减速装置的制作方法

专利名称：减速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于工业机器人或机械工具等中的减速装置。具体 地说，本发明涉及用于缩短减速装置的旋转轴线方向的长度的技术。
背景技术：
在内齿轮中布置齿数与内齿轮齿数不同的外齿轮，同时外齿轮与内 齿轮处于啮合状态，并且在保持啮合状态的同时使外齿轮绕内齿轮的轴 线公转，在这种情况下外齿轮相对于内齿轮自转。已经研发了利用该机 构的内啮合行星齿轮式减速装置，日本专利申请公报No.2000-154849中 公开了该减速装置的一个实施例。该减速装置包括内齿轮、外齿轮、托 架、曲轴和轴承。
外齿轮的齿数不同于内齿轮的齿数，并且外齿轮被内齿轮包围。外 齿轮在保持与内齿轮啮合的状态下相对于内齿轮轴线公转的同时自转。 在外齿轮中偏离外齿轮中心的多个位置形成多个通孔。
托架被支撑为使其能够相对于内齿轮轴线旋转。另外，托架的一部 分穿过形成在外齿轮中的一些通孔。在通孔与托架之间保持一定空间。 因此，托架使外齿轮能够相对于托架轴线公转，并且托架随着外齿轮的 自转而旋转。
曲轴包括能够相对于托架旋转的轴部、固定至轴部并能够使轴部旋 转的输入齿轮、以及固定至轴部并且中心位于偏离轴部轴线的位置的偏 心盘。曲轴的偏心盘装配在外齿轮的其它通孔(未插入有托架的通孔) 中。轴承布置在托架与曲轴的轴部之间。另外，轴承支撑曲轴的轴部， 使得轴部能够相对于托架旋转。
曲轴的偏心盘随着曲轴的输入齿轮的旋转而偏心旋转。当曲轴的偏 心盘偏心旋转时，外齿轮在相对于内齿轮公转的同时自转。当外齿轮自 转时，托架相对于内齿轮旋转。
在内啮合行星齿轮式减速装置中，曲轴必须能够相对于托架旋转。 在上述传统的减速装置中，轴部形成为从偏心盘朝向曲轴轴向两侧延伸。 该轴部被筒形滚柱轴承相对于托架支撑。也就是说，在传统减速装置中， 轴部设置为从偏心盘朝向轴向两侧延伸，并且该轴部必须被轴承支撑。 结果，曲轴在轴向上变长。因此减速装置在其旋转轴线方向上变长。

发明内容
本发明要解决的问题
减速装置例如可嵌入工业机器人的关节部中。如果减速装置沿其旋 转轴线方向较长，那么工业机器人的关节部就不能更加紧凑。由于减速 装置嵌入工业机器人或机械工具中，所以期望减速装置沿其旋转轴线方 向较短。在本发明中，实现了使减速装置沿其旋转轴线方向较短的技术。
解决问题的方式
本发明的减速装置至少包括内齿轮、外齿轮、托架、曲柄部件和轴 承。所述外齿轮的齿数不同于所述内齿轮的齿数，并且该外齿轮被所述 内齿轮包围。所述外齿轮能够在保持与所述内齿轮啮合的同时，在相对 于所述内齿轮的轴线公转的同时自转。此外，在所述外齿轮中在偏离所 述外齿轮的中心的位置形成一通孔。所述托架被支撑为使其能够相对于 所述内齿轮的轴线旋转。另外，所述托架具有穿过所述外齿轮的所述通 孔的支撑销。在本发明的减速装置中，利用曲柄部件来代替传统上使用 的曲轴。该曲柄部件布置在所述外齿轮的通孔与所述托架的支撑销之间。 所述曲柄部件包括相对于所述支撑销旋转的输入齿轮、以及中心偏离所 述支撑销的轴线的偏心盘。所述曲柄部件的偏心盘装配在所述外齿轮的 通孔中。所述轴承布置在所述曲柄部件与所述托架的支撑销之间。所述曲柄部件由所述轴承支撑，使得该曲柄部件能够相对于所述托架的支撑 销旋转。
在本发明的减速装置中，当所述曲柄部件的输入齿轮旋转时，形成 在所述曲柄部件中的偏心盘偏心旋转。当所述偏心盘偏心旋转时，所述 外齿轮相对于所述内齿轮的轴线公转。另外，所述外齿轮在相对于所述 内齿轮的轴线公转时相对于所述内齿轮自转。当所述外齿轮相对于所述 内齿轮自转时，所述托架相对于所述内齿轮旋转。
