為左右成對(duì)設(shè)置的向心推力軸承，根據(jù)需要可選擇蝸輪軸承180為背對(duì)背設(shè)置或面對(duì)面設(shè)置的軸承，以適應(yīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比如機(jī)器人不同的關(guān)節(jié)對(duì)軸承支承距離的要求。其中，背對(duì)背布置的向心推力角接觸軸承可為蝸輪120提供了較大的支承距離，可以給安裝在其上的機(jī)器人的手臂提供良好的扭轉(zhuǎn)剛度。而面對(duì)面設(shè)置的軸承可以縮小蝸輪120的軸承距離，因而在機(jī)器人的手臂繞自身軸線回轉(zhuǎn)并在其前端具有輔助支承的關(guān)節(jié)中可以避免或減少因制造和裝配誤差導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力。在優(yōu)選實(shí)施例中，蝸輪軸承180的外圈182支撐于連接部1 和輪齒部123上，蝸輪軸承180的內(nèi)圈181支撐于殼體結(jié)構(gòu)130上。當(dāng)然也可以設(shè)置使得蝸輪軸承180的外圈182僅支撐于連接部1 或輪齒部123上。由于蝸輪軸承180的內(nèi)圈181與殼體結(jié)構(gòu)130的承力環(huán)136集成在一起，外圈182 與連接部1 和輪齒部123集成在一起，可以減小減速器100的軸向尺寸，并可在有限的空間內(nèi)增加蝸輪軸承180中滾動(dòng)體的數(shù)量，提高軸承的承載能力。在優(yōu)選實(shí)施例中，殼體結(jié)構(gòu)130可包括第一殼體150、第二殼體160和法蘭盤159， 蝸輪120設(shè)置于第一殼體150內(nèi)，蝸桿110設(shè)置于第二殼體160內(nèi)。法蘭盤159設(shè)于第一殼體150和第二殼體160上。需要說明的是，根據(jù)蝸桿減速器100的整體尺寸需要，也可以將法蘭盤159僅設(shè)于第一殼體150或第二殼體160上。法蘭盤159用于與下文將提到的連接架或固定架相連接。在優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置法蘭盤159為不完整的法蘭盤159。以避免法蘭盤159與蝸桿110外圍的第二殼體160相干涉。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以設(shè)置第一殼體150和第二殼體160 —體成型設(shè)置成分離的機(jī)構(gòu)。對(duì)于分離的機(jī)構(gòu)，可以通過卡扣、螺釘或鉚釘使得第一殼體150和第二殼體160相互連接。下面介紹通過扣環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)第一殼體150和第二殼體160接合的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。殼體結(jié)構(gòu)130還包括扣環(huán)170，在第一殼體150和第二殼體160的側(cè)部分別形成有扣環(huán)槽127，扣環(huán)170扣入扣環(huán)槽170使得第一殼體150和第二殼160相互連接。同時(shí)，可以設(shè)置固定螺釘171來進(jìn)一步將扣環(huán)170固定于第一殼體150和第二殼160上。需要說明的是，本實(shí)施例示意的扣環(huán)170為整體的環(huán)形，但是，實(shí)務(wù)中不限于此，根據(jù)需要也可以將扣環(huán)170設(shè)置為方形或其他合適的形狀。此外，蝸桿減速器100還包括設(shè)于輪體122和第一、第二殼體150/160之間的油封 186，油封186的一側(cè)抵靠扣環(huán)170。本實(shí)施例提供的蝸桿減速器通過扣環(huán)170實(shí)現(xiàn)第一殼體150、第二殼體160的緊湊配合，同時(shí)扣環(huán)170也充當(dāng)了減速器100的迷宮密封。在優(yōu)選實(shí)施例中，輪體122的左側(cè)端面LL和右側(cè)端面RR突出于第一殼體150之外，作為蝸桿減速器100動(dòng)力輸出的連接端面。需要說明的是，也可以設(shè)置好僅輪體122的左側(cè)端面LL或右側(cè)端面RR突出于第一殼體150之外，使得僅一個(gè)端面輸出動(dòng)力。下面將介紹通過偏心套筒實(shí)現(xiàn)蝸桿副側(cè)隙可調(diào)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。請(qǐng)一并參見圖 4、圖5、圖6、圖7a、圖7b、圖8a和圖8b，蝸桿減速器100還包括偏心套筒140和蝸桿軸承 190(詳見圖北)，偏心套筒140可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于殼體結(jié)構(gòu)130上，蝸桿110通過設(shè)于其兩端或一端的蝸桿軸承190設(shè)置在偏心套筒內(nèi)140，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整偏心套筒140的角度，進(jìn)而調(diào)整蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側(cè)隙。