專利名稱：齒輪傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)要求申請(qǐng)日為2008年02月07日的日本發(fā)明專利申請(qǐng)第2008-28068號(hào)的 優(yōu)先權(quán)，本說(shuō)明書(shū)參照并援引上述申請(qǐng)的所有內(nèi)容。本發(fā)明涉及一種齒輪傳動(dòng)裝置，尤其涉 及一種適用于驅(qū)動(dòng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)的齒輪傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在日本發(fā)明專利公開(kāi)公報(bào)H1-169154號(hào)(專利文獻(xiàn)1)中，公開(kāi)了一種適用于驅(qū)動(dòng) 多關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)的齒輪傳動(dòng)裝置。專利文獻(xiàn)1所述的齒輪傳動(dòng)裝置包括內(nèi)齒輪部件和 支座。在內(nèi)齒輪部件的內(nèi)周形成有內(nèi)齒輪。支座以軸線與內(nèi)齒輪軸線同軸的方式設(shè)置，并 以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在內(nèi)齒輪部件上。與內(nèi)齒輪嚙合的外齒輪以可以偏心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承 在支座上。內(nèi)齒輪齒數(shù)和外齒輪齒數(shù)不同。外齒輪在與內(nèi)齒輪嚙合的狀態(tài)下圍繞內(nèi)齒輪軸 線作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，根據(jù)外齒輪和內(nèi)齒輪的齒數(shù)差，外齒輪與內(nèi)齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)外齒輪 與內(nèi)齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支承外齒輪的支座會(huì)與內(nèi)齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。所述齒輪傳動(dòng)裝置的減速 比對(duì)應(yīng)于外齒輪和內(nèi)齒輪齒數(shù)差。專利文獻(xiàn)1所述的齒輪傳動(dòng)裝置用來(lái)驅(qū)動(dòng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)。即，相對(duì)于比所 述關(guān)節(jié)還靠近機(jī)器人基部側(cè)的部件而言，專利文獻(xiàn)1所述的齒輪傳動(dòng)裝置會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)比所述關(guān) 節(jié)還靠近機(jī)器人頂端側(cè)的部件。在多關(guān)節(jié)機(jī)器人中，從其基部到頂端設(shè)置有多個(gè)關(guān)節(jié)。為了 驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)會(huì)用到電機(jī)，當(dāng)在各個(gè)關(guān)節(jié)附近都設(shè)置電機(jī)時(shí)，機(jī)器人的頂端會(huì)變得較重。因此， 人們會(huì)采用下述結(jié)構(gòu)，即，盡量將電機(jī)設(shè)置在離機(jī)器人基部近的位置上，再用軸等扭矩傳遞 部件連接電機(jī)和關(guān)節(jié)。在專利文獻(xiàn)1所述的齒輪傳動(dòng)裝置中，沿著內(nèi)齒輪的軸線設(shè)置有貫穿支座的通 孔。在該通孔中插入軸，通過(guò)軸，將設(shè)置在比齒輪傳動(dòng)裝置還靠近機(jī)器人基部側(cè)的電機(jī)的扭 矩向比所述齒輪傳動(dòng)裝置還靠近機(jī)器人頂端側(cè)的關(guān)節(jié)傳遞。即，將用來(lái)驅(qū)動(dòng)比所述齒輪傳 動(dòng)裝置還靠近機(jī)器人頂端側(cè)的關(guān)節(jié)的電機(jī)，設(shè)置在比所述齒輪傳動(dòng)裝置還靠近機(jī)器人基部 側(cè)的位置，由此可減輕機(jī)器人頂端的重量。使用專利文獻(xiàn)1所述的齒輪傳動(dòng)裝置組裝多關(guān)節(jié)機(jī)器人時(shí)，需要同時(shí)進(jìn)行下述2 項(xiàng)作業(yè)，即，在貫穿支座的軸的一個(gè)端部卡合該軸和電機(jī)輸出軸的作業(yè)，和在軸的另一端部 卡合該軸和比所述齒輪傳動(dòng)裝置還靠近機(jī)器人頂端側(cè)的關(guān)節(jié)(或是包含該關(guān)節(jié)的齒輪傳 動(dòng)裝置)的作業(yè)。