在上述减速装置中，所述轴承布置在所述曲柄部件与所述托架的支 撑销之间，所述曲柄部件被支撑为使得该曲柄部件能够相对于所述支撑 销旋转。所述曲柄部件被所述轴承支撑为使得该曲柄部件能够相对于所 述托架旋转。根据上述减速装置，可縮短所述曲柄部件的轴向长度。也 就是说，不再必须在偏心盘的轴向两端设置轴承来支撑曲柄部件以便使 该曲柄部件能够相对于所述托架旋转。另外，不再必须在曲柄部件上保 持专用于设置轴承的长度。根据上述减速装置，所述曲柄部件可沿轴向 较短。结果，可以使减速装置沿其旋转轴线方向更加紧凑。
在本发明的减速装置中，优选的是所述轴承的至少一部分位于沿着 所述曲柄部件的轴向布置所述偏心盘的范围内。
根据上述减速装置，轴承可布置在装配有偏心盘的外齿轮的通孔内， 从而可以减小曲柄部件的除偏心盘的长度以外的轴向长度。更优选的是， 所述轴承仅位于沿着所述曲柄部件的轴线布置所述偏心盘的范围内，或 者仅位于形成所述偏心盘和所述输入齿轮的范围内。也就是说，曲柄部 件可简单地仅由偏心盘和输入齿轮构成。通过使曲柄部件的轴向长度最 小，可减小减速装置沿旋转轴线方向的长度。
在本发明的减速装置的一个实施方式中，可以在所述曲柄部件与形 成在所述托架上的所述支撑销之间设置筒形滚柱轴承。另外，可设置限 制所述曲柄部件相对于所述支撑销的轴向运动的限制部件，而且在所述 曲柄部件沿其轴向的每端处布置相应的限制部件。
根据上述减速装置，所述曲柄部件不仅被支撑为能够相对于所述支 撑销旋转，而且限制了曲柄部件的轴向运动。可在减速装置操作时防止曲柄部件沿轴向颤动。另外，为了使所述曲柄部件被支撑为能够相对于 所述支撑销旋转，可以利用筒形滚柱轴承。由于筒形滚柱轴承是一种廉 价轴承，所以可降低减速装置的部件成本。
在本发明的减速装置的另一个实施方式中，所述轴承可布置在所述 曲柄部件与所述支撑销之间，并允许所述曲柄部件与所述支撑销的相对 旋转。该轴承可限制所述曲柄部件与所述支撑销沿所述曲柄部件与所述 支撑销的轴向的相对运动。
根据上述减速装置，仅仅设置一种轴承，该轴承不仅支撑所述曲柄 部件使其能够相对于所述支撑销旋转，而且限制曲柄部件沿它们同轴方 向的运动。可不用增加所用部件的数量而在减速装置的操作期间防止曲 柄部件沿轴向颤动。
在本发明的减速装置中，沿其旋转轴线方向縮短的减速装置可与其 它技术结合利用。也就是说，在上述本发明的任一减速装置中，'托架都 可在内齿轮的上方延伸至内齿轮的外侧。在内齿轮与托架的延伸到内齿 轮外侧的延伸部分之间可布置一轴承。该轴承可允许托架与内齿轮的相 对旋转。该轴承还可限制所述托架与所述内齿轮沿所述托架与所述内齿 轮的轴向的相对运动。
根据上述减速装置，内齿轮可沿轴向縮短。也就是说，内齿轮不再 需要具有用于在托架与内齿轮之间布置轴承的长度。该轴承可沿轴线布 置在内齿轮与外齿轮啮合的范围内。该轴承支撑所述托架使其能够相对 于所述内齿轮旋转，并且限制所述托架与所述内齿轮沿所述托架与所述 内齿轮的轴向的相对运动。通过在轴向上縮短内齿轮，可以使减速装置 沿其旋转轴线方向縮短。
已经公知一种减速装置，其中托架延伸至内齿轮的外侧，并且在内 齿轮与托架的延伸到内齿轮外侧的延伸部分之间布置一轴承。然而，尽 管在现有技术中该轴承布置在内齿轮与托架的延伸到内齿轮外侧的延伸 部分之间，但这并未减小减速装置沿其旋转轴线方向的长度。如上所述， 在传统的减速装置中，在曲轴的偏心盘的两端形成多个轴部。在轴部与 托架之间设置多个轴承以将曲轴支撑为能够相对于托架旋转。在传统减速装置中，即使采用上述方法，也不能减小减速装置沿其旋转轴线方向 的长度。这是因为曲轴的轴向长度不变。在传统减速装置中，没有意图 将轴承布置在内齿轮与托架的延伸到内齿轮外侧的延伸部分之间从而减 小减速装置沿其旋转轴线方向的长度。使托架延伸到内齿轮外侧仅仅增 加了减速传动装置的半径。只有当首先减小曲轴(等同于本发明的曲柄 部件)的轴向长度时，将轴承布置在内齿轮与托架的延伸到内齿轮外侧 的延伸部分之间才有助于减小减速装置沿其旋转轴线方向的长度。
优选的是，本发明的减速装置包括一正齿轮，该正齿轮与所述输入 齿轮啮合并相对于所述内齿轮的轴线旋转。在该正齿轮旋转时，输入齿 轮在自转的同时相对于内齿轮的轴线公转。当输入齿轮相对于内齿轮的 轴线公转时，插入输入齿轮中的支撑销相对于内齿轮的轴线公转，并且 托架随着支撑销而相对于内齿轮的轴线旋转。