具體的來講，偏心套筒140可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于第二殼體內(nèi)160，偏心套筒140中軸線Rl 相對(duì)于第二殼體160中心線R2偏移特定距離e(詳見圖6)。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以設(shè)置偏心套筒140 —側(cè)148的壁厚大于另一側(cè)147的壁厚，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所需的偏移設(shè)置。參見圖7a、 圖7b、圖8a和圖8b，在側(cè)隙調(diào)整前，偏心套筒140與第二殼體內(nèi)160最底部接觸處的壁厚為A，蝸桿110旋轉(zhuǎn)中心軸線距離蝸輪旋轉(zhuǎn)中心軸線的距離為B，蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒1 之間的側(cè)隙為C。在側(cè)隙調(diào)整后，偏心套筒140與第二殼體內(nèi)160最底部接觸處的壁厚為Α+ΔΑ，蝸桿110旋轉(zhuǎn)中心軸線距離蝸輪旋轉(zhuǎn)中心軸線的距離為Β-ΔΒ，蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側(cè)隙為C-Δ C，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了側(cè)隙的調(diào)節(jié)。 其中，偏心套筒140沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的角度為Δφ。因此，蝸桿減速器100在使用中有少量磨損后也很容易予以調(diào)整補(bǔ)償，故比較容易保持蝸桿減速器的執(zhí)行精度。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以選擇蝸桿210為平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿210，蝸輪220為平面蝸輪220。圖9示意出了平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿210和平面蝸輪220的嚙合狀態(tài)。由于平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器在同樣體積下，承載能力較其他類型的蝸桿減速器可以提高40 %至80 %。 因此，采用根據(jù)本實(shí)施例的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器，可以實(shí)現(xiàn)小體積高承載能力的傳動(dòng)要求。在優(yōu)選實(shí)施例中，蝸輪軸承的滾動(dòng)體可為球形滾體、圓錐形滾體或圓柱形滾體。圖 3a、圖10和圖11分別顯示了滾動(dòng)體為球形滾體、圓錐形滾體和圓柱形滾體的實(shí)施例。在圖 10中，蝸桿減速器300的蝸輪軸承380包括外圈382、內(nèi)圈381和設(shè)于外圈382及內(nèi)圈381 間的圓錐形滾體383。采用圓錐滾體383的蝸輪軸承可用于需要高剛性和高承載能力的機(jī)器人關(guān)節(jié)。在圖11中，蝸桿減速器400的蝸輪軸承480包括外圈481、內(nèi)圈482和設(shè)于外圈 481及內(nèi)圈482間的圓柱形滾體483。需要說明的是，如圖所示，可以根據(jù)需要設(shè)置蝸輪軸承的外圈厚度大于或小于蝸輪軸承的內(nèi)圈厚度。實(shí)施例二一種蝸桿減速器請(qǐng)一并參見圖1、圖2、圖3a、圖3b、圖4、圖5、圖6、圖7a、圖7b、圖8a和圖8b，本實(shí)施例的蝸桿減速器100包括殼體結(jié)構(gòu)130、偏心套筒140、相互嚙合的蝸桿110和蝸輪120 以及支撐蝸桿110的蝸桿軸承190。其中，偏心套筒140可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于殼體結(jié)構(gòu)130上，蝸桿110通過蝸桿軸承190設(shè)置在偏心套筒140內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整偏心套筒140的角度，進(jìn)而調(diào)整蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側(cè)隙。在優(yōu)選實(shí)施例中，殼體結(jié)構(gòu)130包括第一殼體150和第二殼體160。偏心套筒140 可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于第二殼體內(nèi)160，偏心套筒140中軸線Rl相對(duì)于第二殼體160中心線R2偏移特定距離e (詳見圖6)。