即，在將軸組裝到多關(guān)節(jié)機(jī)器人上時(shí)，軸兩端的作業(yè)必須同時(shí)進(jìn)行?；蛘?必須在使軸卡合在機(jī)器人頂端側(cè)的關(guān)節(jié)上的狀態(tài)下使該軸插入支座的通孔中，之后再進(jìn)行 卡合軸和電機(jī)的作業(yè)。由于此時(shí)軸處于貫穿齒輪傳動(dòng)裝置的狀態(tài)，所以需要在齒輪傳動(dòng)裝 置的兩側(cè)進(jìn)行作業(yè)，作業(yè)較為困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種齒輪傳動(dòng)裝置，采用本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的技術(shù)用于解決 上述技術(shù)問(wèn)題，使多關(guān)節(jié)機(jī)器人的組裝變得容易進(jìn)行。
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本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的齒輪傳動(dòng)裝置包括內(nèi)齒輪部件，其內(nèi)周形成有內(nèi)齒輪；支座，其 不僅以與內(nèi)齒輪軸線同軸的方式設(shè)置，還以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在內(nèi)齒輪部件上；外齒輪，其 不僅以可以偏心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座上，還與內(nèi)齒輪嚙合。在支座上形成有沿內(nèi)齒輪軸 線延伸的通孔。本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的齒輪傳動(dòng)裝置不僅在支座上設(shè)置通孔，還包括既貫穿支 座又以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在該支座上的第1軸。輸入給第1軸一個(gè)端部的驅(qū)動(dòng)扭矩會(huì)傳遞 給另一端部。即，在將本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的齒輪傳動(dòng)裝置組裝到機(jī)器人上之前就具有貫穿支 座，用于傳遞驅(qū)動(dòng)扭矩的第1軸。在將齒輪傳動(dòng)裝置組裝到機(jī)器人臂上時(shí)第1軸相對(duì)于臂 的位置就已確定。因此能單獨(dú)進(jìn)行下述2項(xiàng)作業(yè)，S卩，使第1軸的一個(gè)端部(位于機(jī)器人基 部側(cè)的端部)與電機(jī)卡合的作業(yè)和使第1軸的另一端部與比所述齒輪傳動(dòng)裝置還靠近機(jī)器 人頂端側(cè)的關(guān)節(jié)卡合的作業(yè)。這樣多關(guān)節(jié)機(jī)器人的組裝就變得易于進(jìn)行。有時(shí)在比所述齒輪傳動(dòng)裝置還靠近機(jī)器人頂端側(cè)的位置上設(shè)置2個(gè)關(guān)節(jié)。此時(shí)， 優(yōu)選齒輪傳動(dòng)裝置包括與第1軸同軸并貫穿其內(nèi)側(cè)的第2軸。采用具有上述結(jié)構(gòu)的齒輪傳 動(dòng)裝置時(shí)，可在比所述齒輪傳動(dòng)裝置還靠近機(jī)器人基部側(cè)的位置上設(shè)置2個(gè)電機(jī)。由2個(gè) 電機(jī)輸出的扭矩會(huì)傳遞給比齒輪傳動(dòng)裝置還靠近機(jī)器人頂端側(cè)的2個(gè)關(guān)節(jié)。用該齒輪傳動(dòng) 裝置可以高效率地組裝這種多關(guān)節(jié)機(jī)器人，即在該多關(guān)節(jié)機(jī)器人的比齒輪傳動(dòng)裝置還靠近 機(jī)器人頂端側(cè)的位置上設(shè)置有2個(gè)關(guān)節(jié)的多關(guān)節(jié)機(jī)器人。當(dāng)?shù)?軸貫穿第1軸的內(nèi)側(cè)時(shí)，第2軸會(huì)被包在第1軸中。因此，難以使電機(jī)或關(guān) 節(jié)與第2軸卡合。若第2軸的長(zhǎng)度大于第1軸的長(zhǎng)度，可使第2軸從第1軸的端面突出出 來(lái)。由此可以使電機(jī)或關(guān)節(jié)易于與第2軸卡合。多關(guān)節(jié)機(jī)器人的組裝變得更容易進(jìn)行。優(yōu)選將本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的齒輪傳動(dòng)裝置用于在前臂的頂端連接有手腕的多關(guān)節(jié)機(jī) 器人。即，優(yōu)選將本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的齒輪傳動(dòng)裝置組裝在多關(guān)節(jié)機(jī)器人的前臂上，所述齒輪傳 動(dòng)裝置可使手腕圍繞前臂軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。