本實用新型涉及行星齒輪減速器結構技術領域,特別涉及一種機器人及行星齒輪減速器。
背景技術:
隨著科學技術的不斷發(fā)展,機器人已越來越多的應用于生產或生活領域?;谑褂每臻g的考慮,小型化、輕量化已成為機器人發(fā)展的必然趨勢。
機器人通常包括多節(jié)肢體和連接相鄰兩節(jié)肢體的關節(jié)減速器,目前,機器人技術領域普遍采用行星齒輪減速器作為關節(jié)減速器。
然而,由于自身結構限定,行星齒輪減速器的體積通常較大,繼而增加了機器人向小型化發(fā)展的難度。
因此,如何優(yōu)化行星齒輪減速器的結構,以使其整體體積縮小,繼而推動機器人整體結構向小型化發(fā)展,是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現要素:
本實用新型的發(fā)明目的在于,提供一種體積相對較小的行星齒輪減速器。在此基礎上,本實用新型還提供一種機器人,該機器人的關節(jié)減速器具體為前述的行星齒輪減速器。
為了達到上述目的,本實用新型所提供的行星齒輪減速器包括相鄰兩級的行星架和太陽輪;其中,所述太陽輪的外齒被周向切削形成連接部,所述連接部與所述行星架直接周向傳動連接。
可選地,所述連接部為切削后的剩余外齒,所述行星架具有與所述剩余外齒對應設置的內齒,所述行星架與所述太陽輪通過所述剩余外齒和所述內齒周向傳動連接。
可選地,所述剩余外齒的齒高為所述太陽輪的原外齒齒高的30%-60%。
可選地,所述連接部為光軸,所述連接部與所述行星架通過鍵周向傳動連接。
可選地,所述連接部為光軸,所述連接部和所述行星架通過相嚙合的外螺紋和內螺紋螺紋連接,所述外螺紋設置于所述連接部,所述內螺紋設置于所述行星架。
可選地,所述連接部為光軸,所述連接部與所述行星架通過脹套周向傳動連接。
除上述行星齒輪減速器外,本實用新型還提供一種機器人,該機器人包括至少兩節(jié)肢體,相鄰兩節(jié)所述肢體通過關節(jié)減速器連接,且,所述關節(jié)減速器具體為如上所述的行星齒輪減速器。
可選地,所述行星齒輪減速器具體為三級行星齒輪減速器
本實用新型所提供的行星齒輪減速器包括相鄰兩級的行星架和太陽輪;其中,所述太陽輪的外齒被周向切削形成連接部,所述連接部與所述行星架直接周向傳動連接。
與現有行星齒輪減速器相鄰兩級的行星架和太陽輪通過聯軸器傳動連接相比,本實用新型所提供的這種行星齒輪減速器的相鄰兩級行星架和太陽輪直接周向傳動連接,在一定程度上縮小了行星齒輪減速器的軸向尺寸。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術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用新型的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型所提供行星齒輪架減速器具體實施例的結構示意圖。
其中,圖1中各組件名稱與相應附圖標記之間的對應關系為:
10第一級太陽輪、11第一級行星架、12第一級行星輪;
20第二級太陽輪、21第二級行星架、22第二級行星輪;
30第三級太陽輪、31第三級行星架、32第三級行星輪;
40第一內齒圈、41第二內齒圈。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?,本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
為了便于本領域技術人員更好地理解本實用新型所提供的行星齒輪減速器,現結合圖1,以三級行星齒輪減速器為例來說明行星齒輪減速器的具體結構及工作原理,圖1為本實用新型所提供行星齒輪減速器具體實施例的剖視結構示意圖。