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以設(shè)置偏心套筒140 —側(cè)148的壁厚大于另一側(cè)147的壁厚，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所需的偏移設(shè)置。參見圖7a、圖7b、圖8a和圖8b，在側(cè)隙調(diào)整前，偏心套筒140與第二殼體內(nèi)160最底部接觸處的壁厚為A，蝸桿110旋轉(zhuǎn)中心軸線距離蝸輪旋轉(zhuǎn)中心軸線的距離為B，蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側(cè)隙為C。在使得偏心套筒140沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)Αφ角度之后，偏心套筒140與第二殼體內(nèi)160最底部接觸處的壁厚為Α+ΔΑ，蝸桿110旋轉(zhuǎn)中心軸線距離蝸輪旋轉(zhuǎn)中心軸線的距離為Β-ΔΒ，蝸桿 110的輪齒112與蝸輪120的輪齒1 之間的側(cè)隙為C-AC，實(shí)現(xiàn)了側(cè)隙的調(diào)節(jié)。本實(shí)施例提供的蝸桿減速器100通過調(diào)整偏心套筒140的偏心角，可以很容易地調(diào)整蝸輪副的側(cè)隙， 在使用中有少量磨損后也很容易予以調(diào)整補(bǔ)償，故比較容易保持蝸桿減速器的執(zhí)行精度。在優(yōu)選實(shí)施例中，蝸輪120設(shè)置于第一殼體150內(nèi)，蝸桿110設(shè)置于第二殼體160 內(nèi)?？梢栽O(shè)置偏心套筒140 —側(cè)148的壁厚大于另一側(cè)147的壁厚，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所需的偏移設(shè)置。本實(shí)施例的蝸桿減速器100的側(cè)隙調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)比較簡單，并可以隨時(shí)調(diào)整反向間隙，以降低機(jī)器人的制造和維護(hù)成本在優(yōu)選實(shí)施例中，蝸桿減速器100還包括支撐蝸輪120的蝸輪軸承180，蝸輪120 包括輪體122和與輪體122相連接的輪齒部123，輪體122的內(nèi)側(cè)具有中空結(jié)構(gòu)125，蝸輪軸承180設(shè)于輪體122的外側(cè)并鄰近輪齒部123設(shè)置。由于蝸輪軸承180與殼體結(jié)構(gòu)130集成在一起，可以減小減速器100的軸向尺寸，并可在有限的空間內(nèi)增加蝸輪軸承180中滾動(dòng)體的數(shù)量，提高軸承的承載能力。在優(yōu)選實(shí)施例中，蝸輪軸承180可為左右成對(duì)設(shè)置的向心推力軸承，根據(jù)需要可選擇蝸輪軸承180為背對(duì)背設(shè)置或面對(duì)面設(shè)置的軸承，以適應(yīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比如機(jī)器人不同的關(guān)節(jié)對(duì)軸承支承距離的要求。其中，背對(duì)背布置的向心推力角接觸軸承可為蝸輪120提供了較大的支承距離，可以給安裝在其上的機(jī)器人的手臂提供良好的扭轉(zhuǎn)剛度。而面對(duì)面設(shè)置的軸承可以縮小蝸輪120的軸承距離，因而在機(jī)器人的手臂繞自身軸線回轉(zhuǎn)并在其前端具有輔助支承的關(guān)節(jié)中可以避免或減少因制造和裝配誤差導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力。在優(yōu)選實(shí)施例中，蝸輪120還包括連接輪體122和輪齒部123的連接部126，連接部1 沿蝸輪120的徑向方向延伸設(shè)置，連接部126、輪體122和輪齒部123之間形成有間隙138，蝸輪軸承180設(shè)于間隙138內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，殼體結(jié)構(gòu)130還包括承力環(huán)136和法蘭盤159，蝸輪軸承180的內(nèi)圈181支撐于承力環(huán)180上，蝸輪軸承180的外圈182支撐于蝸輪120上。法蘭盤159 設(shè)于第一殼體150和第二殼體160上。法蘭盤159用于與下文將提到的連接架或固定架相連接。在優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置法蘭盤159為不完整的法蘭盤159。以避免法蘭盤159與蝸桿 110外圍的第二殼體160相干涉。下面介紹通過扣環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)第一殼體150和第二殼體160接合的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。殼體結(jié)構(gòu)130還包括扣環(huán)170，在第一殼體150和第二殼體160的側(cè)部分別形成有扣環(huán)槽127，扣環(huán)170扣入扣環(huán)槽170使得第一殼體150和第二殼160相互連接。