RV减速传动装置和工业机器人的制作方法

rv减速传动装置和工业机器人
技术领域
1.本实用新型涉及传动技术领域，具体而言，涉及一种rv减速传动装置和工业机器人。


背景技术：

2.rv传动是新兴起的一种传动，它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的，不仅克服了一般针摆传动的缺点，而且因为具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点，日益受到国内外的广泛关注。rv减速器是由摆线针轮和行星支架组成，以其体积小，抗冲击力强，扭矩大，定位精度高，振动小，减速比大等诸多优点被广泛应用于工业机器人、机床、医疗检测设备和卫星接收系统等领域。
3.经发明人研究发现，现有的rv减速机存在如下缺点：
4.减速比调整不便。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种rv减速传动装置和工业机器人，其能够提高减速机的减速比调节操作的便捷性，降低成本。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.第一方面，本实用新型提供一种rv减速传动装置，包括：
8.安装模块，所述安装模块包括安装架和传力件，所述传力件与所述安装架可转动地连接，所述安装架用于安装电机；所述传力件用于与所述电机的转轴连接，且所述传力件与所述转轴在转轴的周向上相对固定；
9.芯齿轴，所述芯齿轴与所述传力件可拆卸地连接；
10.以及减速传动模块，所述减速传动模块与所述安装架可拆卸地连接，所述芯齿轴与所述减速传动模块的输入部啮合，所述传力件能通过所述芯齿轴将扭矩传递至所述输入部。
11.在可选的实施方式中，所述安装架包括输入法兰和电机法兰，所述输入法兰与所述电机法兰可拆卸地连接，所述输入法兰与所述减速传动模块可拆卸地连接；所述电机法兰用于与所述电机连接；所述传力件与所述输入法兰可转动地连接。
12.在可选的实施方式中，所述输入法兰设有第一轴承孔，所述第一轴承孔内设有第一轴承，所述传力件穿设于所述第一轴承的内圈中；所述输入法兰与所述传力件之间设有第一骨架油封，所述第一骨架油封位于所述第一轴承靠近所述电机法兰的一侧。
13.在可选的实施方式中，所述传力件设有第一连接部，所述芯齿轴设有第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部二者中的一个设置为插孔，另一个设置为凸起；所述第一连接部与所述第二连接部插接，且所述第一连接部与所述第二连接部过盈配合。
14.在可选的实施方式中，所述减速传动模块包括针齿壳、行星架、行星轮、曲柄轴、摆轮和针齿，所述针齿壳与所述安装架可拆卸地连接；所述行星架与所述针齿壳可转动地连
接；所述行星轮套接于所述曲柄轴外，所述行星轮与所述芯齿轴啮合；所述曲柄轴与所述行星架可转动地连接；所述摆轮套接于所述曲柄轴外且二者可转动地连接；所述摆轮、所述针齿以及所述针齿壳依次啮合。
15.在可选的实施方式中，所述行星架包括支撑法兰和输出轴，所述支撑法兰设有第二轴承孔，所述第二轴承孔内设有第二轴承；所述输出轴设有第三轴承孔，所述第三轴承孔内设有第三轴承，所述曲柄轴同时与所述第二轴承和所述第三轴承连接；所述支撑法兰以及所述输出轴分别通过角接触滚子轴承与所述针齿壳连接。
16.在可选的实施方式中，所述输出轴与所述针齿壳之间设置有第二骨架油封；所述输出轴上设置有闷盖。
17.在可选的实施方式中，所述曲柄轴具有在其轴线延伸方向上间隔排布的第一端和第二端，所述曲柄轴设有变径段，所述变径段的横截面外轮廓为圆形，且所述变径段的横截面外轮廓的直径在从所述第一端向所述第二端的方向上逐渐增大，所述行星轮套接于所述变径段外且与所述变径段的外周面过盈配合。
18.在可选的实施方式中，所述第一端所在端面设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺接有螺栓，所述螺栓的端帽与所述行星轮远离所述第二端的侧面抵持，以调节所述行星轮与所述变径段的摩擦扭矩值。
19.第二方面，本实用新型提供一种工业机器人，所述工业机器人包括：
20.电机和前述实施方式中任一项所述的rv减速传动装置，所述电机与所述安装架连接，所述电机的转轴与所述传力件连接。
21.本实用新型实施例的有益效果是：
22.综上所述，本实施例提供了rv减速传动装置，包括安装模块、芯齿轴和减速传动模块，安装模块与减速传动模块通过芯齿轴实现动力传输，装配时，电机与安装模块连接，电机的转轴与芯齿轴连接，电机启动后，扭矩通过传力件、芯齿轴传递至减速传动模块。需要进行减速比的调整时，将安装模块与减速传动模块拆卸，然后将芯齿轴从传力件上拆卸并更换新的芯齿轴即可，不需要更换电机、也不需要更换安装模块，更换的零件少，减速比调整操作便捷，成本低。