三級行星齒輪減速器包括輸入軸(圖中未示出)、第一級太陽輪10、第一級行星架11、第一級行星輪12、第二級太陽輪20、第二級行星架21、第二級行星輪22、第三級太陽輪30、第三級級行星架、第三級行星輪32、第一內齒圈40和第二內齒圈41。
其中,沿動力傳動方向上,輸入軸和第一級太陽輪10周向傳動連接,第一級行星輪12與第一級太陽輪10外齒嚙合并與第一內齒圈40內齒嚙合,第一級行星輪12通過圓柱滾子和定心軸將其軸線繞第一級太陽輪10軸線的公轉傳遞給第一級行星架11;第一級行星架11與第二級太陽輪20周向傳動連接,第二級行星輪22與第二級太陽輪20外齒嚙合并與第一內齒圈40內齒嚙合,第二級行星輪22通過圓柱滾子和定心軸將其軸線繞第二級太陽輪20軸線的公轉傳遞給第二級行星架21;第二級行星架21與第三級太陽輪30周向傳動連接,第三級行星輪32與第三級太陽輪30外齒嚙合并與第二內齒圈41內齒嚙合,第三級行星輪31直接與執(zhí)行元件固定連接或者是與輸出軸固定連接,第一內齒圈40和第二內齒圈41通過各自的法蘭盤固定連接,且,第一級行星輪12、第二級行星輪22和第三級行星輪32均為相對于輸入軸軸線圓周均勻分布的若干個外齒輪,這些外齒輪均與各自對應地太陽輪外齒嚙合,第一級行星輪12和第二級行星輪22的若干個外齒輪均與第一內齒圈40內齒嚙合,第三節(jié)行星輪的若干個外齒輪與第二外齒圈內齒嚙合。
需要說明的是,這些外齒輪的數量可以根據減速器各級行星架尺寸及傳遞扭矩等實際需要,由本領域技術人員自行決定具體個數,在此不做限定。
該三級行星齒輪減速器的工作原理為:動力源的動力經由輸入軸傳遞至第一級太陽輪10,再經由第一級行星輪12一級減速處理后傳遞至第二級太陽輪20,經一級減速處理后的動力繼續(xù)由第二級行星輪22二級減速處理后傳遞至第三級太陽輪30,經二級減速處理后的動力再次經由第三級行星輪32減速處理后傳遞至執(zhí)行元件或輸出軸。
為了減小行星齒輪減速器的軸向尺寸,上述三級行星齒輪減速器的第一級行星架11和第二級太陽輪20直接周向轉動連接,第二級行星架21和第三級太陽輪30直接周向轉動連接。
詳細地,第二級太陽輪20的外齒被周向切削形成連接部,第二級太陽輪20的連接部與第一級行星架11直接周向傳動連接;同樣,第三級太陽輪30的外齒被周向切削形成連接部,第三級太陽輪30的連接部與第二級行星架21直接周向傳動連接。
與現有行星齒輪減速器相鄰兩級的行星架和太陽輪通過聯軸器傳動連接相比,這種行星齒輪減速器的相鄰兩級行星架和太陽輪直接周向傳動連接,在一定程度上縮小了行星齒輪減速器的軸向尺寸。
此外,由于上述行星齒輪減速器的第一級行星架11與第二級太陽輪20直接周向傳動連接,從而較好地保證了第一級行星架11與第二級太陽輪20的同軸度。同樣,第二級行星架21與第三級太陽輪30也是直接周向傳動連接,繼而也很好地保證了第二級行星架21和第三級太陽輪30的同軸度。
需要說明的是,為了便于本領域技術人員更好地理解本實用新型的發(fā)明點,接下來以三級行星齒輪減速器的第二級太陽輪20和第一級行星架11兩者為例來說明相鄰兩級太陽輪和行星架直接周向傳動連接的具體實施方式。當然,第二級太陽輪20和第一級行星架11兩者直接周向傳動連接關系方式適用于第三級太陽輪30和第二級行星架21,故而本文在此不再加以贅述。
第一種實施方式為:第二級太陽輪20的連接部為切削后的剩余外齒,第一級行星架11具有與剩余外齒對應設置的內齒,第一級行星架11與第二級太陽輪20通過內齒和外齒周向傳動連接。
具體的,沿著行星齒輪減速器的傳動方向,切削加工第二級太陽輪20外齒,切削加工后的剩余外齒為與第一級行星架11連接的連接部,該連接部可以理解為齒輪軸。為了與該連接部形成內外齒齒輪嚙合連接,需要在第一級行星架11內孔加工相對應的內齒。
裝配時,第一級行星架11內齒直接與第二級太陽輪20連接部的外齒嚙合即可。采用這種連接方式,可以減少對第二級太陽輪20的切削加工工作量,直接利用切削后剩余外齒與第一級行星架11內齒連接??s小了行星齒輪減速器的軸向尺寸,同時降低了行星齒輪減速器的成本。