同時(shí)，可以設(shè)置固定螺釘171來進(jìn)一步將扣環(huán)170固定于第一殼體150和第二殼160上。需要說明的是，本實(shí)施例示意的扣環(huán)170為整體的環(huán)形，但是，實(shí)務(wù)中不限于此，根據(jù)需要也可以將扣環(huán)170設(shè)置為方形或其他合適的形狀。此外，蝸桿減速器100還包括設(shè)于輪體122和第一、第二殼體150/160之間的油封 186，油封186的一側(cè)抵靠扣環(huán)170。本實(shí)施例提供的蝸桿減速器通過扣環(huán)170實(shí)現(xiàn)第一殼體150、第二殼體160的緊湊配合，同時(shí)扣環(huán)170也充當(dāng)了減速器100的迷宮密封。實(shí)施例三一種蝸桿減速器請(qǐng)一并參見圖1、圖2、圖3a、圖3b、圖4、圖5、圖6、圖7a、圖7b、圖8a和圖8b，本實(shí)施例的蝸桿減速器100包括殼體結(jié)構(gòu)130以及相互嚙合的蝸桿110和蝸輪120。其中，該殼體結(jié)構(gòu)130包括第一殼體150、第二殼體160以及扣環(huán)170，該蝸輪120設(shè)置于該第一殼體150內(nèi)，該蝸桿110設(shè)置于該第二殼體160內(nèi)，在該第一殼體150和該第二殼體160的側(cè)部分別形成有扣環(huán)槽127，該扣環(huán)170扣入該扣環(huán)槽127使得該第一殼體150和該第二殼 160相互連接。在優(yōu)選實(shí)施中，還可以設(shè)置固定螺釘171來進(jìn)一步將扣環(huán)170固定于第一殼體150和第二殼160上。需要說明的是，本實(shí)施例示意的扣環(huán)170為整體的環(huán)形，但是，實(shí)務(wù)中不限于此，根據(jù)需要也可以將扣環(huán)170設(shè)置為方形或其他合適的形狀。此外，蝸桿減速器100還包括設(shè)于輪體122和第一、第二殼體150/160之間的油封 186，油封186的一側(cè)抵靠扣環(huán)170。本實(shí)施例提供的蝸桿減速器通過扣環(huán)170實(shí)現(xiàn)第一殼體150、第二殼體160的緊湊配合，同時(shí)扣環(huán)170也充當(dāng)了減速器100的迷宮密封。在優(yōu)選實(shí)施中，輪體122的左側(cè)端面LL和右側(cè)端面RR(詳見圖3a)突出于第一殼體150之外，作為蝸桿減速器100動(dòng)力輸出的連接端面。需要說明的是，也可以設(shè)置好僅輪體122的左側(cè)端面LL或右側(cè)端面RR突出于第一殼體150之外，使得僅一個(gè)端面輸出動(dòng)力。下面將介紹通過偏心套筒實(shí)現(xiàn)蝸桿副側(cè)隙可調(diào)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。請(qǐng)一并參見圖 4、圖5、圖6、圖7a、圖7b、圖8a和圖8b，蝸桿減速器100還包括偏心套筒140和蝸桿軸承 190(詳見圖北)，偏心套筒140可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于殼體結(jié)構(gòu)130上，蝸桿110通過設(shè)于其兩端或一端的蝸桿軸承190設(shè)置在偏心套筒內(nèi)140，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整偏心套筒140的角度，進(jìn)而調(diào)整蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒1 之間的側(cè)隙。具體的來講，偏心套筒140可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于第二殼體內(nèi)160，偏心套筒140中軸線Rl 相對(duì)于第二殼體160中心線R2偏移特定距離e(詳見圖6)。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以設(shè)置偏心套筒140 —側(cè)148的壁厚大于另一側(cè)147的壁厚，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所需的偏移設(shè)置。參見圖7a、 圖7b、圖8a和圖8b，在側(cè)隙調(diào)整前，偏心套筒140與第二殼體內(nèi)160最底部接觸處的壁厚為A，蝸桿110旋轉(zhuǎn)中心軸線距離蝸輪旋轉(zhuǎn)中心軸線的距離為B，蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒1 之間的側(cè)隙為C。在側(cè)隙調(diào)整后，偏心套筒140與第二殼體內(nèi)160最底部接觸處的壁厚為Α+ΔΑ，蝸桿110旋轉(zhuǎn)中心軸線距離蝸輪旋轉(zhuǎn)中心軸線的距離為Β-ΔΒ， 蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側(cè)隙為C-Δ C，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了側(cè)隙的調(diào)節(jié)。 