在第1軸和第2軸的位于機(jī)器人基部側(cè)的端部固定有 用來(lái)與電機(jī)卡合的齒輪，在第1軸和第2軸的位于頂端側(cè)的端部以可拆下的方式連接有驅(qū) 動(dòng)軸，其用來(lái)將扭矩傳遞給前臂之前的關(guān)節(jié)。如果使用該齒輪傳動(dòng)裝置可以單獨(dú)進(jìn)行下述 2項(xiàng)作業(yè)，即，將用來(lái)驅(qū)動(dòng)腕關(guān)節(jié)的2個(gè)驅(qū)動(dòng)軸與第1、第2軸卡合的作業(yè)以及將用來(lái)向腕關(guān) 節(jié)傳遞扭矩的2個(gè)驅(qū)動(dòng)軸與第1、第2軸卡合的作業(yè)。發(fā)明效果采用本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的技術(shù)時(shí)，可以提供使多關(guān)節(jié)機(jī)器人的組裝易于進(jìn)行的齒輪
傳動(dòng)裝置。
圖1是表示多關(guān)節(jié)機(jī)器人的示意圖。圖2是表示第1實(shí)施例中的齒輪傳動(dòng)裝置的剖面圖。圖3是表示沿圖2中的剖切線III-III剖切的剖面圖。圖4是表示沿圖2中的剖切線IV-IV剖切的剖面圖。圖5是說(shuō)明第1實(shí)施例中的齒輪傳動(dòng)裝置的組裝作業(yè)的示意圖。圖6是表示第2實(shí)施例中的齒輪傳動(dòng)裝置的剖面圖。
具體實(shí)施例方式在說(shuō)明實(shí)施例之前，將每個(gè)實(shí)施例中的若干技術(shù)特征簡(jiǎn)要地記述如下。另外，主要 技術(shù)特征包含在每個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明中。(第1技術(shù)特征)支座包括一對(duì)支承部件和沿著內(nèi)齒輪軸線延伸的柱狀部，一對(duì)支 承部件通過(guò)柱狀部互相連接。(第2技術(shù)特征)支座上形成有沿著內(nèi)齒輪軸線延伸的第1通孔，第1軸位于第1 通孔內(nèi)，以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座上。(第3技術(shù)特征)外齒輪上形成有第2通孔和第3通孔。曲軸的偏心體與第2通 孔嵌合，支座的柱狀部以間隙配合的方式與第3通孔嵌合。(第4技術(shù)特征)第1軸上形成有與自身軸線同軸的第4通孔，第2軸位于第4通 孔內(nèi)，以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在第1軸上。第1實(shí)施例圖1是表示組裝有齒輪傳動(dòng)裝置16的多關(guān)節(jié)機(jī)器人100的示意圖，圖2是表示齒 輪傳動(dòng)裝置16的剖面圖，圖3是表示沿圖2中的剖切線III-III剖切的剖面圖。圖4是表 示沿圖2中的剖切線IV-IV剖切的剖面圖。而且，為使附圖更清楚，在剖面圖中，省略了一 部分部件的剖面線。首先說(shuō)明多關(guān)節(jié)機(jī)器人100。多關(guān)節(jié)機(jī)器人100包括基部側(cè)臂(上臂)6，其可與 基部相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；頂端側(cè)臂(前臂)18，其可以與基部側(cè)臂6相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。多關(guān)節(jié)機(jī)器人100還 包括卡爪23等部件。多關(guān)節(jié)機(jī)器人100還包括6個(gè)關(guān)節(jié)2、4、8、16、20和22。各個(gè)關(guān)節(jié)上 都組裝有齒輪傳動(dòng)裝置。電機(jī)扭矩經(jīng)齒輪傳動(dòng)裝置而增大以用來(lái)驅(qū)動(dòng)各個(gè)關(guān)節(jié)。在下面的 說(shuō)明中，有時(shí)也用表示某個(gè)關(guān)節(jié)包括的齒輪傳動(dòng)裝置的符號(hào)來(lái)表示該關(guān)節(jié)的標(biāo)記。例如，將 組裝在關(guān)節(jié)2中的齒輪傳動(dòng)裝置表示為“齒輪傳動(dòng)裝置2”。有時(shí)將關(guān)節(jié)20和22合起來(lái)叫 作手腕21。