根据上述减速装置，内齿轮的轴线和马达等的轴线可同轴布置。从 而可使减速装置和马达等的布局更加紧凑。另外，在利用多个曲柄部件 的情况下，马达等的转矩可同等地传递到所有曲柄部件。也就是说，可 以防止马达等的转矩仅施加到一个曲柄部件。由于施加到曲柄部件的载 荷被分散，所以曲柄部件的耐用性提高(曲柄部件的寿命更长)。
发明效果
根据本发明的减速装置，可通过减小曲柄部件的轴向长度而縮短减 速装置沿其旋转轴线方向的长度。
根据第二方面的减速装置，轴承可位于偏心盘和外齿轮沿着曲柄部 件的轴向接合的范围内。曲柄部件被轴承支撑为能够相对于所述支撑销 旋转。因此，可进一步縮短曲柄部件的轴向长度。
根据第三和第四方面的减速装置，曲柄部件可被支撑为能够相对于 所述支撑销旋转，并且可限制曲柄部件的轴向运动。


图1表示第一实施方式的减速装置的主要部件的剖面图。
图2表示第一实施方式的减速装置的平面图。图3表示图2中的虚线包围的区域B的放大图。 图4表示第二实施方式的减速装置的主要部件的剖面图。 图5表示利用第一实施方式的减速装置的工业机器人的关节部的主 要部件的剖面图。
具体实施例方式
下面将描述本实施方式的一些特征。
(特征1)在支撑销24与曲柄部件22之间布置滚针轴承26。曲柄 部件22被滚针轴承26支撑，从而能够相对于支撑销24旋转。 一对止推 垫圈23a和23b布置在曲柄部件22的轴向两端。曲柄部件22相对于支 撑销24的轴向运动受到止推垫圈23a和23b的限制。
(特征2)托架38b在内齿轮56上方延伸至内齿轮56的外侧，从 而形成支撑部50的第一支撑部48。在支撑部50与内齿轮56之间布置一 对角接触滚珠轴承12a和12b。该对角接触滚珠轴承12a和12b使内齿轮 56能够相对于支撑部50旋转并限制内齿轮56的轴向运动。
(特征3)在减速装置10的中心部分布置与曲柄部件22的齿轮30 (输入齿轮)啮合的正齿轮32。
(特征4)在外齿轮20a和20b、托架38a和38b以及正齿轮32的 中心部分中形成通孔。
(特征5)在支撑销124与曲柄部件22之间布置一对锥形滚柱轴承 126a和126b。该对锥形滚柱轴承126a和126b使曲柄部件22能够相对 于支撑销124旋转并限制曲柄部件22的轴向运动。
(特征6)减速装置10的支撑部50与机器人手臂200的前台阶臂 82连接，减速装置10的内齿轮56与后台阶臂78连接。后台阶臂78能 够相对于前台阶臂82绕轴线CL旋转。
下面参照附图描述本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1表示当前实施方式的减速装置10的主要部件的剖面图。图2表 示从图1中的箭头A看去的平面图，其中移除了托架38a、油封34a、油封18和齿轮部32a (待描述)。图3表示图2中的虚线包围的区域B的放 大图。
减速装置10包括内齿轮56、 一对外齿轮20a和20b、托架38a和38b、 三个曲柄部件22a、 22c和22e、以及三个筒形滚柱轴承(这里为滚针轴 承)26a、 26c和26e。下面，在描述的现象通用于类型相同而以多个附图 标记表示的部件的情况下，可以省略附图标记所附的字母。
如图2所示，外齿轮20a的齿数不同于内齿轮56的齿数，并且该外 齿轮被内齿轮56包围。外齿轮20a能够保持与内齿轮56啮合的状态， 并在相对于内齿轮56的轴线60公转的同时自转。外齿轮20a通过内销 16与内齿轮56啮合。内销16具有圆柱形状。在外齿轮20a中偏离外齿 轮20a中心的多个位置形成六个通孔58a至58f (见图2)。另外，在外齿 轮20a的中心部分中形成通孔64 (见图2)。
对外齿轮20a的描述也可不变地应用于外齿轮20b。外齿轮20b的六 个通孔由59a至59f表示。外齿轮20a和外齿轮20b相对于内齿轮56的 轴线60对称地偏移(见图1)。
