本發(fā)明涉及減速傳動裝置技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種擺線鋼球行星傳動機構(gòu)及其機器人關(guān)節(jié)減速裝置。

背景技術(shù)：

目前，工業(yè)機器人關(guān)節(jié)減速裝置種類繁多，包括rv減速器、諧波減速器和擺線鋼球減速器等。其中rv減速器、諧波減速器雖然承載能力較強，但其速比通常大于30，不適宜高速搬運機器人的運轉(zhuǎn)速度要求。擺線鋼球減速器為二齒差行星減速裝置，雖然其具備高速搬運機器人所需的小速比、零背隙的優(yōu)點，但也存在嚙合副潤滑不良、齒形易根切、等速機構(gòu)承載不佳等問題，導(dǎo)致該種減速器功率密度較低、負(fù)載能力較差、使用壽命較短，因此在工業(yè)機器人中應(yīng)用較少。目前，亟需一種兼具零背隙、小速比等優(yōu)點，且承載能力、強度與壽命較強的工業(yè)機器人關(guān)節(jié)減速裝置。

中國專利號99202368.8，公開日2000年9月27日，公開了一份名稱為“密珠擺線鋼球減速器”的專利文件，其包括在輸入軸上有偏心軸與平衡塊，偏心軸外安裝開有內(nèi)擺線滾道的偏心盤，偏心盤一側(cè)與端蓋內(nèi)側(cè)面間用防自轉(zhuǎn)機構(gòu)連接，與輸出軸連成一體并在側(cè)面開有外擺線滾道的輸出盤，偏心盤與輸出盤的兩滾道間密集裝有鋼球組成的鋼球齒輪，形成嚙合傳動。該專利所述減速器中，擺線滾道間的鋼球采用密集安裝，理論上提升了功率密度，但專利中給出的擺線滾道中心方程未含鋼球規(guī)值及鋼球間潤滑脂厚度參數(shù)，即未考慮鋼球直徑誤差的影響，也未預(yù)留各個鋼球之間的潤滑脂間隙，導(dǎo)致密集安裝的各個鋼球未經(jīng)潤滑脂隔開，鋼球之間直接擠壓磨損。因此該專利所述減速器在實際使用狀態(tài)下容易出現(xiàn)潤滑不良、磨損加劇等問題，承載能力與使用壽命依舊較差。

中國專利號201410101989.5，公開日2014年6月25日，公開了一份名稱為“單級硬齒面擺線鋼球行星減速機”的專利文件，其包括機殼、輸入軸、偏心套、鋼球組、端蓋、端蓋盤、十字盤、行星盤、中心盤、輸出軸、預(yù)緊螺母、支承軸承、軸承端蓋。該減速機采用k-h-v型單級少齒差行星傳動的基本結(jié)構(gòu)，以中心盤和行星盤端面上的內(nèi)、外擺線槽作為齒廓，以鋼球作為中介體嚙合傳動，通過鋼球與擺線槽的四點接觸消除齒隙，同時配以無齒隙十字鋼球等速傳動機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、零齒隙、傳動精度高、效率高的優(yōu)點。該專利所述減速機中，組成十字鋼球等速傳動機構(gòu)的各組水平槽、垂直槽由于其不均勻性，容易造成各槽之間載荷分布不均，降低減速機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，引發(fā)振動縮短使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中擺線鋼球減速器速比較小但實際承載能力較差的不足，提供了一種擺線鋼球行星傳動機構(gòu)，該機構(gòu)在保有小速比性能的基礎(chǔ)上，可以有效提升其實際承載能力與使用壽命；所提供的機器人關(guān)節(jié)減速裝置更為適應(yīng)工業(yè)機器人關(guān)節(jié)，特別適用于高速搬運機器人電動旋轉(zhuǎn)型關(guān)節(jié)的使用要求。

2.技術(shù)方案

為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種擺線鋼球行星傳動機構(gòu)，包括行星盤、中心盤和鋼球組，所述鋼球組中各鋼球之間留有間隙d，d＝z0(h+δ)/2π，其中z0為鋼球組的鋼球數(shù)量；h為鋼球間的潤滑脂厚度；δ為鋼球規(guī)值。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述行星盤端面上的齒槽采用含參數(shù)組合z0(h+δ)/2π的修形外擺線齒形，所述修形外擺線齒形方程式為：

