专利名称：工业机器人微回差减速机的制作方法
技术领域：
本发明涉及精密机械领域，一种高新技术工业机器人减速机。
随着信息时代的到来，计算机和人工智能技术的飞速发展，促使自动控制、工业机器人等高新技术日益得到广泛的应用，而精密机械传动是这些高新技术中重要部件。现有精密传动机械产品(一)谐波传动具有较高扭矩重量比，精度高的谐波减速机其回差可达到9’-1’，缺点是输出刚度低，抗冲击与磨损问题较大，价格高；(二)日本帝人精机公司的RV减速机，具有高刚度、小回差0.5’-6’及抗冲击等优点。RV减速机作为高新技术而列入了国家863计划，由上海交大、哈工大与秦川机床厂承担仿制，由于国内缺乏很高精度的加工机床及特大超窄高精度轴承而使仿制工作进展并不理想。RV减速机极为昂贵，进口价为摆线减速机10-15倍；(三)CORT(复式滚动活齿)减速机，被认为是高速比齿轮传动中一项革命性发明，一次大成就。专利申请号分别为97100463.3(中国)、08/906814(美)、CT/US98/02810(国际)。据称其性能已超过RV减速机。CORT减速机是以RV减速机为主体，采取波齿减速机的啮合方式而作出的发明，因而与RV减速机的主要差异仅在于改外摆线轮与针套为针套与内摆线轮啮合；(四)日本住友株式会社的FA减速机，是一种高精度的三片式摆线减速机，其结构较RV减速机简单。
回差大，是摆线减速机应用上受到很大限制的重要因素。研究表明，摆线减速机的高承载能力、抗冲击及高效率等优异性能，由于现有结构上的问题而无法充分显示出来，更主要的是生成间隙因素多且复杂，因此无法制造小回差摆线减速机而应用在工业机器人和军工(如雷达天线方位减速器)上去。
本发明目的在于提供一种极小回差工业机器人减速机。本发明是以高承载力、抗冲击、高效率及低制造成本等优点取代昂贵的RV系列与FA系列减速机，为工业机器人国产化而奠定基础。此外，还可以取谐波减速机和德国伦茨公司的小侧隙齿轮减速机。
本发明的实施方案本发明工业机器人微回差减速机与RV系列、FA系列减速机相似之处在于都是以摆线减速机为主体，其根本区别后者是采取极高的制造精度实现微小回差，而本发明则根据两只齿轮错开一小角度消除齿间间隙的原理对现有摆线减速机或曲柄式摆线减速机的结构进行改造，将原来错开180°的双联偏心轴承改为二只单独的偏心轴承，并且在静态时二偏心轴承始终处于相对偏转一小角度状态，此时二轴承错开的位置不再是180°。
本发明与日本RV、FA减速机和比较，其优异性明显地表明在以下几个方面(一)毋需极高精度专用机床和特定的装配环境；(二)两端不需要专用的特大轻型轴承；(三)结构简单、维修方便；(四)制造成本降低70～80％。
由于工作原理与摆线减速机相同，因而仅对实现微小或称之为零回差的结构改造与工作原理结合附图详加描述。
图1.曲柄式摆线减速机结构形式实施例的结构原理图；图2.摆线减速机结构形式实施例的结构原理图；图3.4.分别为输入轴实现微回差的剖视、俯视原理图。