如图l所示，外齿轮20a和20b通过公共内销16与内齿轮56啮合。
如图1所示，托架38a和38b被一对角接触滚珠轴承12a和12b支 撑为能够绕内齿轮56 (见图2)的轴线60旋转。如图1和图2所示，在 托架38b上形成三个柱形部52b、 52d和52f。柱形部52b穿过外齿轮20a 的通孔58b和外齿轮20b的通孔59b。在柱形部52b与允许外齿轮20a绕 内齿轮56的轴线60公转的通孔58b之间保持一空间。在柱形部52b与 允许外齿轮20b绕内齿轮56的轴线60公转的通孔59b之间保持一空间。 柱形部52d穿过外齿轮20a的通孔58d和外齿轮20b的通孔59d。在柱形 部52d与允许外齿轮20a绕内齿轮56的轴线60公转的通孔58d之间保 持一空间。在柱形部52d与允许外齿轮20b绕内齿轮56的轴线60公转 的通孔59d之间保持一空间。柱形部52f穿过外齿轮20a的通孔58f和外 齿轮20b的通孔59f。在柱形部52f与允许外齿轮20a绕内齿轮56的轴线 60公转的通孔58f之间保持一空间。在柱形部52f与允许外齿轮20b绕 内齿轮56的轴线60公转的通孔59f之间保持一空间。如下所述，由于托架38b绕内齿轮56的轴线60旋转，所以外齿轮 20a和20b绕内齿轮56的轴线60旋转。
托架38a通过螺栓40固定至托架38b。托架38a首先通过位置固定 销42相对于托架38b固定在预定位置，然后通过螺栓40固定。托架38a 和38b形成在外齿轮20a和20b的轴向上方和下方，从而使外齿轮20a 和20b位于它们之间。外齿轮20a和20b的轴向(推力方向)运动受到 托架38a和38b的限制。另外，托架38a和38b防止减速装置10在操作 的同时沿垂直于其旋转轴线的方向扭曲。也就是说，可通过托架38a和 38b增加减速装置10的抗扭刚度。柱形部52穿过形成在外齿轮20a和 20b中的通孔58和59。
另外，三个支撑销24a、 24c和24e固定至托架38a和38b。支撑销 24a穿过外齿轮20a的通孔58a和外齿轮20b的通孔59a。支撑销24c穿 过外齿轮20a的通孔58c和外齿轮20b的通孔59c。支撑销24e穿过外齿 轮20a的通孔58e和外齿轮20b的通孔59e。
托架38b延伸至内齿轮56的外侧，并形成第一支撑部48。第二支 撑部46通过螺栓44固定至第一支撑部48。支撑部50由第一支撑部48 和第二支撑部46形成。所述对角接触滚珠轴承12a和12b以面对面组装 方式布置在支撑部50与内齿轮56之间。"面对面组装"指的是这样的状 态，其中角接触滚珠轴承12a和12b的外圈从外侧沿内齿轮56的轴线60 的方向向滚珠施加压力。支撑部50和内齿轮56可以相对彼此旋转，它 们相对于彼此沿同轴方向的运动受到所述一对角接触滚珠轴承12a和12b 的限制。
所述一对角接触滚珠轴承12a和12b沿着内齿轮56的几乎整个轴向 长度布置。也就是说，所述一对角接触滚珠轴承12a和12b布置在内齿 轮56与外齿轮20a和20b啮合的轴向长度范围内。通过将所述一对角接 触滚珠轴承12a和12b布置在内齿轮56与外齿轮20a和20b啮合的轴向 长度的上述范围内，能够减小内齿轮56的不包括其与外齿轮20a和20b 啮合的部分在内的轴向长度。也就是说，对于布置在内齿轮56与托架38a 和38b之间的轴承，不必增加内齿轮56的沿轴线60方向的长度。另外，由于角接触滚珠轴承12a和12b以面对面组装方式布置，所以与其中角 接触滚珠轴承以背靠背组装方式布置的情况相比，可减小内齿轮56的轴 向长度。另外，"背靠背组装"指的是这样的状态，其中角接触滚珠轴承 12a和12b的内圈从外侧沿内齿轮56的轴线60的方向向滚珠施加压力。