齒輪傳動(dòng)裝置2可使整個(gè)多關(guān)節(jié)機(jī)器人100圍繞軸線CLl與基部相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪 傳動(dòng)裝置4可使基部側(cè)臂6圍繞軸線CL2轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)裝置8可使頂端側(cè)臂18圍繞軸 線CL3轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)裝置16可使手腕21圍繞軸線CL4轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)裝置20可使卡 爪23圍繞軸線CL5轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪傳動(dòng)裝置22可使卡爪23圍繞軸線CL6轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，當(dāng)手腕 21在齒輪傳動(dòng)裝置16的作用下圍繞軸線CL4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，頂端側(cè)臂18的臂部18a會(huì)和手腕21 一起圍繞軸線CL4轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)14將扭矩傳遞給齒輪傳動(dòng)裝置16。電機(jī)12將扭矩傳遞給齒輪傳動(dòng)裝置22。 電機(jī)10將扭矩傳遞給齒輪傳動(dòng)裝置20。電機(jī)10和12分別設(shè)置在位于離開(kāi)齒輪傳動(dòng)裝置20 和22的位置。更具體地講，電機(jī)10和12設(shè)置在比齒輪傳動(dòng)裝置16還靠近基部側(cè)的位置，用 來(lái)向比齒輪傳動(dòng)裝置16還靠近頂端側(cè)的齒輪傳動(dòng)裝置20和齒輪傳動(dòng)裝置22傳遞扭矩。具 體情況將在后面進(jìn)行描述，電機(jī)10和12經(jīng)貫穿齒輪傳動(dòng)裝置16內(nèi)部的軸將扭矩傳遞給齒輪 傳動(dòng)裝置20和22。另外，在圖1中，省略圖示了用來(lái)驅(qū)動(dòng)齒輪傳動(dòng)裝置2、4、8的電機(jī)。下面要詳細(xì)說(shuō)明的齒輪傳動(dòng)裝置16組裝在頂端側(cè)臂18的基座部18b和臂部18a 之間，可以使手腕21圍繞頂端側(cè)臂18的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。其他齒輪傳動(dòng)裝置2、4、8、20和22也 可以和齒輪傳動(dòng)裝置16具有相同的結(jié)構(gòu)。另外，頂端側(cè)臂18的基座部18b組裝在齒輪傳 動(dòng)裝置8的輸出側(cè)。
如圖2所示，齒輪傳動(dòng)裝置16包括內(nèi)齒輪部件76和支座。在內(nèi)齒輪部件76的內(nèi) 周設(shè)置有內(nèi)齒銷42。多個(gè)內(nèi)齒銷42設(shè)置在內(nèi)齒輪部件76的內(nèi)周而形成內(nèi)齒輪(參照?qǐng)D 3)。支座包括一對(duì)互相面對(duì)著的支承部件32X、32Y和沿著內(nèi)齒輪軸線CL4延伸的柱狀部 77。支承部件32Χ、32Υ通過(guò)柱狀部77互相連接。具體地講，支承部件32Χ與柱狀部77形 成一體，支承部件32Υ和柱狀部77通過(guò)螺栓72固定在一起。在下面的說(shuō)明中，有時(shí)將一對(duì) 支承部件32Χ、32Υ和柱狀部77合起來(lái)叫作支座32。支座32通過(guò)一對(duì)角接觸球軸承74以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在內(nèi)齒輪部件76上。支 座32以與內(nèi)齒輪軸線CL4同軸的方式設(shè)置。在支承部件32Χ、32Υ上分別形成有通孔(第 1通孔)51Χ、51Υ。第1通孔51Χ、51Υ以與內(nèi)齒輪軸線CL4同軸的方式形成。在下面的說(shuō)明 中，有時(shí)將第1通孔51Χ和第1通孔51Υ合起來(lái)叫作第1通孔51。支座32用來(lái)支承曲軸48和外齒輪40。曲軸48設(shè)置在一對(duì)支承部件32Χ、32Υ之 間，通過(guò)一對(duì)圓錐滾子軸承36以可以轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座32上。曲軸48沿著內(nèi)齒輪軸 線CL4延伸。在曲軸48上固定有偏心體46和輸入齒輪30。另外，輸入齒輪30與固定在電 機(jī)14的輸出軸25上的齒輪26嚙合(也可參照?qǐng)D4)。S卩，曲軸48在偏離從軸線CL4而朝 向半徑方向的位置上會(huì)起到齒輪傳動(dòng)裝置16的輸入軸的作用。如圖4所示，輸入齒輪30的齒數(shù)比電機(jī)齒輪26齒數(shù)多。因此，電機(jī)14的輸出軸 25的轉(zhuǎn)動(dòng)被齒輪26、30減速后再傳遞給曲軸48。當(dāng)曲軸48轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心體46會(huì)圍繞曲軸 48的軸線作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2、圖3所示，外齒輪40被圍在內(nèi)齒輪部件76之中，其與內(nèi)齒輪(內(nèi)齒銷42) 嚙合。在外齒輪40上形成有通孔(第2通孔)102、116。曲軸48的偏心體46經(jīng)滾針軸承 38與第2通孔102嵌合。