[发明专利]工业机器人单级摆线减速器

说明书

【技术领域】

本发明涉及工业机器人减速器技术领域，一种工业机器人单级摆线减速器。

【背景技术】背景技术分单级减速与二级减速两种：

(一)二级减速：渐开线行星齿轮+摆线

(a)日本RV与我国CORT(97100463)的问题是：①制造精度要求极高；②结构复杂、另件多、散热性能不好；③回差不能自动补偿；④价格昂贵。

(b)工业机器人微回差摆线减速器(200910196984.4)的问题是：①结构复杂、另件多、散热性能不好；②偏心轴承内圈多头螺母加工困难；③不能制造类RV-C带中心孔机型。

(二)单级减速：

重庆大学“精密摆线针轮行星传动装置”(200810069737.3)的优点是能消除回差，但只有一片轮作功，回差增大时，必须停机调整。

我国863计划、国家自然科学基金一再重复列项，希望国内齿轮专家、一流制造厂在RV基础上，研制出中国人自己减速器取代日本RV。然而，至今仍然必需从日本进口RV配套。

【发明内容】

本发明系“工业机器人微回差摆线减速器”(200910196984.4)与RV减速器的重大改进，目的在于：提出一种中等制造精度、工艺难度小、回差能自动补偿、制造成本估算为RV、CORT的25～35％及能够制造类RV-C中空机型的工业机器人单级摆线减速器。

工业机器人减速器的回差主要包括几何回差和负载时弹性变形回差。其中：

(一)空载时的几何回差：运动精度通过传动误差(本发明为单级减速，因而只有摆线传动与输出机构两个环节)来表示，回差值1′～1.5′。摆线传动中针齿销孔周向位置误差、针齿销半径误差、等距及移距修形误差为几何回差主要因素；

(二)负载时弹性变形回差(刚性)：在负载运动情况下，包括弹性变形引起的回差在内的总回差不能超过6′(朱孝录《齿轮传动设计手册》827页)

如何设计、制造小回差工业机器人减速器的具体技术方案如下：

(A)空载时零回差：为了消除初始回差，结构上使摆线轮A沿顺针方向靠紧针齿、摆线轮B沿逆针方向靠紧另半区针齿。因而二单偏心轴承a、b相位角φ≈180°。相位角微小改变对静平衡影响不大，因为原整体双偏心轴承相位角也不可能严格等于180°。

(B)负载时二轮同步作功，增大啮合刚度，减小弹性接触变形，其原理如下：

摆线轮A、B内偏心套(螺母)a、b在两侧弹簧预压力Q₀作用下，分别潜在“右移逆针转”与“左移顺针转”的螺旋线运动，潜在转矩M₀＝Q₀(d₂/2)tg(λ+φ)。当螺母右或左移m(约0.05～0.15)时，则转矩增大为M₁＝(Q₀+mp′)(d₂/2)tg(λ+φ)(p′为弹簧刚性指数)。

当输入轴(右旋螺杆)顺时针转时：螺杆驱动扭矩T＝T₀+Ma，其中：

T₀是螺母a使摆线轮A逆时针转动做功所需的扭矩；

Ma是螺母a沿轴向推动螺母b右移同时逆针转的转矩(与潜在左移、顺针转(矩)相反)，显然Ma应大于或略大于M₀，并且由于弹簧压力的增大，转矩Ma也会增大。

螺母b右移同时逆针转动的瞬间使B轮轮齿沿顺时针快速靠向另半区针齿，于是A、B轮同步逆针转实现功率输出。(中径d₂，螺旋升角λ，摩擦角φ)

断电后，依靠弹簧复位；再通电、螺杆反(逆时针)转、B轮作功，A轮滞后......

(C)输出轴采用大直径圆盘、两端支承的刚性笼形结构，刚性大、抗冲击性能高；

【有益效果】

本发明比照日本RV减速器，其创造、新颖、实用性体现在：

①啮合面磨损后回差能自动补偿；②去掉三偏心轴、6只轴承及7只齿轮，简化了结构，增加了散热空间，消除了三偏心轴带来的加工与装配误差；③工艺难度小、毋需高精度机床；④制造成本估算为RV、CORT的25～35％。

本发明比照工业机器人微回差摆线减速器(200910196984.4)，其创造等三性体现在：

①结构简化、另件少、散热空间大；②采用标准轴承+内圈多头螺母结构，大大降低了多头螺母的加工难度；③可制造类RV-E及RV-C中空机型。

【附图说明】

图1.为本发明实施例的结构示意图