式中r0——鋼球組分布圓半徑；

z0——鋼球組的鋼球數(shù)量；

h——鋼球間的潤滑脂厚度；

δ——鋼球規(guī)值；

k——擺線短幅系數(shù)；

r0——擺線發(fā)生圓半徑；

θ1——外擺線生成角。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述中心盤端面上的齒槽采用含參數(shù)組合z0(h+δ)/2π的修形內(nèi)擺線齒形，所述修形內(nèi)擺線齒形方程式為：

式中r0——鋼球組分布圓半徑；

z0——鋼球組的鋼球數(shù)量；

h——鋼球間的潤滑脂厚度；

δ——鋼球規(guī)值；

k——擺線短幅系數(shù)；

r0——擺線發(fā)生圓半徑；

θ2——內(nèi)擺線生成角。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述修形外擺線齒形方程式和修形內(nèi)擺線齒形方程式的參數(shù)受不根切條件約束，不根切條件為：

式中r——鋼球半徑；

r0——鋼球組分布圓半徑；

z0——鋼球組的鋼球數(shù)量；

k——擺線短幅系數(shù)；

z1——行星盤端面上齒槽的齒數(shù)；

β——齒槽的槽形角。

本發(fā)明的一種機器人關(guān)節(jié)減速裝置，包括十字鋼球等速傳動機構(gòu)和權(quán)利要求1～4中任一項所述擺線鋼球行星傳動機構(gòu)，所述十字鋼球等速傳動機構(gòu)主要由行星盤、十字盤、端蓋盤和鋼球組組成。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述行星盤、十字盤、端蓋盤相配合的端面上的直線槽在其分布圓上均勻等距分布。

作為本發(fā)明更進一步的改進，直線槽的數(shù)量n由參數(shù)式確定：

式中l(wèi)——直線槽的長度；

r——鋼球半徑；

r1——直線槽的分布圓半徑。

作為本發(fā)明更進一步的改進，直線槽的長度l由參數(shù)式確定：

l>2r+e；

式中r——鋼球半徑；

e——輸入軸偏心距。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明的一種擺線鋼球行星傳動機構(gòu)，在其所述的增強型擺線鋼球傳動機構(gòu)中，鋼球組的各個鋼球之間并非緊密排列，而是在各個鋼球之間留有參數(shù)組合z0(h+δ)/2π所確定的微小間隙d，并根據(jù)該參數(shù)組合得到擺線齒槽對應(yīng)的修形內(nèi)擺線齒形方程式與修形外擺線齒形方程；通過參數(shù)組合z0(h+δ)/2π確定的微小間隙既能提供鋼球?qū)嶋H直徑大于公稱直徑時誤差量的所需空間，避免了鋼球間的過度擠壓；又能提供潤滑脂的所需空間，確保了鋼球間的潤滑環(huán)境，從而有效提升減速裝置的實際使用壽命。

(2)本發(fā)明的一種擺線鋼球行星傳動機構(gòu)，擺線鋼球傳動機構(gòu)中，修形外擺線齒形方程式和修形內(nèi)擺線齒形方程式的參數(shù)受不根切條件約束，以確保齒槽齒根處的曲率半徑始終大于鋼球半徑，避免行星盤和中心盤端面上的齒槽發(fā)生根切，從而減小鋼球與齒槽間的接觸應(yīng)力，降低鋼球與齒槽的磨損。經(jīng)計算，未經(jīng)不根切條件設(shè)計出的齒槽，鋼球與齒槽之間的最大接觸應(yīng)力約為6×10⁴mpa；經(jīng)過不根切條件設(shè)計出的齒槽，鋼球與齒槽之間的最大接觸應(yīng)力小于3000mpa，二者相比接觸應(yīng)力降低了20倍。因此，具備上述技術(shù)方案的所述增強型機器人關(guān)節(jié)減速裝置，可以有效降低了鋼球與齒槽嚙合時的接觸應(yīng)力，增強減速裝置的承載能力與使用壽命。