如图1所示，在曲柄部件22上形成有齿轮30 (输入齿轮)、偏心盘 25和偏心盘27。曲柄部件22a布置在外齿轮20a的通孔58a、外齿轮20b 的通孔59b与支撑销24a之间。曲柄部件22c布置在外齿轮20a的通孔 58c、外齿轮20b的通孔59c与支撑销24c之间。曲柄部件22e布置在外 齿轮20a的通孔58e、外齿轮20b的通孔59e与支撑销24e之间。
滚针轴承26a布置在支撑销24a与曲柄部件22a之间。曲柄部件22a 被滚针轴承26a支撑为能够相对于支撑销24a旋转。滚针轴承26c布置在 支撑销24c与曲柄部件22c之间。曲柄部件22c被滚针轴承26c支撑为能 够相对于支撑销24c旋转。滚针轴承26e布置在支撑销24e与曲柄部件 22e之间。曲柄部件22e被滚针轴承26e支撑为能够相对于支撑销24e旋 转。
在每个曲柄部件22的轴向两端布置一对止推垫圈23a和23b，止推 垫圈23a和23b在减速装置10操作的同时防止曲柄部件22沿轴向颤动。
滚针轴承26沿着曲柄部件22的几乎整个轴向长度布置。滚针轴承 26布置在形成有偏心盘25和27的轴向长度范围内，因而可以减小曲柄 部件22的除形成偏心盘25和27之处以外的的长度。也就是说，由于轴 承布置在曲柄部件22与托架38a和38b之间，所以不必增加曲柄部件22 的轴向长度。
每个曲柄部件22的齿轮30设置在与支撑销24的轴线66 (见图3) 相同的轴线上，并相对于轴线66旋转。当齿轮30旋转时，曲柄部件22 相对于轴线66旋转。
偏心盘25和27具有偏离支撑销24的轴线66 (见图3)的中心65 (见图3)。偏心盘25和27的偏移方向相反。也就是说，偏心盘25的中 心65和偏心盘27的中心位于二者之间的支撑销24的轴线66 (见图3) 的相反侧。偏心盘25a装配在外齿轮20a的通孔58a中，偏心盘27a装配在外 齿轮20b的通孔59a中。偏心盘25c装配在外齿轮20a的通孔58c中，偏 心盘27c装配在外齿轮20b的通孔59c中。偏心盘25e装配在外齿轮20a 的通孔58e中，偏心盘27e装配在外齿轮20b的通孔59e中。
滚针轴承28a布置在外齿轮20a的偏心盘25a与通孔58a之间。滚 针轴承28a使偏心盘25a能够在外齿轮20a的通孔58a的内侧旋转。滚针 轴承29a布置在外齿轮20b的偏心盘27a与通孔59a之间。滚针轴承29a 使偏心盘27a能够在外齿轮20b的通孔59a的内侧旋转。
滚针轴承28c布置在外齿轮20a的偏心盘25c与通孔58c之间。滚 针轴承28c使偏心盘25c能够在外齿轮20a的通孔58c的内侧旋转。滚针 轴承29c布置在外齿轮20b的偏心盘27c与通孔59c之间。滚针轴承29c 使偏心盘27c能够在外齿轮20b的通孔59c的内侧旋转。
滚针轴承28e布置在外齿轮20a的偏心盘25e与通孔58e之间。滚 针轴承28e使偏心盘25e能够在外齿轮20a的通孔58e的内侧旋转。滚针 轴承29e布置在外齿轮20b的偏心盘27e与通孔59e之间。滚针轴承29e 使偏心盘27e能够在外齿轮20b的通孔59e的内侧旋转。
当曲柄部件22的齿轮30旋转时，偏心盘25和27偏心旋转。也就 是说，如图3所示，偏心盘25a、 25c和25e的中心65相对于支撑销24a、 24c和24e的轴线66公转，如箭头70所示。另外，箭头70仅示出了公 转的方向，并未精确示出公转的半径。公转的实际半径与中心65和轴线 66之间的距离(偏移距离)相同。当偏心盘25a、 25c和25e相对于轴线 66公转时，外齿轮20a相对于内齿轮56绕轴线60公转，如箭头62所示 (见图2)。另外，箭头62仅示出了公转的方向，并未精确示出公转的半 径。公转的实际半径与中心65和轴线66之间的偏移距离相同。
由于当外齿轮20a绕轴线60公转时外齿轮20a与内齿轮56啮合， 所以外齿轮20a相对于内齿轮56自转。当外齿轮20a自转时，托架38a 和38b相对于内齿轮56旋转。