附图说明
23.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。
24.图1为本实用新型实施例的rv减速传动装置的一视角的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例的rv减速传动装置的另一视角的结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例的rv减速传动装置的剖视结构示意图；
27.图4为图3中b处的局部放大结构示意图；
28.图5为图3中c处的局部放大结构示意图；
29.图6为图3中d-d向的剖视结构示意图；
30.图7为图3中e-e向的剖视结构示意图；
31.图8为本实用新型实施例的传力件的剖视结构示意图；
32.图9为本实用新型实施例的芯齿轴的结构示意图；
33.图10为本实用新型实施例的曲柄轴的结构示意图。
34.图标:
35.100-安装模块；110-安装架；111-输入法兰；1111-第一轴承孔；1112-注脂孔；112-电机法兰；113-管螺纹；120-传力件；121-对接部；122-第一连接部；130-第一骨架油封；140-第一轴承；150-套圈；160-孔卡；170-挡圈；200-芯齿轴；210-光滑轴段；220-齿轴段；300-减速传动模块；310-针齿壳；320-行星架；321-支撑法兰；322-输出轴；323-第二轴承；324-第三轴承；330-行星轮；340-曲柄轴；341-变径段；342-螺纹孔；343-垫圈；344-紧固螺栓；350-摆轮；360-针齿；370-第四轴承；380-第五轴承；390-第六轴承；400-密封圈；500-第二骨架油封；600-第一闷盖；700-第二闷盖；800-第三闷盖。
具体实施方式
36.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。
37.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。
38.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。
39.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。
40.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
41.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。
42.目前，rv减速装置的输入轴和电机为一体式结构，电机的壳体通过螺栓与法兰固定在一起，法兰和针齿壳310利用螺栓紧固成一体。并且，在输入轴和法兰之间设置有油封
结构。输入轴与减速传动单元的行星轮330啮合。当需要调整减速比时，需要拆卸电机、输入轴、法兰以及油封结构，操作繁琐，费时费力，效率低，成本高。
43.请结合图1-图10，鉴于此，设计者设计了一种rv减速传动装置，采用模块化设计，减速比调整时操作便捷，更换的零件少，效率高，成本低。
44.请结合图1-图3，本实施例中，rv减速传动装置包括安装模块100、芯齿轴200以及减速传动模块300。安装模块100包括安装架110和传力件120，传力件120与安装架110可转动地连接，安装架110用于安装电机；传力件120用于与电机的转轴连接，且传力件120与转轴在转轴的周向上相对固定。芯齿轴200与传力件120可拆卸地连接。减速传动模块300与安装架110可拆卸地连接，芯齿轴200与减速传动模块300的输入部啮合，传力件120能通过芯齿轴200将扭矩传递至输入部。
45.本实施例提供了rv减速传动装置更换减速比的操作步骤包括，例如：
46.由于安装模块100为一体式结构，需要进行减速比的调整时，直接将安装架110与减速传动模块300拆卸，安装件和传力件120一起与减速传动模块300分离，并且芯齿轴200安装在传力件120上，芯齿轴200能够直接暴露于外部环境中，然后将芯齿轴200从传力件120上拆卸并更换新的芯齿轴200，再将芯齿轴200与输入部啮合，并且将安装架110与减速传动模块300安装固定，至此，完成减速比的调整。减速比调整时，不需要更换电机、也不需要更换安装模块100，更换的零件少，减速比调整操作便捷，成本低。