(3)本發(fā)明的一種機器人關(guān)節(jié)減速裝置，增強型十字鋼球等速傳動機構(gòu)中，行星盤、十字盤和端蓋盤的端面上的各直線槽在其分布圓上均勻等距分布，且對直線槽的個數(shù)與長度有結(jié)構(gòu)尺寸限制，以防止直線槽干涉和鋼球卡死。通過各直線槽的均勻等距分布，提升了各直線槽之間載荷分布的均勻性和減速裝置的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，降低了振動；通過各直線槽的均勻等距分布，充分利用了直線槽的分布圓空間，大大增加了直線槽的數(shù)量，降低了單個直線槽上的載荷，因此，具備上述技術(shù)方案的所述增強型機器人關(guān)節(jié)減速裝置，強化了十字鋼球等速傳動機構(gòu)這一薄弱環(huán)節(jié)，增強了減速裝置的承載能力。

(4)本發(fā)明的一種機器人關(guān)節(jié)減速裝置，全部技術(shù)方案均圍繞提升承載能力與使用壽命而實施，并未改變現(xiàn)有的擺線鋼球減速器二齒差的齒數(shù)配比，因此，該機器人關(guān)節(jié)減速裝置在提升承載能力與使用壽命的同時，保留了小速比的特性，適用于高速搬運機器人電動旋轉(zhuǎn)型關(guān)節(jié)的運轉(zhuǎn)速度要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的a-a向剖視圖；

圖3為圖1中的b-b向剖面圖；

圖4為圖1中的c-c向剖面圖；

圖5為圖1中的d-d向剖面圖；

圖6為擺線齒槽中鋼球零間距密集安裝的結(jié)構(gòu)圖；

圖7為擺線齒槽中鋼球之間預(yù)留微小間隙安裝的結(jié)構(gòu)圖；

圖8為擺線齒槽根切時的結(jié)構(gòu)圖；

圖9為擺線齒槽無根切時的結(jié)構(gòu)圖；

圖10為擺線齒槽根切時的接觸應(yīng)力變化圖；

圖11為擺線齒槽無根切時的接觸應(yīng)力變化圖；

圖12為十字鋼球等速傳動機構(gòu)中直線槽非均勻布置的結(jié)構(gòu)圖；

圖13為十字鋼球等速傳動機構(gòu)中直線槽均勻等距布置的結(jié)構(gòu)圖；

圖14為本發(fā)明實施于機器人關(guān)節(jié)中，機殼固定、法蘭輸出時的結(jié)構(gòu)圖；

圖15為本發(fā)明實施于機器人關(guān)節(jié)中，法蘭固定、機殼輸出時的結(jié)構(gòu)圖。

示意圖中的標(biāo)號說明：

1—密封裝置；2—擋板；3—法蘭；4—預(yù)緊螺旋；

5—機殼；6—交叉滾子軸承；7—中心盤；8—鋼球組；

9—行星盤；10—鋼球組；11—十字盤；12—端蓋盤；

13—端蓋；14—輸入軸端蓋；15—輸入軸；16—平衡配重塊；

17—圓柱滾子軸承；18—電機。

具體實施方式

為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

結(jié)合圖1，本實施例的一種機器人關(guān)節(jié)減速裝置，包括十字鋼球等速傳動機構(gòu)和擺線鋼球行星傳動機構(gòu)，十字鋼球等速傳動機構(gòu)主要由行星盤9、鋼球組10、十字盤11、端蓋盤12組成，擺線鋼球行星傳動機構(gòu)主要由中心盤7、鋼球組8、行星盤9組成。