类似地，当曲柄部件22的齿轮30旋转时，偏心盘27a、 27c和27e 的中心65相对于支撑销24a、24c和24e的轴线66公转，如箭头70所示。当偏心盘27a、 27c和27e相对于轴线66公转时，外齿轮20b相对于内齿 轮56绕内齿轮56的轴线60公转，如箭头62所示(见图2)。由于当外 齿轮20b绕轴线60公转时外齿轮20b与内齿轮56啮合，所以外齿轮20b 相对于内齿轮56自转。当外齿轮20b自转时，托架38a和38b相对于内 齿轮56旋转。
如图1所示，在减速装置10的中心部分形成有正齿轮32。正齿轮 32包括轴部32b、固定至轴部32b的上部的齿轮部32a、以及形成在轴部 32b下方的突起55。如图2所示，正齿轮32穿过外齿轮20a和20b的通 孔64。正齿轮32的齿轮部32a与形成在曲柄部件22a、 22c和22e上的 齿轮30a、 30c和30e啮合。突起55能够与形成在马达等(未示出)的输 出轴(旋转轴)上的花键啮合。在本实施方式中，突起55形成在轴部32b 下方。然而，可形成正齿轮等代替突起55。在这里重要的是形成将马达 等(未示出)的转矩传递到正齿轮32的构件。在正齿轮32的中心部分 中形成通孔54，并且布线或管道等能够穿过通孔54。
在正齿轮32的轴部32b与托架38a和38b之间形成一对油封34a和 34b。可通过油封34a和34b防止己经嵌入正齿轮32与曲柄部件22之间 的油泄漏至减速装置10的外部。在托架38a与内齿轮56之间形成油封 18。可通过油封18防止已经嵌入外齿轮20a和20b与内齿轮56之间的 油漏出减速装置10。在内齿轮56与支撑部50的第二支撑部46之间形成 油封14。可通过油封14防止已经嵌入内齿轮56与支撑部50之间的油漏 出减速装置10。
如图2所示，外齿轮20a的齿数少于内齿轮56的齿数。当外齿轮20a 的周向外齿处于与内齿轮56的周向内销16接合的状态时，外齿轮20a 能够相对于内齿轮的轴线60公转，如箭头62所示。内销16未固定至内 齿轮56。内销16布置在形成于内齿轮56中的槽74 (见图3)内，并能 绕轴线72 (见图3)旋转。内销16与内齿轮56之间的关系对于五十二 个内销16中的每一个来说均相同。
当内齿轮56的自转受限时，外齿轮20a沿与箭头62相反的方向自 转，同时在内齿轮56中沿箭头62的方向公转。当外齿轮20a自转时，支撑销24a、 24c和24e以及柱形部52b、 52d和52f随着外齿轮20a的自 转而公转。也就是说，托架38a和38b (见图1)沿与箭头62相反的方 向旋转，并且用作减速装置10的输出部。另一方面，当外齿轮20a的自 转受限时，外齿轮20a在内齿轮56中沿箭头62的方向公转。当外齿轮 20a公转时，内齿轮56沿箭头62的方向自转。内齿轮56用作减速装置 IO的输出部。当外齿轮20a的自转受限时，托架38a和38b既不自转也 不公转。
在本实施方式中，内齿轮56的齿数为五十二个齿，外齿轮20a的齿 数为五十一个齿。因此，当内齿轮56的自转受限时，外齿轮20a每公转 五十二圈自转一圈。另一方面，当外齿轮20a的自转受限时，外齿轮20a 每公转五十二圈内齿轮56自转一圈。
对外齿轮20a的描述也可不变地应用于外齿轮20b。只不过偏离支撑 销24a的轴线66的方向是相反方向。在图2和图3所示的状态下，偏心 盘25a的中心65和偏心盘27a的中心位于二者之间的支撑销24a的轴线 66的相反侧。也就是说，外齿轮20a和外齿轮20b关于支撑销24a对称 定位，从而实现了确保旋转平衡的关系。另外，偏心盘27c和27e与支 撑销24c和24e的关系分别与偏心盘27a与支撑销24a之间的关系相同。
在本实施方式的减速装置10中，当马达等(未示出)的输出轴旋转 时，正齿轮32的齿轮部32a通过形成在正齿轮32上的突起55绕内齿轮 56的轴线60旋转。也就是说，齿轮部32a的转速与马达等的输出轴的转 速相同。传递到齿轮部32a的旋转传递到形成在曲柄部件22上的齿轮30。 可通过调整齿轮部32a的齿数和齿轮30的齿数而改变马达等的输出轴的 转速。也就是说，可减小和增大马达等的输出轴的转速。还可以通过使 齿轮部32a的齿数与齿轮30的齿数相同而使马达等的输出轴的转速保持 不变。