進一步的,為了保證齒輪傳動的可靠性及傳動平穩(wěn),優(yōu)選的切削加工后第二級太陽輪20的剩余外齒齒高為原太陽輪的原外齒齒高的30%-60%。
當然,切削加工后第二級太陽輪20的剩余外齒齒高與原太陽輪的原外齒齒高比例關系并不限定于上述數值范圍,本領域技術人員可根據行星齒輪減速器的具體結構加以調整。
第二種實施方式為:第二級太陽輪20的連接部為切削后的光軸,連接部與第一級行星架11通過鍵周向傳動連接。
具體的,沿著行星齒輪減速器的傳動方向,切削加工第二級太陽輪20外齒,直到切削成為光軸,即連接部為光軸。為了與第一級行星架11相連接,本實施例采用鍵連接,所以需要在連接部光軸上加工鍵槽,并安裝與連接部鍵槽相匹配的鍵,相應的在第一級行星架11的內孔上也要加工與該鍵相匹配的鍵槽。第二級太陽輪20連接部的鍵槽與鍵配合連接,且,鍵與第一級行星架11內孔上的鍵槽配合連接,從而形成第二級太陽輪20與第一級行星架11通過鍵周向轉動連接。
該方法縮小了行星齒輪減速器的軸向尺寸,同時降低了行星齒輪減速器的制作成本,同時鍵連接,對中性好,裝拆、維護方便。
第三種實施方式為:第二級太陽輪20的連接部為切削后的光軸,連接部和第一級行星架11通過相嚙合的外螺紋和內螺紋螺紋連接,外螺紋設置于連接部,內螺紋設置于第一級行星架11。
具體的,沿著行星齒輪減速器傳動方向,切削加工第二級太陽輪20外齒,直到切削成為光軸,即連接部為光軸,在連接部光軸上加工外螺紋,相應的在第一級行星架11內孔上加工與光軸上外螺紋相匹配的內螺紋。
第二級太陽輪20連接部和第一級行星架11通過相嚙合的外螺紋和內螺紋螺紋連接,當第一級行星架11在與連接部裝配時,螺紋擰緊后則相對固定,所以第一級行星架11周向轉動時帶動第二級太陽輪20周向轉動。
需要說明的是,行星架螺紋擰緊方向與第一級行星架11帶動第二級太陽輪20周向傳動方向一致。
第四種實施方式為:第二級太陽輪20的連接部為切削后的光軸,該連接部與第一級行星架11通過脹套周向傳動連接。
具體的,沿著行星齒輪減速器的傳動方向,切削加工第二級太陽輪20外齒,直到切削成為光軸,即連接部為光軸。同時將第一級行星架11內孔加工成光孔,由于本實施例采用脹套連接,所以本領域技術人員可知安裝脹套的第二級太陽輪20連接部和第一級行星架11內孔的加工要求精度不高,故脹套安裝時只需將螺栓按要求的力矩擰緊即可,且還可以很容易的將第一級行星架11和第二級太陽輪20的相對位置調整到所需位置。
此外,脹套聯結可以承受多重負荷,其結構可以做成多種樣式,根據安裝負荷大小,還可以多個脹套串聯使用,脹套拆卸方便,脹緊時,接觸面緊密貼合不易銹蝕,便于拆開。
安裝時,只調整第一級行星架11和第二級太陽輪20的相對位置至設計位置;然后,再將脹套平滑地裝入聯結孔處即可。
需要說明的是,在滿足太陽輪和前一級行星架直接周向轉動連接的技術方案及裝配工藝要求的基礎上,除三級行星齒輪減速器外的,二級、四級或五級等其他級數的行星齒輪減速器也均落入本實用新型的保護范圍內。
除上述三級行星齒輪減速器外,本實用新型還提供一種機器人,該機器人包括至少兩節(jié)肢體;其中,相鄰兩節(jié)肢體通過關節(jié)減速器連接,且,該關節(jié)減速器為如上所述的行星齒輪減速器。
優(yōu)選地,該關節(jié)減速器具體為前述的三級行星齒輪減速器。
如前所述,這種行星齒輪減速器中相鄰兩級太陽輪和行星架直接周向傳動轉動連接,與現有技術相鄰兩級太陽輪和行星架通過聯軸器相比,這種行星齒輪減速器整體軸向尺寸較小,從而使得包括該行星齒輪減速器的機器人整體徑向尺寸較小,繼而使得該機器人向小型化發(fā)展,符合目前對機器人產品市場需求。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等,均包含在本實用新型的保護范圍內。