作為具體實施例，本實施例的減速裝置包括密封裝置1、擋板2、法蘭3、預(yù)緊螺旋4、機殼5、交叉滾子軸承6、中心盤7、鋼球組8、行星盤9、鋼球組10、十字盤11、端蓋盤12、端蓋13、輸入軸端蓋14、輸入軸15、平衡配重塊16、圓柱滾子軸承17。其中輸入軸15具有偏心軸段，偏心軸段上裝有圓柱滾子軸承17。圓柱滾子軸承17內(nèi)圈固定，外圈可軸向游動，內(nèi)圈左側(cè)通過軸肩定位，內(nèi)圈右側(cè)靠平衡配重塊16定位，平衡配重塊16通過螺釘固定于輸入軸15。行星盤9內(nèi)孔通過配合與圓柱滾子軸承17的外圈連接，行星盤9可隨圓柱滾子軸承17的外圈一起軸向游動。行星盤9、十字盤11、端蓋盤12端面上的直線槽通過夾緊鋼球組10構(gòu)成增強型十字鋼球等速傳動機構(gòu)。其中十字盤11浮動，端蓋盤12通過螺釘組與端蓋13固連，端蓋13又通過螺釘組與機殼5固連。行星盤9、中心盤7端面上的齒槽通過夾緊鋼球組8構(gòu)成了增強型擺線鋼球齒輪副。其中中心盤7通過螺釘組固定于法蘭3的一側(cè)端面，法蘭3與機殼5通過交叉滾子軸承6連接，法蘭3能相對機殼5轉(zhuǎn)動。擋板2通過螺釘組固定于法蘭3的另一側(cè)端面，擋板2用于壓緊交叉滾子軸承6。預(yù)緊螺旋4上的外螺紋與機殼5左端的內(nèi)螺紋連接，通過旋緊預(yù)緊螺旋4可以消除增強型十字鋼球等速傳動機構(gòu)中鋼球組10與直線槽之間的間隙，以及增強型擺線鋼球齒輪副中鋼球組8與齒槽之間的間隙。輸入軸15為空心軸，其內(nèi)孔中有鍵槽貫穿整根軸，輸入軸15通過軸承與端蓋13和法蘭3連接。

參看圖1，該減速裝置有兩種工作方式，第一種方式為機殼5固定、法蘭3輸出，第二種方式為法蘭3固定、機殼5輸出。第一種方式的工作原理為：動力由輸入軸15輸入，通過其上的圓柱滾子軸承17傳遞給行星盤9。此種方式下機殼5固定，則固定在機殼5上的端蓋13和端蓋盤12亦不可轉(zhuǎn)動。因此，行星盤9與十字盤11、鋼球組10、端蓋盤12構(gòu)成的增強型十字鋼球等速傳動機構(gòu)會限制行星盤9的自轉(zhuǎn)運動，使得行星盤9僅隨輸入軸15的自轉(zhuǎn)作平動。

行星盤9、鋼球8及中心盤7構(gòu)成增強型擺線鋼球傳動機構(gòu)，行星盤9通過鋼球組8推動中心盤7以較低的速度自轉(zhuǎn)。法蘭3通過螺釘組固連于中心盤7上，會隨中心盤7一起低速自轉(zhuǎn)，完成動力輸出。

第二種方式的工作原理為：動力由輸入軸15輸入，通過其上的圓柱滾子軸承17傳遞給行星盤9。此種方式下法蘭3固定，則固定在法蘭3上的中心盤7亦不可轉(zhuǎn)動。因此，行星盤9在增強型擺線鋼球齒輪副的作用下，被中心盤7約束作低速自轉(zhuǎn)。行星盤9的低速自轉(zhuǎn)通過增強型十字鋼球等速傳動機構(gòu)，等速傳遞給端蓋盤12。機殼5通過螺釘組和端蓋13、端蓋盤12固連在一起，會隨端蓋盤12一起低速自轉(zhuǎn)，完成動力輸出。

參看圖2、圖3，本實施例的擺線鋼球傳動機構(gòu)的端面結(jié)構(gòu)，鋼球組8均勻等距布置于行星盤9和中心盤7的齒槽中。

圖6為現(xiàn)有技術(shù)中所述鋼球零間距密集安裝的結(jié)構(gòu)圖。圖7為本發(fā)明中所述鋼球之間預(yù)留微小間隙安裝的結(jié)構(gòu)圖。對比圖6和圖7，圖6中鋼球之間為零間距的緊密排列，雖然其理論上減小了減速器體積，提升了功率密度，但由于鋼球之間沒有縫隙包容鋼球直徑誤差和潤滑脂，導(dǎo)致密集安裝的各個鋼球未經(jīng)潤滑脂隔開，鋼球之間直接擠壓磨損；甚至當(dāng)鋼球因制造誤差原因?qū)е聦嶋H直徑大于公稱直徑時，還會引起鋼球間的過度擠壓。因此，現(xiàn)有技術(shù)中所述的鋼球零間距密集安裝方式，在實際使用狀態(tài)下極易出現(xiàn)鋼球之間潤滑不良、磨損加劇等問題，減速器承載能力與使用壽命依舊較差。