当曲柄部件22旋转时，曲柄部件22的离心盘25和27绕支撑销24 (见图3)的轴线66公转。当偏心盘25和27公转时，外齿轮20a和20b 在通过内销16与内齿轮56啮合的同时沿箭头62 (见图2)的方向公转。 当内齿轮56的自转受限时，外齿轮20a和20b在与内齿轮56啮合的状态下公转的同时自转。当外齿轮20a和20b自转时，托架30a和30b相 对于轴线60旋转。当外齿轮20a和20b的自转受限时，外齿轮20a和20b 在与内齿轮56啮合的状态下沿箭头62的方向公转。当外齿轮20a和20b 公转时，内齿轮56相对于轴线60沿箭头62的方向旋转。
可通过调整内齿轮56的齿数和外齿轮20a和20b的齿数而改变曲柄 部件22与减速装置10的输出部之间的转速比。 (第二实施方式)
图4表示本发明的另一减速装置100的主要部件的剖面图。这里， 仅描述与第一实施方式不同的部件。与第一实施方式相同的部件附有相 同的附图标记，并省略对它们的说明。
在减速装置10中使用的止推垫圈23a和23b未用于减速装置100。 曲柄部件22布置在外齿轮20a的通孔58、外齿轮20b的通孔59与支撑 销124之间。在支撑销124与曲柄部件22之间布置一对轴承(此处为锥 形滚柱轴承)126a和126b。曲柄部件22由该对轴承126a和126b支撑， 使得曲柄部件22能够相对于支撑销124旋转并限制曲柄部件22的轴向 运动。另外，所述一对锥形滚柱轴承126a和126b能在支撑销124与曲 柄部件22之间沿垂直于轴向的方向施加压力。从而在减速装置100操作 时能够抑制曲柄部件22相对于支撑销124的轴线的颤动。另外，所述一 对锥形滚柱轴承126a和126b沿着曲柄部件22的近似整个轴向长度布置。 也就是说，锥形滚柱轴承126a和126b布置在形成有偏心盘25和27的 轴向长度范围内。可以减小曲柄部件22的除形成偏心盘25和27之处以 外的长度。
(第三实施方式)
图5表示利用本发明的减速装置10的工业机器人的关节部200的主 要部件的剖面图。关节部200包括前台阶臂82、后台阶臂78和减速装置 10。前台阶臂82通过螺栓80固定至减速装置10的支撑部50。后台阶臂 78通过螺栓76固定至减速装置10的内齿轮56。在前台阶臂82中形成 孔86，在后台阶臂78中形成孔88。孔86、孔88以及正齿轮32的孔54 连通。布线或用于将旋转传递至另一减速装置的部件可穿过孔86、 88和54的内部。后台阶臂78能够相对于前台阶臂82关于轴线CL旋转。
在空间84内布置能够输出旋转的马达等。马达等的输出部的旋转传 递至减速装置10的突起55。通过突起55的旋转使内齿轮56相对于支撑 部50旋转。通过内齿轮56的旋转可使后台阶臂78相对于前台阶臂82 关于轴线CL旋转。
以上已经详细描述了本发明的具体实施例。然而，这些实施例仅是 例示，而不限制权利要求的范围。专利权利要求中所述的技术还包含对 上述具体实施例的各种改变和修改。
例如，在上述实施方式中，托架形成延伸至内齿轮外侧的支撑部。 内齿轮能够相对于支撑部旋转，并且其轴向运动受限。然而，托架不必 需形成延伸至内齿轮外侧的支撑部。内齿轮可能够相对于位于内齿轮内 侧的托架旋转，并且其轴向运动可受限。在这种情况下，轴承可布置在 内齿轮与托架之间，避开内齿轮和外齿轮啮合的部分。
在上述实施方式中，在外齿轮的中心、托架的中心和正齿轮的中心 内形成通孔。然而，在布线等不穿过减速装置内部的情况下不必定需要 通孔。也就是说，可根据减速装置的目的和用途形成通孔。
在所述实施方式中，托架的一部分穿过形成在外齿轮中的通孔。托 架的该部分同样可以不穿过形成在外齿轮中的通孔。在本发明中，固定 至托架的支撑销穿过形成在外齿轮中的通孔。也就是说，当外齿轮自转 时，支撑销随着外齿轮的自转而旋转。结果，托架随着外齿轮的自转而 旋转。
