一种弹性滚针结构及无间隙活齿减速机的制作方法

本实用新型涉及减速机领域，具体而言，涉及一种弹性滚针结构及无间隙活齿减速机。

背景技术：

减速机是一种二级或多级行星传动设备。通常情况下，减速机由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成。减速机具有大速比、高效率、低噪音、耐冲击、寿命长等性能特点。相对传动的平行轴传动及行星传动，现有的减速机以及部分实现了体积小，重量轻等特点，并且已广泛应用于运输、冶金、矿山、石油化工等各行各业。但是，传统减速机具有很大的改进空间，内部结构与整机性能均存在进一步的优化空间，特别是其运行时容易存在较大的磨损情况。

技术实现要素：

在本实用新型的第一方面，提供了一种弹性滚针结构，其可提高传动的稳定性，减小磨损，降低噪音。

在本实用新型的第二方面，提供了一种基于上述弹性滚针结构的减速机。所述的减速机具有运行平稳的优点，噪音低的优点，并且由于内部传动磨损小，因此寿命得以提高。

本实用新型是这样实现的：

一种弹性滚针结构，用于匹配安装在减速机的齿盘和壳体之间，并与齿盘和壳体配合传动。

弹性滚针结构包括：外滚针，外滚针包括多个第一滚针体，多个第一滚针体呈环形且以第一预设距离等间距排列，第一滚针体为实心结构，多个第一滚针体一一对应且可转动地设置在壳体的多个第一凹槽。内滚针，内滚针包括多个第二滚针体，多个第二滚针体呈环形且以第二预设距离等间距排列，第二滚针体以沿轴向贯穿设置通孔的方式形成空心结构，多个第二滚针体一一对应且可转动地设置在齿盘的多个第二凹槽。外滚针与内滚针相对且邻近设置，且第一滚针体的外周面与第二滚针体的外周面接触。

在较佳的一个示例中，第一滚针体和第二滚针体均由轴承钢制作而成。

在较佳的一个示例中，第二滚针体的数量少于第一滚针体的数量。

在较佳的一个示例中，第二滚针体的数量比第一滚针体的数量少一个。

在较佳的一个示例中，弹性滚针结构还具有两个滚针挡圈，两个滚针挡圈相对远离地布置，多个第一滚针体和多个第二滚针体分别位于两个滚针挡圈之间。

在较佳的一个示例中，第一凹槽具有第一圆弧形曲面，第二凹槽具有第二圆弧形曲面。

在较佳的一个示例中，弹性滚针结构还包括多个第三滚针体，齿盘的内孔与减速机的曲轴之间形成有空隙，多个第三滚针体填充在空隙内，第三滚针体沿轴向贯穿设置有轴心孔。

在较佳的一个示例中，空隙、第一凹槽以及第二凹槽均填充有润滑油。

一种无间隙活齿减速机包括壳体、齿盘。齿盘可转动地设置在壳体内。壳体与齿盘之间限定安装空间，前述的弹性滚针结构匹配地设置于安装空间内，且壳体通过弹性滚针结构与齿盘可传动地配合连接。

在较佳的一个示例中，无间隙活齿减速机还包括曲轴，齿盘设置有与曲轴配合的内孔，曲轴通过中空滚柱与内孔配合。

上述方案的有益效果：

本实用新型提供的弹性滚针结构中具有配合的内滚针和外滚针。其中，由于内滚针为中空的结构，因此，在外部适当的作用力下，内滚针可以在发生一定形变，从而使得内滚针和外滚针之间形成近似弹性的接触，以便在保持两者紧密接触和传动的情况下，可以减小摩擦损害、降低噪音，同时保持传动系统的稳定性。此外，通过设置润滑油，由于内滚针受迫变形可以使润滑油形成高速的射流，从而达到更好的润滑、减小摩擦的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的第一种弹性滚针结构的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的第二种弹性滚针结构的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第三种弹性滚针结构的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第四种弹性滚针结构的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第一种弹性滚针结构与壳体和齿盘装配结构的示意图；