其中，偏心套筒140沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的角度為Δφ。因此，蝸桿減速器100在使用中有少量磨損后也很容易予以調(diào)整補(bǔ)償，故比較容易保持蝸桿減速器的執(zhí)行精度。在優(yōu)選實(shí)施例中，蝸桿減速器100還包括支撐蝸輪120的蝸輪軸承180，蝸輪120 包括輪體122和與輪體122相連接的輪齒部123，輪體122的內(nèi)側(cè)具有中空結(jié)構(gòu)125，蝸輪軸承180設(shè)于輪體122的外側(cè)并鄰近輪齒部123設(shè)置。在優(yōu)選實(shí)施例中，蝸輪120還包括連接輪體122和輪齒部123的連接部126，連接部1 沿蝸輪120的徑向方向延伸設(shè)置，連接部126、輪體122和輪齒部123之間形成有間隙138，蝸輪軸承180設(shè)于間隙138內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，殼體結(jié)構(gòu)130還包括承力環(huán)136和法蘭盤159，蝸輪軸承180的內(nèi)圈181支撐于承力環(huán)180上，蝸輪軸承180的外圈182支撐于蝸輪120上。法蘭盤159 設(shè)于第一殼體150和第二殼體160上。法蘭盤159用于與下文將提到的連接架或固定架相連接。在優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置法蘭盤159為不完整的法蘭盤159。以避免法蘭盤159與蝸桿 110外圍的第二殼體160相干涉。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以選擇蝸桿210為平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿210，蝸輪220為平面蝸輪220。圖9示意出了平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿210和平面蝸輪220的嚙合狀態(tài)。由于平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器在同樣體積下，承載能力較其他類型的蝸桿減速器可以提高40 %至80 %。 因此，采用根據(jù)本實(shí)施例的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器，可以實(shí)現(xiàn)小體積高承載能力的傳動(dòng)要求。實(shí)施例四一種機(jī)器人關(guān)節(jié)請(qǐng)一并參見圖12和圖13，本實(shí)施例的機(jī)器人關(guān)節(jié)500包括蝸桿減速器和用于輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出臂710，動(dòng)力輸出臂710與蝸輪520的左側(cè)和右側(cè)端面相連接，用于蝸桿減速器的動(dòng)力輸出，并作為所驅(qū)動(dòng)之動(dòng)力輸出臂710的回轉(zhuǎn)支承。其中，蝸桿減速器可以采用上文實(shí)施例所提到的蝸桿減速器的具體結(jié)構(gòu)。需要說明的是，圖中顯示了動(dòng)力輸出臂710 與蝸輪520的左側(cè)和右側(cè)端面同時(shí)相連接。實(shí)務(wù)中不受限于此，可以設(shè)置動(dòng)力輸出臂710僅與蝸輪520的左側(cè)或右側(cè)端面相連接。在優(yōu)選實(shí)施例中，動(dòng)力輸出臂710為包括兩個(gè)端部720的叉形結(jié)構(gòu)，且叉形結(jié)構(gòu)的兩端部720分別與蝸輪的左側(cè)和右側(cè)端面相連接。從而大幅度減輕軸承的載荷，避免動(dòng)力輸出臂710的扭轉(zhuǎn)變形，對(duì)于減輕機(jī)器人關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)重量，提高機(jī)器人關(guān)節(jié)的剛度和執(zhí)行精度具有重要的意義。此外，在本實(shí)施例中，蝸桿減速器的蝸桿510與外部動(dòng)力源比如電機(jī)或馬達(dá)相連接，用于輸入動(dòng)力。法蘭盤559連接到固定架或者連接架610上，起到固定機(jī)器人關(guān)節(jié)500 的作用。固定架或者連接架610的另一端可以連接到外部操作臺(tái)或者機(jī)器人主體。實(shí)施例四一種機(jī)器人本實(shí)用新型實(shí)施例的機(jī)器人包括上文所述的機(jī)器人關(guān)節(jié)。在優(yōu)選實(shí)施例中，機(jī)器人關(guān)節(jié)可以為多個(gè)，且多個(gè)機(jī)器人關(guān)節(jié)串聯(lián)式連接。此外，機(jī)器人還可包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與蝸桿相連接。本實(shí)用新型實(shí)施例的用于機(jī)器人的蝸桿減速器的零件數(shù)量少，故生產(chǎn)和裝配成本也較低。