擺線針輪減速器及機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種擺線針輪減速器，以及采用該擺線針輪減速器的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]擺線針輪減速器是一種應(yīng)用行星式傳動原理，采用擺線針齒嚙合的新穎傳動裝置，具有傳動比大(單級減速比在7至87之間，兩級減速比在121至7569之間)，傳動效率高(在90%以上)，保養(yǎng)方便，體積小、質(zhì)量輕，拆裝方便、容易維修，壽命長、噪音小等有點，在工業(yè)機(jī)器人、高精密機(jī)床、醫(yī)療等行業(yè)有著廣泛的用途。
[0003]這種擺線針輪減速器一般包括主軸，用于引入電動機(jī)的動力；減速機(jī)構(gòu)，將主軸的轉(zhuǎn)速降至合理的范圍；輸入端蓋和輸出端蓋，用于將減速機(jī)構(gòu)的動力輸出。減速機(jī)構(gòu)一般包括針齒殼，輸入端蓋和輸出端蓋設(shè)置在針齒殼兩端用螺釘軸向固定在一起，可以相對針齒殼轉(zhuǎn)動。輸入端蓋和輸出端蓋上還設(shè)置接收減速機(jī)構(gòu)的動力的柱銷軸。由上可知，輸入端蓋和輸出端蓋上需設(shè)有供柱銷軸穿過的柱銷軸孔和供連接螺釘穿過的螺釘孔，為了減少輸入端蓋和輸出端蓋的徑向尺寸，通常將柱銷軸孔和螺釘孔設(shè)在同一個分布圓上。但是在柱銷軸所傳遞的力矩比較大的情況下，需要增大柱銷軸孔，這樣柱銷軸孔就可能與螺釘孔干涉。為了避免干涉，又只能將螺釘孔和柱銷軸孔分為兩圈設(shè)置，但這樣會增加輸入端蓋和輸出端蓋的徑向尺寸，相應(yīng)地增大擺線針輪減速器的體積。
[0004]為了解決該技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)提供的一種方案是將柱銷軸和輸出端蓋做成一體(當(dāng)然也可以將柱銷軸和輸入端蓋做成一體)，在輸入端蓋和輸出端蓋扣合時，柱銷軸抵接所述輸入端蓋的內(nèi)端面，連接螺釘從輸入端蓋外端面旋入所述柱銷軸，將輸入端蓋和輸出端蓋固定在一起。這種結(jié)構(gòu)使得柱銷軸和連接螺釘可以共用一個安裝位置，不僅可以減少擺線針輪減速器的體積，還能保證柱銷軸能傳遞盡可能大的力矩。由于柱銷軸是用來傳遞擺線輪自轉(zhuǎn)力矩的，加工精度要求一般比較高。常用的柱銷軸需要進(jìn)行淬火處理，淬火處理后的硬度要達(dá)到HRC58-62，此外柱銷軸的加工精度要達(dá)到表面粗糙度0.4?0.8、圓周方向位置精度達(dá)到0.005_。如果柱銷軸單獨加工的話，上述要求還能達(dá)到，但在與輸出端蓋連成一體之后,要達(dá)到上述要求,對加工能力的要求非常高,大大增加了加工的成本,使得國內(nèi)的加工水平很難達(dá)到。此外為保證剛度和強(qiáng)度，柱銷軸一般采用軸承鋼，在柱銷軸和輸出端蓋做成一體后，輸出端蓋的材質(zhì)必須采用軸承鋼，而輸出端蓋原來的材質(zhì)可以是比軸承鋼成本低得多的鑄鐵，(目前國內(nèi)的熱處理水平很難將鑄鐵的硬度加工到HRC58-62，因此柱銷軸不能跟輸出端蓋一樣采用鑄鐵材質(zhì))，提高了輸出端蓋的材料成本。而且，如果采用鑄鐵材質(zhì)的話，可以先將鑄鐵毛坯材料鑄造成與零件最終尺寸接近的形狀，再進(jìn)行下一步的機(jī)械加工。而采用軸承鋼材質(zhì)的話，則需要將圓棒或者板類形狀的軸承鋼毛坯料直接通過機(jī)械加工的方式制成最終的零件。由此可見，采用軸承鋼一體制成輸出端蓋和柱銷軸，在加工柱銷軸的時候需要切掉大部分材料，造成軸承鋼毛坯材料的很大浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種傳遞力矩大和成本低的擺線針輪減速器以及采用該擺線針輪減速器的機(jī)器人。
[0006]本發(fā)明提供的擺線針輪減速器，包括輸入動力的主軸、減速機(jī)構(gòu)和輸出動力的輸入端蓋和輸出端蓋；所述減速機(jī)構(gòu)包括針齒殼和設(shè)置在針齒殼內(nèi)壁的針齒銷，所述針齒銷與針齒殼組成針輪；所述主軸位于針齒殼的中央，所述輸入端蓋和輸出端蓋分別設(shè)置所述針齒殼的兩端，用固定件固定在一起，可以相對針齒殼自由轉(zhuǎn)動；所述減速機(jī)構(gòu)還包括柱銷軸；所述柱銷軸兩端分別抵接所述輸入端蓋和輸出端蓋的內(nèi)端面，柱銷軸中央設(shè)有軸向的固定孔，所述固定件穿過所述固定孔，將柱銷軸固定在輸入端蓋和輸出端蓋上。
[0007]所述輸入端蓋和輸出端蓋的內(nèi)端面設(shè)有內(nèi)坑，所述柱銷軸抵接所述內(nèi)坑的底面。
[0008]所述固定件為螺釘，所述螺釘?shù)穆菝辈康纸铀鲚斎攵松w外端面，桿體部與輸出端蓋螺紋連接，或者所述螺釘?shù)穆菝辈康纸铀鲚敵龆松w外端面，桿體部與所述輸入端蓋螺紋連接。所述輸入端蓋或者輸出端蓋的外端面設(shè)有外坑，所述螺釘?shù)穆菝辈康纸铀鐾饪拥牡酌妗?br>[0009]所述固定件為螺桿和螺母，所述螺桿兩端設(shè)有外螺紋，外螺紋上套接有分別抵接在所述輸入端蓋和輸出端蓋外端面上的螺母。所述輸入端蓋和輸出端蓋的外端面設(shè)有外坑，所述螺母抵接所述外坑的底面。