包括上述曲軸48在內(nèi)，輔助曲軸122以可以轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在 一對(duì)支承部件32Χ、32Υ之間(參照?qǐng)D4)。在輔助曲軸122上固定有偏心體112。輔助曲軸 122的偏心體112經(jīng)滾針軸承114與第2通孔116嵌合。當(dāng)曲軸48轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心體46就會(huì) 圍繞曲軸48的軸線作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣，當(dāng)輔助曲軸122轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心體112會(huì)圍繞輔助曲 軸122的軸線作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，外齒輪40會(huì)伴隨著曲軸48的轉(zhuǎn)動(dòng)，在保持與內(nèi)齒輪(內(nèi) 齒銷42)嚙合的狀態(tài)下圍繞軸線CL4作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)外齒輪40在作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)外齒 輪40的齒數(shù)和內(nèi)齒輪的齒數(shù)(內(nèi)齒銷42的數(shù)量)之差，外齒輪40會(huì)與內(nèi)齒輪部件76相 對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，如圖4所示，由于在輔助曲軸122上沒(méi)有固定有輸入齒輪。因此，電機(jī)14的 扭矩不會(huì)直接傳遞給輔助曲軸122。實(shí)際上輔助曲軸122不會(huì)使外齒輪40作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)。曲 軸48使外齒輪40作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣一來(lái)，伴隨著外齒輪40的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，輔助曲軸122會(huì)被 動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)設(shè)置輔助曲軸122可穩(wěn)定外齒輪40的轉(zhuǎn)動(dòng)平衡。換言之，輔助曲軸122與曲 軸48同步轉(zhuǎn)動(dòng)而能使外齒輪40平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3所示，在外齒輪40上形成有通孔(第3通孔)106、110和118。支座32的 柱狀部77(也可參照?qǐng)D2)以間隙配合的方式與第3通孔嵌合。符號(hào)104、108也表示支座 32的柱狀部。柱狀部104以間隙配合的方式與第3通孔106嵌合，柱狀部108以間隙配合 的方式與第3通孔110嵌合。本說(shuō)明書(shū)中所謂的“以間隙配合的方式與某某嵌合”，意為“2 個(gè)部件隔開(kāi)一定間隔而嵌合”。即，在柱狀部77、104、108和與之對(duì)應(yīng)的第3通孔118、106、 110之間設(shè)置有間隙。該間隙可以容許外齒輪40作偏心轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)外齒輪40與內(nèi)齒輪部件76相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，伴隨著外齒輪40的轉(zhuǎn)動(dòng)，支座32會(huì)與內(nèi)齒輪部件76相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2所示，通過(guò)螺栓92將電機(jī)14固定在電機(jī)支承部件24上。通過(guò)螺栓28將 電機(jī)支承部件24固定在支座32上。即，電機(jī)14固定在支座32上。因此，即使曲軸48產(chǎn) 生轉(zhuǎn)動(dòng)，支座32也不會(huì)與電機(jī)14(電機(jī)支承部件24)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)曲軸48轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)齒輪 部件76會(huì)與電機(jī)14相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。另一方面，用螺栓70將頂端側(cè)臂18的臂部18a固定在內(nèi) 齒輪部件76上。當(dāng)曲軸48轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，臂部18a會(huì)與電機(jī)支承部件24相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。