47.请结合图1-图3，本实施例中，可选的，安装模块100还包括第一骨架油封130、第一轴承140、套圈150、孔卡160和挡圈170，套圈150通过孔卡160固定在安装架110上，第一轴承140通过套圈150和挡圈170固定在安装架110上，传力件120通过第一轴承140与安装架110可转动地连接，第一骨架油封130设于安装架110与传力件120之间。
48.请结合图3，具体的，安装架110包括输入法兰111和电机法兰112。输入法兰111设置上有第一轴承孔1111和注脂孔1112，注脂孔1112内设置有管螺纹113，管螺纹113与输入法兰111之间设置有密封圈400。电机法兰112设置有避让通孔。电机法兰112与输入法兰111通过螺栓、螺钉或销钉等固定连接。并且，第一轴承孔1111和避让通孔同轴且连通。传力件120为柱体，传力件120具有在其轴线延伸方向上的第一端面和第二端面，第一端面上设置有对接部121，对接部121为花键孔。第二端面上设置有第一连接部122，第一连接部122设置为插孔，并且第一连接部122的横截面轮廓为圆形，其中，横截面为垂直于插孔的轴线的平面。花键孔和插孔同轴设置，二者之间具有间距且互不连通。传力件120同时穿设于第一轴承孔1111和避让通孔内，并且对接部121所在位置对应于避让通孔，插孔为盲孔，第一连接部122所在位置对应于第一轴承孔1111，也就是说，对接部121和第一连接部122在避让通孔向第一轴承孔1111的方向上排布。进一步的，第一轴承孔1111为阶梯孔，也就是说，第一轴承孔1111包括连通且同轴的第一孔段和第二孔段，第一孔段和第二孔段均为圆孔，第一孔段的直径小于第二孔段的直径，第一孔段连通避让通孔，第一孔段和第二孔段的连接位置处形成环形抵接面。套圈150嵌设在第二孔段中并且与环形抵接面抵持，第一轴承140的外圈嵌设于套圈150中，并且孔卡160与套圈150远离环形抵接面的一侧抵持，如此，孔卡160与环形抵接面配合将套圈150夹持以固定在第二孔段内。也即，通过孔卡160和环形抵接面的配合，使得套圈150在第二孔段的轴向上的自由度均被限制。传力件120穿设在第一轴承140的内圈中，并且挡圈170设于传力件120外，与第一轴承140的内圈抵持，如此，传力件120通
过第一轴承140与输入法兰111可转动地连接。同时，第一骨架油封130设于第一孔段中，第一骨架油封130能提高传力件120的外周面与第二孔段的孔壁之间的密封性。电机法兰112用于与电机的壳体通过螺栓、螺钉或销钉等固定连接。电机的转轴插接在对接部121中，并且通过花键、螺栓或其他结构实现与对接部121的固定连接。也就是说，电机的转轴插接在对接部121内后，可以通过花键等结构实现转轴与对接部121的周向限位，从而使得转轴和传力件120在转轴的周向上相对固定，转轴的扭矩能够传递至传力件120，并带动传力件120一起转动，使得传力件120获得较高转速且较低的扭矩。
49.请结合图9，本实施例中，可选的，芯齿轴200包括相连的光滑轴段210和齿轴段220，光滑轴段210可以称作第二连接部，光滑轴段210插接在第一连接部122中，并且光滑轴段210与传力件120过盈配合。需要说明的是，光滑轴段210的横截面外轮廓为圆形，与第一连接部122的形状匹配。由于光滑轴段210与传力件120为过盈配合，当传力件120转动时，扭矩能够传递至光滑轴段210，从而使芯齿轴200转动。而齿轴段220与减速传动模块300的输入部啮合，从而实现扭矩的传递。同时，由于光滑轴段210与传力件120为过盈配合，二者之间的扭矩通过摩擦力传递，通过调整二者的过盈量可以调节传力件120和光滑轴段210的最大传递扭矩，也即，当传力件120输出的扭矩大于最大传递扭矩时，传力件120与光滑轴段210打滑，二者相对转动，实现了自卸载的功能，避免芯齿轴200以及输入部被损坏，提高安全性以及可靠性。
50.在其他实施例中，第一连接部122可以设置为凸起，对应的，第二连接部可以设置为插孔，按需设计，灵活便捷。
51.请结合图3-图7，本实施例中，可选的，减速传动模块300包括针齿壳310、行星架320、两个行星轮330、两个曲柄轴340、两个摆轮350和针齿360。针齿壳310通过螺栓与输入法兰111连接，针齿壳310和输入法兰111之间设置有密封圈400。行星架320包括支撑法兰321和输出轴322，支撑法兰321上设置有两个第二轴承323孔，输出轴322上设置有两个第三轴承324孔。两个第二轴承323孔分别与两个第三轴承324孔对应且同轴，每个第二轴承323孔内设置有一个第二轴承323，每个第三轴承324孔内设有一个第三轴承324。