在上述实施方式中，形成三个曲柄部件，并且马达等的转矩通过正 齿轮同时传递到三个曲柄部件。然而，曲柄部件的数量不限于三个。另 外，马达等的转矩可直接传递到多个曲柄部件中的一个曲柄部件。将马 达等的转矩传递到曲柄部件的方法可根据所用马达等的类型而选择。
在上述实施方式中，利用两个外齿轮，它们相对于内齿轮的轴线对 称偏移。然而，外齿轮的数量不限于两个。外齿轮的数量可以是一个， 或者三个以上。减少外齿轮数量有助于减小减速装置沿其旋转轴线方向 的长度。增加外齿轮数量会改善减速装置的旋转平衡。外齿轮数量可根据减速装置的目的和用途选择。
本说明书或附图所述的技术成分单独或者以不同组合表现出技术实 用性，并且在应用时不限于权利要求公开的组合。另外，本说明书或附 图所阐释的技术可同时实现多个目的，并通过实现这些目的中的一个而 具有技术实用性。
权利要求
1、一种减速装置，该减速装置至少包括内齿轮；外齿轮；托架；曲柄部件；和轴承，其中所述外齿轮的齿数不同于所述内齿轮的齿数，并且在偏离所述外齿轮的中心的位置处形成一通孔，所述外齿轮被所述内齿轮包围并能够在与所述内齿轮啮合的状态下在相对于所述内齿轮的轴线公转的同时自转，所述托架被支撑为使该托架能够相对于所述内齿轮的轴线旋转，并具有穿过所述外齿轮的所述通孔的支撑销，所述曲柄部件布置在所述外齿轮的通孔与所述托架的支撑销之间，并包括相对于所述支撑销旋转的输入齿轮、以及装配在所述外齿轮的通孔中的偏心盘，其中该偏心盘的中心偏离所述支撑销的轴线，所述轴承布置在所述曲柄部件与所述托架的支撑销之间，并支撑所述曲柄部件，使得该曲柄部件能够相对于所述托架的支撑销旋转，并且随着所述曲柄部件的输入齿轮的旋转，所述偏心盘偏心旋转，所述外齿轮相对于所述内齿轮公转并自转，并且所述托架相对于所述内齿轮旋转。
2、 根据权利要求1所述的减速装置，其中，所述轴承的至少一部分 位于沿着所述曲柄部件的轴向布置所述偏心盘的范围内。
3、 根据权利要求1或2所述的减速装置，该减速装置还包括限制所 述曲柄部件沿其轴向运动的限制部件，其中在所述曲柄部件沿其轴向的每端处布置相应的限制部件，并且 所述轴承是一种筒形滚柱轴承。
4、 根据权利要求1或2所述的减速装置，其中，布置在所述曲柄部件与所述托架的支撑销之间的所述轴承允许所述支撑销与所述曲柄部件 的相对旋转，并限制所述支撑销与所述曲柄部件沿所述支撑销与所述曲 柄部件的轴向的相对运动。
5、 根据权利要求1至4中任一项所述的减速装置，该减速装置还包 括布置在所述内齿轮与所述托架的延伸到所述内齿轮外侧的延伸部分之 间的一轴承，其中该轴承允许所述托架与所述内齿轮的相对旋转，并限 制所述托架与所述内齿轮沿所述托架与所述内齿轮的轴向的相对运动。
6、 根据权利要求1至5中任一项所述的减速装置，该减速装置还包 括一正齿轮，该正齿轮与所述输入齿轮啮合并相对于所述内齿轮的轴线 旋转，其中该正齿轮的旋转使所述输入齿轮在相对于所述内齿轮的轴线公转的 同时自转，并且通过插入所述输入齿轮的支撑销使得所述托架随着所述输入齿轮的 公转而旋转。
全文摘要
本发明提供一种沿其旋转轴线方向的长度减小的内啮合行星齿轮式减速装置。曲柄部件(22)插设在外齿轮(20a)的通孔(58)、外齿轮(20b)的通孔(59)与支撑轴(24)之间。在曲柄部件(24)上形成装配在外齿轮(20a)的通孔(58)中的偏心盘部(25)和装配在外齿轮(20b)的通孔(59)中的偏心盘部(27)。在支撑轴(24)与曲柄部件(22)之间布置轴承(26)以支撑曲柄部件(22)绕支撑轴(24)旋转。通过减小曲柄部件(22)的不包括偏心盘部(25，27)在内的长度而减小减速装置沿其旋转轴线方向的长度。
文档编号F16H1/32GK101466967SQ20078002156
公开日2009年6月24日 申请日期2007年6月11日 优先权日2006年6月13日
发明者中村江儿 申请人:纳博特斯克株式会社