[0010]所述減速機(jī)構(gòu)還包括擺線輪，所述主軸上設(shè)有驅(qū)動所述擺線輪做偏心擺動的偏心部；所述擺線輪在做偏心擺動的同時與針輪嚙合，產(chǎn)生與擺線輪偏心擺動方向相反的自轉(zhuǎn)，所述柱銷軸穿過擺線輪，將擺線輪的自轉(zhuǎn)傳遞給輸入端蓋和輸出端蓋。
[0011]所述偏心部有2?4個，沿主軸圓周方向均勻分布，每個偏心部上相應(yīng)地套設(shè)一個擺線輪。
[0012]所述擺線輪與所述主軸的偏心部之間設(shè)置有轉(zhuǎn)臂軸承，所述轉(zhuǎn)臂軸承是有內(nèi)圈無外圈的滾子軸承或者無內(nèi)外圈只帶保持架的滾針軸承。
[0013]本發(fā)明提供的機(jī)器人，包括機(jī)械臂、機(jī)械手、機(jī)器人關(guān)節(jié)，所述機(jī)械臂與機(jī)械臂之間、以及所述機(jī)械臂與所述機(jī)械手之間通過所述機(jī)器人關(guān)節(jié)連接，所述機(jī)器人關(guān)節(jié)包括殼體、電機(jī)和上述擺線針輪減速器，所述擺線針輪減速器位于所述殼體內(nèi)，所述電機(jī)與擺線針輪減速器的輸入軸相連，驅(qū)動所述擺線針輪減速器，通過輸入端蓋或者輸出端蓋帶動機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。
[0014]采用本發(fā)明的技術(shù)方案，柱銷軸中央設(shè)有供固定件穿過的通孔，固定件和柱銷軸可以共用一個安裝位置，柱銷軸直徑可以盡可能增大，以便于傳遞更大的力矩。在增大柱銷軸傳遞力矩的同時柱銷軸和固定件還不會產(chǎn)生干涉。同時，柱銷軸用過固定件固定在輸入端蓋和輸出端蓋上，因此柱銷軸可以與輸入端蓋和輸出端蓋分開制造，這樣輸出端蓋和輸入端蓋可以采用成本較低的鑄鐵制造，降低了制造輸出端蓋和輸入端蓋的材料成本，然后柱銷軸可以用與它體積接近的軸承鋼經(jīng)過淬火和機(jī)械加工制成，避免了與輸出端蓋和輸入端蓋一體成型時需要切割掉多于它體積數(shù)倍的軸承鋼材料。此外，單獨制成的柱銷軸的機(jī)械加工工藝難度也大大降低。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實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發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1 ;擺線針輪減速器的右視圖
[0017]圖2 ;沿圖1A-A剖面線所作的軸向剖面圖
[0018]圖3;輸入端蓋剖面圖
[0019]圖4;輸出端蓋剖面圖
[0020]圖5 ;柱銷軸剖面圖
[0021]圖6 ;擺線針輪減速器的爆炸圖
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)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，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]實施例一
[0024]如圖1、2、5和6所示，本實施例提供的擺線針輪減速器包括輸入動力的主軸150、減速機(jī)構(gòu)和輸出動力的輸入端蓋121和輸出端蓋122 ;所述減速機(jī)構(gòu)包括針齒殼110和設(shè)置在針齒殼110內(nèi)壁的針齒銷160，所述針齒銷160與針齒殼110組成針輪；所述主軸150位于針齒殼110的中央，所述輸入端蓋121和輸出端蓋122分別設(shè)置所述針齒殼110的兩端，用固定件180固定在一起，可以相對針齒殼110自由轉(zhuǎn)動；所述減速機(jī)構(gòu)還包括柱銷軸170 ;所述柱銷軸170兩端分別抵接所述輸入端蓋121和輸出端蓋122的內(nèi)端面，柱銷軸170中央設(shè)有固定孔171，所述固定件180穿過所述固定孔171，將柱銷軸170固定在輸入端蓋121和輸出端蓋122上。
[0025]所述柱銷軸170可以直接抵接在輸入端蓋121和輸出端蓋122的端面上，當(dāng)然還可以在所述輸入端蓋121和輸出端蓋122的內(nèi)端面設(shè)有內(nèi)坑101，所述柱銷軸170兩端抵接所述內(nèi)坑101的底面，以便于在安裝前更好地預(yù)定位柱銷軸170。所述柱銷軸170與輸入端蓋121和輸出端蓋122的預(yù)定位還有其他方式，但不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0026]結(jié)合圖3、4所示，所述固定件180可以是螺釘。所述螺釘?shù)穆菝辈康纸铀鲚斎攵松w121外端面，桿體部與輸出端蓋122螺紋連接，所述輸入端蓋121的外端面設(shè)有外坑102，所述螺釘?shù)穆菝辈康纸铀鐾饪?02的底面?；蛘咚雎葆?shù)穆菝辈康纸铀鲚敵龆松w122外端面，桿體部與所述輸入端蓋121螺紋連接，所述輸出端蓋的外端面設(shè)有外坑102，所述螺釘?shù)穆菝?