两个曲柄轴340分别穿设在配对的第二轴承323孔和第三轴承324孔内，并且与第二轴承323和第三轴承324连接，也即，曲柄轴340通过第二轴承323和第三轴承324与行星架320可转动地连接，同时，支撑法兰321和输出轴322通过曲柄轴340连接为一体。支撑法兰321与针齿壳310通过第四轴承370连接，输出轴322与针齿壳310通过第五轴承380连接。每个摆轮350均套接在两个曲柄轴340外，并且，两个摆轮350在曲柄轴340的轴线延伸方向上排布。每个摆轮350与对应的曲柄轴340之间均设置有第六轴承390。同时，每个摆轮350均通过针齿360与针齿壳310啮合。输入部也即行星轮330，输入部为两个，两个行星轮330分别与两个曲柄轴340可拆卸地连接，并且，两个行星轮330在齿轴段220的周向上均匀间隔排布，并同时与齿轴段220啮合。
52.需要说明的是，当电机的扭矩通过传力件120输入至芯齿轴200后，芯齿轴200带动两个行星轮330转动，行星轮330转动带动曲柄轴340自转，偏心自转的同时使摆轮350相对于针齿壳310方向自转，由于针齿壳310固定，摆轮350自转的同时使得曲柄轴340绕芯齿轴200的轴线公转，最终带动与曲柄轴340连接的支撑法兰321和输出轴322自转，输出轴322上可以连接执行机构，从而将电机的动力经过降低速度并增大扭矩后输入至执行机构。
53.请结合图10，进一步的，两个曲柄轴340的结构可以设置为相同，本实施例中，为了
避免叙述重复累赘，仅以一个曲柄轴340的结构为例进行说明。曲柄轴340具有在其轴线延伸方向上的相对设置的第一端和第二端，曲柄轴340设置有变径段341，变径段341的横截面外轮廓为圆形，且变径段341的横截面外轮廓的直径在从第一端向第二端的方向上逐渐增大，行星轮330套接于变径段341外且与变径段341的外周面过盈配合。同时，第一端所在端面设置有螺纹孔342。行星轮330设置有锥形孔，行星轮330利用其锥形孔从第一端调节在变径段341外，并且，锥形孔的孔壁与变径段341的外周面抵持，然后，利用紧固螺栓344或螺钉从行星轮330所在一侧与螺纹孔342螺接，紧固螺栓344上套接有垫圈343，垫圈343压紧行星轮330远离曲柄轴340的一侧，从而将行星轮330压紧在变径段341上，通过调整紧固螺栓344的紧固力，能够调整行星轮330与变径段341所能承受的摩擦扭矩值，也就是说，当芯齿轴200传递的扭矩小于该摩擦扭矩时，行星轮330和曲柄轴340不会发生相对转动，能正常传递扭矩；当芯齿轴200传递的扭矩大于该摩擦扭矩值时，行星轮330会与曲柄轴340发生相对转动，也即行星轮330会空转，如此，具有自卸载功能，能够避免行星轮330因过载受到破坏，安全性高。
54.本实施例中，可选的，rv减速传动装置还包括第二骨架油封500、第一闷盖600、第二闷盖700和第三闷盖800。第二骨架油封500设于输出轴322和针齿壳310之间。第一闷盖600、第二闷盖700和第三闷盖800均安装在输出轴322上。通过第一骨架油封130、第二骨架油封500、密封圈400、第一闷盖600、第二闷盖700和第三闷盖800构成的密封系统，使得从输入法兰111上的注脂孔1112注入润滑油时，润滑油不易泄露，润滑效果好，装置运行稳定可靠。
55.本实施例中，需要说明的是，第一轴承140可以设置为深沟球轴承。第二轴承323和第三轴承324均可以设置为圆锥滚子轴承。第四轴承370和第五轴承380均可以设置为角接触滚子轴承。第六轴承390可以设置为滚针轴承。
56.本实施例提供的rv减速机，具有至少如下优点：
57.1、行星齿轮和曲柄轴340采用圆锥配合的过盈配合，具有自动卸载避免超载功能，进而避免大扭矩会破坏行星齿轮的齿面的现象，提高了装置的可靠性。
58.2、动力输入部分采用分体式设计，也即传力件120和芯齿轴200的分体式设计，采用过盈联接方式，具有避免超载自动卸载功能，避免行星齿轮被破坏，提高了装置的可靠性。
59.3、用3个闷盖带对减速装置输出轴322进行密封，用密封圈400对注/排脂孔和输入法兰111径向进行密封，用两个骨架油封分别对减速装置的输入端和输出端密封，提高了密封功能的可靠性。
60.4、安装模块100采用模块化设计，实现了调整减速比方便快捷。
61.5、该减速传动装置设计时电机法兰112的结构考虑客户的电机配置，装填好润滑脂并充分考虑密封，客户只需拧数个螺栓将电机与电机法兰112连接，即可使用该减速传递装置，非常方便。
62.本实施例还提供了一种工业机器人，包括电机以及上述实施例的rv减速传动装置，电机与电机法兰112连接，电机的转轴与传力件120连接。
63.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。