在上述實(shí)施例中，僅對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示范性描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本專利申請(qǐng)后可以在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求1.一種蝸桿減速器，所述蝸桿減速器包括殼體結(jié)構(gòu)；以及相互嚙合的蝸桿和蝸輪；其特征在于，所述殼體結(jié)構(gòu)包括第一殼體，所述蝸輪設(shè)置于所述第一殼體內(nèi)；第二殼體，所述蝸桿設(shè)置于所述第二殼體內(nèi)；以及扣環(huán)，在所述第一殼體和所述第二殼體的側(cè)部分別形成有扣環(huán)槽，所述扣環(huán)扣入所述扣環(huán)槽使得所述第一殼體和所述第二殼相互連接。
2.如權(quán)利要求1所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述蝸桿減速器還包括設(shè)于所述蝸輪和所述第一、第二殼體之間的油封，所述油封的一側(cè)抵靠所述扣環(huán)。
3.如權(quán)利要求1所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述蝸桿減速器還包括支撐所述蝸輪的蝸輪軸承，所述蝸輪包括輪體和與所述輪體相連接的輪齒部，所述輪體的內(nèi)側(cè)具有中空結(jié)構(gòu)，所述蝸輪軸承設(shè)于所述輪體的外側(cè)并鄰近所述輪齒部設(shè)置。
4.如權(quán)利要求3所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述蝸輪還包括連接所述輪體和所述輪齒部的連接部，所述連接部沿所述蝸輪的徑向方向延伸設(shè)置，所述連接部、所述輪體和所述輪齒部之間形成有間隙，所述蝸輪軸承設(shè)于所述間隙內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述殼體結(jié)構(gòu)還包括承力環(huán)，所述蝸輪軸承的內(nèi)圈支撐于所述承力環(huán)上，所述蝸輪軸承的外圈支撐于所述連接部和/或所述輪齒部上。
6.如權(quán)利要求1所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述殼體結(jié)構(gòu)還包括法蘭盤，所述法蘭盤設(shè)于所述第一殼體和/或所述第二殼體上。
7.如權(quán)利要求3所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述輪體的左側(cè)和/或右側(cè)端面突出于所述第一殼體之外，作為所述蝸桿減速器動(dòng)力輸出的連接端面。
8.如權(quán)利要求1所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述蝸桿減速器還包括偏心套筒和蝸桿軸承，所述偏心套筒可旋轉(zhuǎn)設(shè)置于所述第二殼體內(nèi)，所述偏心套筒軸線相對(duì)于所述第二殼體中心線偏移特定距離，所述蝸桿通過所述蝸桿軸承設(shè)置在所述偏心套筒內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整所述偏心套筒的角度，進(jìn)而調(diào)整所述蝸桿的輪齒與所述蝸輪的輪齒之間的側(cè)隙。
9.一種機(jī)器人關(guān)節(jié)，其包括如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的蝸桿減速器，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)還包括用于輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出臂，所述動(dòng)力輸出臂與所述蝸輪的左側(cè)和/或右側(cè)端面相連接。
10.一種機(jī)器人，其包括至少一個(gè)如權(quán)利要求9所述的機(jī)器人關(guān)節(jié)。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種蝸桿減速器，該蝸桿減速器包括殼體結(jié)構(gòu)以及相互嚙合的蝸桿和蝸輪。其中，該殼體結(jié)構(gòu)包括第一殼體、第二殼體以及扣環(huán)，該蝸輪設(shè)置于該第一殼體內(nèi)，該蝸桿設(shè)置于該第二殼體內(nèi)，在該第一殼體和該第二殼體的側(cè)部分別形成有扣環(huán)槽，該扣環(huán)扣入該扣環(huán)槽使得該第一殼體和該第二殼相互連接。本實(shí)施例提供的蝸桿減速器通過扣環(huán)實(shí)現(xiàn)第一殼體、第二殼體的緊湊配合，同時(shí)扣環(huán)也充當(dāng)了減速器的迷宮密封。
文檔編號(hào)B25J9/08GK201934582SQ201020647880
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者孫尚傳, 王小椿 申請(qǐng)人:配天(安徽)電子技術(shù)有限公司