與之對照的，圖7中各個鋼球之間并非緊密排列，而是在各個鋼球之間留有參數(shù)組合z0(h+δ)/2π所確定的微小間隙d＝z0(h+δ)/2π，其中z0為鋼球組的鋼球數(shù)量；h為鋼球間的潤滑脂厚度；δ為鋼球規(guī)值。所述的參數(shù)組合z0(h+δ)/2π中包括了鋼球規(guī)值δ，用于預(yù)留微小間隙以適應(yīng)鋼球規(guī)值對應(yīng)的鋼球直徑誤差；還包括了鋼球間的潤滑脂厚度h，用于預(yù)留微小間隙以容納潤滑脂。通過參數(shù)組合z0(h+δ)/2π確定的微小間隙既能提供鋼球?qū)嶋H直徑大于公稱直徑時誤差量的所需空間，避免了鋼球間的過度擠壓；又能提供潤滑脂的所需空間，確保了鋼球間的潤滑環(huán)境，使得減速裝置具備良好的運行環(huán)境，從而有效提升減速裝置的實際使用壽命。

此外，所述參數(shù)組合z0(h+δ)/2π確定的微小間隙數(shù)量級較小，為10^-2mm級，該間隙容納潤滑脂和鋼球直徑誤差后再無多余空間供鋼球竄動，因此經(jīng)潤滑脂間隔的各個鋼球在裝配和運轉(zhuǎn)過程中不會偏離預(yù)定位置，可以避免減速裝置的嚙合不良或運轉(zhuǎn)卡死。

進一步的，圖7中鋼球之間引入?yún)?shù)組合z0(h+δ)/2π確定的微小間隙后，必須對齒槽進行齒形修形。具體的，現(xiàn)有技術(shù)中所述鋼球零間距密集安裝，其擺線齒槽對應(yīng)的外擺線齒形方程式為：

本實施例中鋼球之間預(yù)留參數(shù)組合z0(h+δ)/2π確定的微小間隙安裝，相對現(xiàn)有技術(shù)，其行星盤9上擺線齒槽對應(yīng)的修形外擺線齒形方程式為：

式中r0——鋼球組分布圓半徑；

z0——鋼球組的鋼球數(shù)量；

h——鋼球間的潤滑脂厚度；

δ——鋼球規(guī)值；

k——擺線短幅系數(shù)；

r0——擺線發(fā)生圓半徑；

θ1——外擺線生成角。

具體的，現(xiàn)有技術(shù)中所述鋼球零間距密集安裝，其擺線齒槽對應(yīng)的內(nèi)擺線齒形方程式為：

本發(fā)明中所述鋼球之間預(yù)留參數(shù)組合z0(h+δ)/2π確定的微小間隙安裝，相對現(xiàn)有技術(shù)，其中心盤7上擺線齒槽對應(yīng)的修形內(nèi)擺線齒形方程式為：

式中r0——鋼球組分布圓半徑；

z0——鋼球組的鋼球數(shù)量；

h——鋼球間的潤滑脂厚度；

δ——鋼球規(guī)值；

k——擺線短幅系數(shù)；

r0——擺線發(fā)生圓半徑；

θ2——內(nèi)擺線生成角。

在上述修形外擺線齒形方程式和修形內(nèi)擺線齒形方程式的參數(shù)受不根切條件約束，以確保行星盤和中心盤端面上的齒槽不發(fā)生根切，以減小鋼球與齒槽間的接觸應(yīng)力，降低鋼球與齒槽的磨損，增強擺線鋼球齒輪副的承載能力與使用壽命。