S卩，當(dāng)曲軸 48轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，手腕21會(huì)圍繞軸線CL4轉(zhuǎn)動(dòng)(參照?qǐng)D1)。另外，雖然省略了其圖示，在電機(jī)支 承部件24上固定有電機(jī)10和電機(jī)12。在支承部件32X和支承部件32Y之間設(shè)置有具有通孔69的筒狀部件68。通孔69 則與第1通孔51 (通孔51X和51Y)連通。另外，筒狀部件68則貫穿形成在外齒輪40上的 中心通孔120 (參照?qǐng)D3)。在通孔51、69內(nèi)設(shè)置有第1軸80。第1軸80以與內(nèi)齒輪軸線 CL4同軸的方式設(shè)置。第1軸80通過(guò)一對(duì)深溝球軸承66以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座32 上。另外，第1軸80從支承部件32Y的端面和內(nèi)齒輪部件76的端面突出出來(lái)。輸入齒輪98通過(guò)螺栓94固定在第1軸80的端部84上。該輸入齒輪98與固定 在電機(jī)10 (參照?qǐng)D1)輸出軸上的電機(jī)齒輪(省略其圖示)嚙合。驅(qū)動(dòng)軸58通過(guò)連接部件 59與第1軸80的端部60連接。另外，第1軸80可以裝到驅(qū)動(dòng)軸58上，也可從其上拆下。 驅(qū)動(dòng)軸58將電機(jī)10的扭矩傳遞給齒輪傳動(dòng)裝置20 (參照?qǐng)D1)的輸入軸(省略其圖示)。 換言之，驅(qū)動(dòng)軸58將電機(jī)10的扭矩傳遞給比頂端側(cè)臂18還要靠前的關(guān)節(jié)。電機(jī)10的扭 矩經(jīng)輸入齒輪98、第1軸80以及驅(qū)動(dòng)軸58傳遞給齒輪傳動(dòng)裝置20的輸入軸。如上所述，由于第1軸80支承在支座32上，因此可以單獨(dú)進(jìn)行下述2項(xiàng)作業(yè)，即， 使電機(jī)10與第1軸80的端部84卡合的作業(yè)(將輸入齒輪98固定在端部84上的作業(yè)或 者使輸入齒輪98和電機(jī)10的電機(jī)齒輪嚙合的作業(yè))，和使驅(qū)動(dòng)軸58與第1軸80的端部 60連接的作業(yè)。這就無(wú)需進(jìn)行現(xiàn)有技術(shù)的齒輪傳動(dòng)裝置中的在齒輪傳動(dòng)裝置16兩側(cè)的同 步作業(yè)。與現(xiàn)有技術(shù)中的齒輪傳動(dòng)裝置相比，使用齒輪傳動(dòng)裝置16時(shí)，多關(guān)節(jié)機(jī)器人100 的組裝變得容易進(jìn)行。在第1軸80上形成有與軸線CL4同軸的通孔(第4通孔)86。另外，由于第1軸 80以與軸線CL4同軸的方式設(shè)置，因此，可以說(shuō)第4通孔86以與第1軸80的軸線同軸的方 式形成。第2軸78貫穿第4通孔86，其經(jīng)一對(duì)深溝球軸承62以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在第1 軸80上。如上所述，由于第1軸以可以轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座32上，因此可以說(shuō)第2軸78 經(jīng)第1軸80以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座32上。輸入齒輪96通過(guò)螺栓88固定在第2軸78 的端部90上。驅(qū)動(dòng)軸56經(jīng)連接部件55與第2軸78的端部54連接。第2軸78可裝到驅(qū) 動(dòng)軸56上，也可從其上拆下。驅(qū)動(dòng)軸56將電機(jī)12的扭矩傳遞給齒輪傳動(dòng)裝置22 (參照?qǐng)D 1)的輸入軸。由于第2軸78以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座32上，因此可單獨(dú)進(jìn)行下述2項(xiàng) 作業(yè)，即，使電機(jī)12與第2軸78的端部90卡合的作業(yè)(將輸入齒輪96固定在端部90上 的作業(yè)或者使輸入齒輪96和電機(jī)12的電機(jī)齒輪嚙合的作業(yè))，和使驅(qū)動(dòng)軸56與第2軸78 的端部54連接的作業(yè)。如圖2所示，第2軸78比第1軸80長(zhǎng)，而且第2軸78的端部54從第1軸80的 端面突出出來(lái)。因此可容易地進(jìn)行連接第1軸80和驅(qū)動(dòng)軸58的作業(yè)，以及連接第2軸78 和驅(qū)動(dòng)軸56的作業(yè)。對(duì)此參照?qǐng)D5進(jìn)行說(shuō)明。另外，只對(duì)圖5中下述說(shuō)明所需的零件標(biāo)記符號(hào)。如上所述，第1軸80和驅(qū)動(dòng)軸58經(jīng)連接部件59連接在一起。