图标：100-弹性滚针结构；101-第一滚针体；102-第二滚针体；103-外滚针；104-内滚针；100a-弹性滚针机构；200-壳体；201-齿盘；202-内孔；300-挡环；501-第一挡圈；502-第二挡圈。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，在不矛盾或冲突的情况下，本实用新型的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本实用新型中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本实用新型公开的内容自制。在本实用新型中，为了突出本实用新型的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

RV减速机是一种较为常见的减速机。RV减速机主要应用于机器人制造领域，对机器人运动控制具有较重要的作用。尤其是被用于机器人关节控制过程。

但是，现有的RV减速机存在内部磨损较大的问题。发明人发现，现有的RV减速机中出现磨损大的问题主要是各传动零件之间存在不适当的间隙而导致的。此外，发明人已知的是，RV减速机间隙较大的位置主要有齿盘201和壳体200之间的传动间隙，而现有的传动方式导致其磨损和噪声很大。

因此，发明人提出了一种新型的传动结构。具体地通过在齿盘201和壳体200之间设置两组滚针，并且通过两组滚针配合进行啮合传动。在本实用新型中，啮合传动过程中利用中空的滚针所具有的弹性变形特点，达到无间隙传动。采用这种啮合方式的RV减速机具有大传动比、高精度、高刚性、低噪音、体积小、重量轻、运转平稳且制造成本低等优异特性。同时，突破传统RV减速机径向尺寸限制，进一步减小减速机整机尺寸，减轻减速机整机重量改善润滑。

参阅图1至图5。

参阅图5。本实施例提供了一种弹性滚针结构100，用于匹配安装在减速机的齿盘201和壳体200之间，使齿盘201和壳体200配合传动。

如图1所示，弹性滚针结构100包括内滚针104和外滚针103。其中，内滚针104配合安装于齿盘201，外滚针103配合安装于壳体200。齿盘201被驱动而沿壳体200的轴心转动时，内滚针104和外滚针103之间形成啮合传动。

其中，外滚针103包括多个第一滚针体101(如30个)，且每个第一滚针体101为实心结构。本实施例中，第一滚针为圆柱形结构，并且可采用硬质材料制作而成，例如轴承钢。第一滚针的直径和长度，可以根据具体的使用场合而定，本实用新型中并不做出具体限定。

构成外滚针103的全部第一滚针体101(前述之多个第一滚针体101)呈环形排列，并且任意直接相邻的两个第一滚针体101之间的间距相等。直接相邻的两个第一滚针体101之间的距离被设计为第一预设距离。前述之第一预设距离可以根据第一滚针体101的直径以及其分布的圆形直径通过发明人已知的方式而被限定。

内滚针104包括多个第二滚针体102(如29个)，且每个第二滚针体102为空心结构。第二滚针体102的数量可以有多种，根据需要进行选择。在一些示例中，第二滚针体102的数量根据第一滚针体101的数量和尺寸特征而被限定。例如，一种可选的示例中，第二滚针体102的数量少于第一滚针体101的数量。更进一步地，第二滚针体102的数量比第一滚针体101的数量少一个。

前述第二滚针体102的空心结构是指：第二滚针体102以贯穿的方式设置有空腔。具体地，第二滚针体102沿轴向设置通孔。以圆柱形第二滚针体102为例，在其中轴线方向设置有通孔，且通孔沿圆柱体的径向延伸。在一些可选的示例中，设置于第二滚针体102的通孔的尺寸可以通过以下方式被限定：以直径为D的圆柱形第二滚针体102为例，所述开设的通孔的直径为0.2D。

本实施例中，第二滚针体102为圆柱形结构，且具有与第一滚针体101相同的结构。第二滚针体102可采用轴承钢制作而成。如前述第一滚针体101的结构尺寸特点，第二滚针体102的直径和长度，也可以根据具体的使用场合而定，本实用新型中并不做出具体限定。

构成内滚针104的全部第二滚针体102(前述之多个第二滚针体102)呈环形排列，并且任意直接相邻的两个第二滚针体102之间的间距相等。直接相邻的两个第二滚针体102之间的距离被设计为第二预设距离。前述之第二预设距离可以根据第二滚针体102的直径以及其分布的圆形直径通过发明人已知的方式而被限定。

外滚针103与内滚针104通过啮合的方式传动，基于此，本实用新型中，内滚针104和外滚针103是相对且邻近地设置的，并且第一滚针体101的外周面与第二滚针体102的外周面接触。