已公開專利方案(申請?zhí)枺?9202368.8)減速器還采用短幅擺線作為擺線滾道中心方程，并給出了方程所需的短幅系數(shù)關(guān)系式，但該短幅系數(shù)關(guān)系式僅由鋼球密集排列條件所確定，并未考慮擺線滾道曲率半徑因素。依據(jù)該關(guān)系式設(shè)計出的擺線滾道，齒根處的曲率半徑通常小于鋼球半徑。因此，在擺線滾道加工過程中，齒根會被刀具切掉而產(chǎn)生根切現(xiàn)象。根切現(xiàn)象使擺線滾道齒根處出現(xiàn)尖角，當(dāng)鋼球與齒根尖角嚙合時，接觸應(yīng)力極大，磨損嚴(yán)重。因此該專利所述減速器容易出現(xiàn)應(yīng)力過大、磨損加劇等問題，承載能力、強度與壽命較差。

參看圖8，其為現(xiàn)有技術(shù)中未考慮不根切條件，導(dǎo)致擺線齒槽發(fā)生根切的結(jié)構(gòu)圖。參看圖10為現(xiàn)有技術(shù)中未考慮不根切條件，導(dǎo)致擺線齒槽發(fā)生根切的接觸應(yīng)力變化圖。參看圖9為本發(fā)明所述考慮不根切條件，擺線齒槽不發(fā)生根切的結(jié)構(gòu)圖。參看圖11為本發(fā)明所述考慮不根切條件，擺線齒槽不發(fā)生根切的接觸應(yīng)力變化圖。

對比圖8、圖10和圖9、圖11，圖8中未考慮不根切條件，導(dǎo)致擺線齒槽齒根處的曲率半徑小于鋼球半徑。在擺線齒槽加工過程中，齒槽的齒根部分會被刀具切掉而產(chǎn)生根切現(xiàn)象，圖8中的陰影區(qū)域即齒根被刀具切掉的部分。根切現(xiàn)象使擺線齒槽齒根處出現(xiàn)尖角，當(dāng)鋼球運行到齒根尖角附近時，鋼球與擺線齒槽之間的接觸應(yīng)力極大，磨損嚴(yán)重。圖10中未考慮不根切條件，導(dǎo)致擺線齒槽發(fā)生根切時，鋼球與擺線齒槽之間的最大接觸應(yīng)力約為6×10⁴mpa。因此現(xiàn)有技術(shù)中擺線鋼球減速器容易出現(xiàn)應(yīng)力過大、磨損加劇等問題，承載能力、強度與壽命較差。

與之對照的，圖9中考慮不根切條件，擺線齒形方程式的參數(shù)受不根切條件約束，確保了擺線齒槽齒根處的曲率半徑始終大于鋼球半徑，避免了擺線齒槽發(fā)生根切，減小了鋼球與擺線齒槽間的接觸應(yīng)力，降低了鋼球與擺線齒槽的磨損。圖11中考慮不根切條件，擺線齒槽不發(fā)生根切時，鋼球與擺線齒槽之間的最大接觸應(yīng)力小于3000mpa，與圖10的數(shù)據(jù)相比接觸應(yīng)力降低了約20倍。因此本發(fā)明的機器人關(guān)節(jié)減速裝置，通過不根切條件可以有效降低鋼球與齒槽嚙合時的接觸應(yīng)力，增強減速裝置的承載能力與使用壽命。具體的，本實施例中所述擺線齒形不根切條件為：

式中r——鋼球半徑；

r0——鋼球組分布圓半徑；

z0——鋼球組的鋼球數(shù)量；

k——擺線短幅系數(shù)；

z1——行星盤端面上齒槽的齒數(shù)；

β——齒槽的槽形角。

參看圖1、圖4、圖5，本實施例中行星盤9、鋼球組10、十字盤11、端蓋盤12組成了增強型十字鋼球等速傳動機構(gòu)，其中行星盤9右端面與十字盤11左端面都加工有一組水平方向、沿分布圓均布的直線槽，且兩端面上的直線槽一一對應(yīng)；十字盤11右端面與端蓋盤12左端面都加工有一組豎直方向、沿分布圓均布的直線槽，且兩端面上的直線槽一一對應(yīng)；同時，十字盤11左、右端面的直線槽相互垂直。