第2軸78和驅(qū)動(dòng) 軸56經(jīng)連接部件55連接在一起。由于第2軸78設(shè)置在第4通孔86內(nèi)，所以無(wú)法確認(rèn)它 的外觀。但是，由于第2軸78的端部54從第1軸80的端面突出出來(lái)，所以很容易確認(rèn)第 2軸78和驅(qū)動(dòng)軸56是否可靠地連接在一起。另外，可在不影響第1軸80的情況下連接第 2軸78和驅(qū)動(dòng)軸56。另外，如上所述，由于第1軸80從支承部件32Y的端面和內(nèi)齒輪部件 76的端面突出出來(lái)，所以能夠很容易確認(rèn)第1軸80和驅(qū)動(dòng)軸58是否可靠地連接在一起。 另外，可在不影響支承部件32Y或者內(nèi)齒輪部件76的情況下連接第1軸80和驅(qū)動(dòng)軸58。下面說(shuō)明齒輪傳動(dòng)裝置16的其他結(jié)構(gòu)。如圖2所示，油封44設(shè)置在內(nèi)齒輪部件 76和支承部件32Y之間，油封34設(shè)置在內(nèi)齒輪部件76和支承部件32X之間，油封52設(shè)置 在支承部件32Y和第1軸之間，油封53設(shè)置在第1軸80和第2軸78之間。另外，端蓋50、 71設(shè)置在支承部件32Y的端面上，端蓋50用來(lái)隔開(kāi)齒輪傳動(dòng)裝置16的外部和曲軸48，而 端蓋71用來(lái)隔開(kāi)齒輪傳動(dòng)裝置16的外部和螺栓72。通過(guò)4個(gè)油封44、34、52、53和端蓋 50,71可防止齒輪傳動(dòng)裝置16中的潤(rùn)滑劑(潤(rùn)滑油)漏到其外部。第2實(shí)施例參照?qǐng)D6說(shuō)明齒輪傳動(dòng)裝置216。齒輪傳動(dòng)裝置216是齒輪傳動(dòng)裝置16的變型實(shí) 施例，對(duì)于實(shí)質(zhì)上與齒輪傳動(dòng)裝置16相同的零件只標(biāo)注相同的符號(hào)或僅后兩位相同的符 號(hào)而省略其說(shuō)明。用螺栓203將蓋201固定在內(nèi)齒輪部件76上。在蓋201上形成有用來(lái)貫穿第1 軸80的通孔。在蓋201和第1軸80之間設(shè)置有油封252。在齒輪傳動(dòng)裝置216中未使用 齒輪傳動(dòng)裝置16中的油封44、52和端蓋50、71。用齒輪傳動(dòng)裝置216的3個(gè)油封34、252、 53和蓋201可防止齒輪傳動(dòng)裝置216中的潤(rùn)滑劑(潤(rùn)滑油)漏到其外部。即，與齒輪傳動(dòng) 裝置16相比，齒輪傳動(dòng)裝置216可減少零件數(shù)量。另外，由于第2軸78的端部254沒(méi)有從 第1軸80的端面突出出來(lái)，所以與齒輪傳動(dòng)裝置16相比，齒輪傳動(dòng)裝置216外形上的凹凸 較少，從而可以提高機(jī)器人組裝作業(yè)中的安全性。在齒輪傳動(dòng)裝置16、216中，曲軸48都在偏離內(nèi)齒輪軸線CL4的位置沿著內(nèi)齒輪 軸線CL4延伸。因此，外齒輪40的第2通孔102、116都沿著外齒輪40的圓周方向形成。曲 軸48也可以與內(nèi)齒輪軸線CL4同軸而延伸。此時(shí)，使外齒輪40的第2通孔形成在其中心 即可?？扇サ糨o助曲軸122 (參照?qǐng)D4)。即，可減少齒輪傳動(dòng)裝置的零件數(shù)量。此時(shí)，在曲 軸48上形成通孔并將第1軸80設(shè)置在該通孔內(nèi)。在齒輪傳動(dòng)裝置16、216中，電機(jī)齒輪26與固定在曲軸48上的輸入齒輪30直接 嚙合并且將電機(jī)14的扭矩傳遞給曲軸48。也可以在電機(jī)齒輪26和輸入齒輪30之間設(shè)置 齒輪，從而通過(guò)該齒輪傳遞扭矩。此時(shí)，優(yōu)選設(shè)置在電機(jī)齒輪26和輸入齒輪30之間的齒輪 以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座32上。另外，在齒輪傳動(dòng)裝置16、216中，電機(jī)14的扭矩只直 接傳遞給曲軸48，隨著外齒輪40的偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，輔助曲軸122會(huì)被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。但是也可以采用 下述結(jié)構(gòu)使齒輪以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座32上，再經(jīng)該齒輪將電機(jī)齒輪26的全部扭矩 平均傳遞給所有曲軸即可。齒輪傳動(dòng)裝置的扭矩傳遞路徑并不局限于此，可根據(jù)實(shí)施方式 的不同而適當(dāng)?shù)馗淖?。在齒輪傳動(dòng)裝置16、216中，支座32的第1通孔51以與內(nèi)齒輪軸線CL4同軸的方式制成。但第1通孔51也可以在偏離軸線CL4的位置沿著軸線CL4延伸而形成。此時(shí)，第 1軸80和第2軸78會(huì)設(shè)置在偏離軸線CL4的位置，它們都沿著軸線CL4延伸。