参照图1.3.4.曲柄式工业机器人微回差减速机，是以曲柄式摆线减速机为主体的发明创造。RV减速机其实就是高精度曲柄式摆线减速机。它由两级减速构成，其中，初级由输入轴齿轮[10](中心齿轮)与行星轮[17]构成，行星轮为2～3只，均布在同一圆周上，行星轮装在次级的输入轴[19]上，次级由输入轴[19]、摆线轮[1]、针销[2]、针齿壳[3]、偏心轴承[4]与[5]、端盖[6]、支架[7]及支承轴承构成，支架[7]跨越两摆线轮，两侧分别由轴承[18]、[8]支承在针齿壳[3]与端盖[8]内孔中，端盖与针齿壳联接一体，输入轴两端分别由轴承[15]、[9]定位在支架[7]两侧相应的孔中。其特征在于(a)输入轴[19]内有一通孔；(b)输入轴[19]装配偏心轴承[4]、[5]部位上分别加工出同旋向的二螺旋槽，每一处螺旋槽系旋转180°对称、同旋向二短槽，两槽旋转贯通，槽指向偏心轴承内孔键槽；(c)输入轴[19]内孔有对应于螺旋槽的二只拉杆[14]与[12]，在杆的径向分别装配销[16]与[13]，销的一端置于一侧螺旋槽中，另一端伸出另一侧螺旋槽而与偏心轴承内孔键槽滑配，当拉杆移动时，拉杆随其上的销沿螺旋槽移动的同时并转动，最终使二偏心轴承相对偏转一小角；(d)拉杆[14]、[12]两端分别有压缩弹簧[11]，弹簧初压缩力使二偏心轴承相对偏转一小角度而不再错开180°。
本发明的工作原理当动力由输入轴齿轮[10]输入时，经与之啮合的2～3只行星轮[17]驱动相应的2～3只输入轴[19]转动，由于其上的偏心轴承的作用使二摆线轮[1]与针销[2]啮合，当针齿壳[3]固定时，动力经减速后从支架[7]输出，此时行星齿轮除自转外还绕中心齿轮公转。由于弹簧[11]的初压缩力使二偏心轴承分别沿顺、逆时针偏转一小角度，亦即使二摆线轮各自偏转一小角而与针齿啮合，由此消除齿间间隙实现微回差。
参照图2.是以现有摆线减速机为主体的发明创造，因此结构及工作原理完全相同，其特征及实现微小回差与曲柄式实施例相同。摆线式属一级减速，有一由输出轴[20]、柱销[21]、柱套[22]及均载环[23]构成的W输出机构。W输出机构分别由轴承[18]、[8]支承在前、后端盖[24]与[6]的孔中，端盖[24]、[6]与针齿壳[3]联接一体。
权利要求
一种属于曲柄摆线减速机或摆线减速机结构形式的工业机器人微回差减速机，其特征在于(a)输入轴[19]内有一通孔；(b)输入轴[19]装配偏心轴承[4]、[5]部位上分别加工出同旋向的二螺旋槽，每一处螺旋槽系旋转180°对称、同旋向二短槽，两槽旋转贯通，槽指向偏心轴承内孔键槽；(c)输入轴[19]内孔有对应于螺旋槽的二只拉杆[14]与[12]，在杆的径向分别装配销[16]与[13]，销的一端置于一侧螺旋槽中，另一端伸出另一侧螺旋槽而与偏心轴承内孔键槽滑配，当拉杆移动时，拉杆随其上的销沿螺旋槽移动的同时并转动，最终使二偏心轴承相对偏转一小角；(d)拉杆[14]、[12]两端分别有压缩弹簧[11]，弹簧初压缩力使二偏心轴承相对偏转一小角度而不再错开180°。
全文摘要
工业机器人微回差减速机属于精密传动机械领域,是高新智能技术工业机器人的重要部件。本发明根据两只齿轮错开一小角度消除齿间间隙的原理对摆线减速机结构作了重大改造:将原双联偏心轴承断开为二只轴承,当减速机处于静止状态时,二偏心轴承相对偏转一小角,使二摆线轮齿与针齿始终处于啮合状态,而消除了齿间间隙。本实用新型较日本RV、FA系列制造工艺简单,制造成本约低70～80%,为工业机器人国产化而奠定基础。
文档编号B25J11/00GK1368422SQ01102848
公开日2002年9月11日 申请日期2001年2月9日 优先权日2001年2月9日
发明者吴声震 申请人:吴声震, 王庆忠, 王庆雨