圖12為現(xiàn)有技術(shù)所述十字鋼球等速傳動機構(gòu)中直線槽非均勻布置的結(jié)構(gòu)圖。圖13為本實施例十字鋼球等速傳動機構(gòu)中直線槽均勻等距布置的結(jié)構(gòu)圖。

對比圖12和圖13，圖12中各直線槽在其分布圓上非均勻布置，容易造成各直線槽之間載荷分布不均，降低減速器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，引發(fā)振動縮短使用壽命。此外，十字鋼球等速傳動機構(gòu)沿半徑方向上因空間有限，僅能布置1-2組直線槽，承載的直線槽數(shù)量過少，單個直線槽上載荷較大。因此現(xiàn)有技術(shù)中擺線鋼球減速器的十字鋼球等速傳動機構(gòu)為其薄弱環(huán)節(jié)，該薄弱環(huán)節(jié)嚴(yán)重影響了減速器的承載能力。

與之對照的，圖13中各直線槽在其分布圓上均勻等距分布，且對直線槽的個數(shù)與長度有結(jié)構(gòu)尺寸限制，以防止直線槽干涉和鋼球卡死。具體的，直線槽的數(shù)量n由如下參數(shù)式確定：

式中l(wèi)——直線槽的長度；

r——鋼球半徑；

r1——直線槽的分布圓半徑。

直線槽的長度l由如下參數(shù)式確定：

l>2r+e；

式中r——鋼球半徑；

e——輸入軸偏心距。

圖13中通過各直線槽的均勻等距分布，提升了各直線槽之間載荷分布的均勻性和減速裝置的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，降低了振動；通過各直線槽的均勻等距分布，充分利用了直線槽的分布圓空間，大大增加了直線槽的數(shù)量，降低了單個直線槽上的載荷。因此本發(fā)明所述的增強型機器人關(guān)節(jié)減速裝置，強化了十字鋼球等速傳動機構(gòu)這一薄弱環(huán)節(jié)，增強了減速裝置的承載能力。

參看圖14、圖15，作為本發(fā)明機器人關(guān)節(jié)減速裝置使用時的兩種應(yīng)用方式。

參看圖14，在此實施應(yīng)用方式中，機殼5與電機18都固連在機器人關(guān)節(jié)的固定端。電機18的動力由輸入軸15輸入，通過其上的圓柱滾子軸承17傳遞給行星盤9。在此實施方式中機殼5固定，則固定在機殼5上的端蓋13和端蓋盤12亦不可轉(zhuǎn)動。因此，行星盤9與十字盤11、鋼球組10、端蓋盤12構(gòu)成的增強型十字鋼球等速傳動機構(gòu)會限制行星盤9的自轉(zhuǎn)運動，使得行星盤9僅隨輸入軸15的自轉(zhuǎn)作平動。行星盤9、鋼球8及中心盤7構(gòu)成增強型擺線鋼球齒輪副，行星盤9通過鋼球組8推動中心盤7以較低的速度自轉(zhuǎn)。法蘭3通過螺釘組固連于中心盤7上，會隨中心盤7一起低速自轉(zhuǎn)。法蘭3再與機器人關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)端固連，從而帶動機器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。

參看圖15，在此實施應(yīng)用方式中，法蘭3與電機18都固連在機器人關(guān)節(jié)的固定端。電機18的動力由輸入軸15輸入，通過其上的圓柱滾子軸承17傳遞給行星盤9。在此實施方式中法蘭3固定，則固定在法蘭3上的中心盤7亦不可轉(zhuǎn)動。因此，行星盤9在增強型擺線鋼球齒輪副的作用下，被中心盤7約束作低速自轉(zhuǎn)。行星盤9的低速自轉(zhuǎn)通過增強型十字鋼球等速傳動機構(gòu)，等速傳遞給端蓋盤12。機殼5通過螺釘組和端蓋13、端蓋盤12固連在一起，會隨端蓋盤12一起低速自轉(zhuǎn)。機殼5再與機器人關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)端固連，從而帶動機器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。

以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。