S卩，軸80、 78貫穿支座32的位置是可以任意設(shè)定的，其可以根據(jù)其他條件(例如曲軸的直徑或曲軸的 設(shè)置位置等)適當(dāng)?shù)馗淖?。在齒輪傳動(dòng)裝置216中，第2軸78的端部254沒(méi)有從第1軸80的端面突出出來(lái)。 如同齒輪傳動(dòng)裝置16 —樣，也可以使第2軸78的端部254從第1軸80的端面突出出來(lái)。 從而能夠易于進(jìn)行下述2項(xiàng)作業(yè)，S卩，固定第1軸80和驅(qū)動(dòng)軸258的作業(yè)以及固定第2軸 78和驅(qū)動(dòng)軸256的作業(yè)。上面詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是這些實(shí)施例只是幾個(gè)示例而已，并不 用來(lái)限定本專利申請(qǐng)的保護(hù)范圍。本專利申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)中所記載的技術(shù)方案包含對(duì)上 述示例的具體實(shí)施例進(jìn)行各種變型、改變后的技術(shù)方案。本說(shuō)明書(shū)或者附圖中所說(shuō)明的技 術(shù)特征，并不局限于申請(qǐng)時(shí)權(quán)利要求所述的組合，其單獨(dú)或者通過(guò)各種組合而具有技術(shù)實(shí) 用性。另外，雖然本說(shuō)明或者附圖所示的技術(shù)方案能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)目的，但是只要實(shí)現(xiàn)其中 的一個(gè)目的其也具有技術(shù)實(shí)用性。
權(quán)利要求
一種齒輪傳動(dòng)裝置，用來(lái)驅(qū)動(dòng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)，其特征在于，包括內(nèi)齒輪部件，其內(nèi)周形成有內(nèi)齒輪；支座，其不僅以與所述內(nèi)齒輪軸線同軸的方式設(shè)置，還以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在所述內(nèi)齒輪部件上；外齒輪，其不僅以可以偏心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在所述支座上，還與所述內(nèi)齒輪嚙合；第1軸，其不僅沿著所述內(nèi)齒輪軸線延伸并貫穿所述支座，還以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在所述支座上，用來(lái)將輸入其一個(gè)端部的驅(qū)動(dòng)扭矩傳遞給另一端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于， 還包括與所述第1軸同軸并貫穿其內(nèi)側(cè)的第2軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于， 所述第2軸的長(zhǎng)度大于所述第1軸的長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述齒輪傳動(dòng)裝置組裝在多關(guān)節(jié)機(jī)器人的前臂上，使手腕圍繞前臂軸線轉(zhuǎn)動(dòng)， 在第1軸和第2軸的位于機(jī)器人基部側(cè)的端部，固定有用來(lái)與電機(jī)卡合的齒輪， 在第1軸和第2軸的位于頂端側(cè)的端部以可拆下的方式連接有驅(qū)動(dòng)軸，該驅(qū)動(dòng)軸用來(lái) 將扭矩傳遞給前臂之前的關(guān)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種齒輪傳動(dòng)裝置，用其可以使多關(guān)節(jié)機(jī)器人的組裝變得易于進(jìn)行。所述齒輪傳動(dòng)裝置包括內(nèi)齒輪部件，其內(nèi)周形成有內(nèi)齒輪；支座，其不僅以與內(nèi)齒輪軸線同軸的方式設(shè)置，還以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在內(nèi)齒輪部件上；外齒輪，其不僅以可以偏心轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座上，還與內(nèi)齒輪嚙合；第1軸，其不僅沿內(nèi)齒輪軸線延伸并貫穿支座，還以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在支座上，用來(lái)將輸入其一側(cè)端部的扭矩傳遞給另一側(cè)端部。
文檔編號(hào)F16H1/32GK101939561SQ20098010429
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月7日
發(fā)明者三好洋之, 村木茂久 申請(qǐng)人:納博特斯克株式會(huì)社