需要说明的是，在一些示例中，外滚针103为一组(如包括多个第一滚针体101)，内滚针104为一组(如包括多个第二滚针体102)。在本实施例中，如图2所示，外滚针103为一组，内滚针104为两组。其中，所述的一组外滚针103沿轴向布置，并形成环形结构。在所述的环形结构内，两组内滚针104间隔地沿轴向布置。进一步地，在两组内滚针104之间还设置有如图3所示的挡环300；两组内滚针104大致对称地位于挡环300的两侧，且挡环300基本位于外滚针103的沿长度方向的对称横截面。当然也可以根据需要调整内滚针104和外滚针103的数量。

进一步地，弹性滚针结构100还具有两个滚针挡圈，分别为第一挡圈501和第二挡圈502。滚针挡圈可以采用各种适当的材料制作而成，例如，制作滚针挡圈的材料包括但不限于硅胶。两个滚针挡圈相对远离地布置，多个第一滚针体101和多个第二滚针体102分别位于两个滚针挡圈之间。第一滚针体101和第二滚针体102的端部均邻近滚针挡圈并形成适当的间隔(间隔中可被注入适量的润滑油)，以非紧密地接触为宜，以减小滚针挡圈对内滚针104和外滚针103的摩擦阻力。

基于前述的弹性滚针结构100。本实用新型还提供了一种无间隙活齿减速机。

参阅图5，无间隙活齿减速机包括壳体200、齿盘201。其中，齿盘201可转动地设置在壳体200内。壳体200与齿盘201之间限定安装空间。前述的弹性滚针结构100匹配地设置于安装空间内，且壳体200通过弹性滚针结构100与齿盘201可传动地配合连接。

弹性滚针结构100的安装方式通过下述阐述被限定：

壳体200设置有多个第一凹槽，前述的构成弹性滚针结构100的多个第一滚针体101一一对应且可转动地设置在壳体200的多个第一凹槽。相应地，齿盘201设置有多个第二凹槽，前述构成弹性滚针结构100的多个第二滚针体102一一对应且可转动地设置在齿盘201的多个第二凹槽。第一凹槽的数量和第一滚针体101的数量相等，第二凹槽的数量与第二滚针体102的数量相等。

其中，第一滚针体101以部分位于第一凹槽，部分凸出至第一凹槽外的方式布置；第二滚针体102也以部分位于第二凹槽，部分凸出至第二凹槽外的方式布置。

第一凹槽被构造成各种适当的结构，以便使第一滚针体101可以在较小摩擦阻力的下被保持在第一凹槽，并能够在适当的作用下发生转动，进而与第二滚针体102啮合。相同地，第二凹槽被构造成各种适当的结构，以便使第二滚针体102可以在较小摩擦阻力的下被保持在第二凹槽，并能够在适当的作用下发生转动，进而与第一滚针体101啮合。

本实用新型实施例中，第一凹槽以及第二凹槽均填充有润滑油，从而更好地润滑，减小磨损。进一步地，第一凹槽具有第一圆弧形曲面，第二凹槽具有第二圆弧形曲面，以减小摩擦为宜。在一些示例中，第二滚针体102的尺寸是根据齿盘201的齿廓形状而定。例如，以齿盘201的齿廓作为目标曲线经过遗传算法寻优逼近后的尺寸，优化后的第二滚针体102与第一滚针体101之间干涉量与过盈量均控制在10μm内，以使减速机运转平稳，噪音更小。

减速机还具有与齿盘201配合的曲轴(图未示)，例如，曲轴穿设过齿盘201的内孔202。进一步地，齿盘201的内孔202内还具有构成弹性滚针结构100的多个第三滚针体。所述的第三滚针体沿轴向贯穿设置有轴心孔，呈中空结构。多个第三滚针体配合于曲轴的外壁和齿盘201的内孔202壁之间。换言之，齿盘201的内孔202与曲轴之间形成有空隙。多个第三滚针体填充在空隙内。空隙内可填充润滑油以降低粗糙度、减小磨损。

本实用新型提出的弹性滚针结构100，可以适用于多种减速机，并且可以根据减速的结构做出适当的调整。一种减速机的可选示例是RV减速机。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。