[发明专利]齿轮机构、减速器和机械手臂

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮机构、减速器和机械手臂，更加特别地，涉及在机械手臂的每个关节的减速器中使用的齿轮机构。

背景技术

一般地，工业机械手使用减速器将从驱动马达输出的高速低转矩转变成用于驱动其关节的低速高转矩。作为用于此的减速器，已经已知的是一种利用椭圆和正圆的差速运动的应变波传动装置。在应变波传动装置中，多个齿同时彼此啮合，因此能够获得高的转矩能力。由于该优点，在各种工业机械手中使用应变波传动装置。然而，应变波传动装置具有因利用变形而导致的高成本和低耐久性的缺点。

此外，作为减速器，通常还使用摆动传动装置，其通过使用其内的摆动齿轮的摆动运动提供高的减速比。在摆动传动装置中，固定齿轮与输入轴同轴设置，具有不同齿数的摆动齿轮通过输入轴倾斜并与固定齿轮啮合。摆动运动通过输入轴的旋转而执行。此时，输入轴每旋转一圈摆动齿轮周转的量相应于齿数差，因此仅仅周转分量被传递给输出轴。通过这种方式实行减速(专利文献1)。此外，在另一个示例中，不通过传递周转分量，而是通过一对固定齿轮和与其对向设置的输出齿轮以及一对输出齿轮和与该输出齿轮啮合的摆动齿轮的差速运动，执行减速(专利文献2)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开No.S44-002373

专利文献2：日本专利申请特开No.S54-120347

发明内容

技术问题

顺带地，在许多情况下，这些摆动传动装置的齿轮具有大致渐开线齿廓，在这种情况下，难以增加彼此啮合的齿的齿数。因而，存在的问题是，摆动传动装置不适合于为了例如在工业机械手用关节致动器中使用而需要高刚性、高转矩能力的减速器。此外，当将具有大量彼此啮合的齿的传统齿廓应用于摆动传动装置时，由于齿廓形成的高压力角会导致问题，这是因为产生了相对于转矩相对高的接触压力，并且转矩传递效率降低，且虽然刚性能够增大但是支撑部件大型化。

考虑到这些情况，本发明的一个目的是提供一种齿轮机构和包括该齿轮机构的机械手臂，该齿轮机构能够在不增大尺寸的条件下实现高刚性和高转矩能力。

解决问题的方案

根据本发明的一个实施例，提供一种齿轮机构，包括：具有环状齿面的第一齿轮，该第一齿轮包括：相对于预定高度形成在远端侧的多个齿顶部；和分别在多个齿顶部之间的位置相对于预定高度形成在齿根侧的多个凹进部；以及具有环状齿面的第二齿轮，该第二齿轮包括：相对于预定高度形成在远端侧的多个齿顶部；和分别在多个齿顶部之间的位置相对于预定高度形成在齿根侧的多个凹进部；第二齿轮的多个齿顶部和第二齿轮的多个凹进部的数量分别比第一齿轮的多个齿顶部和第一齿轮的多个凹进部的数量多。第一齿轮和第二齿轮布置在这样的状态下，在所述状态中，第一齿轮的旋转轴和第二齿轮的旋转轴以预定的角度倾斜，从而形成最深啮合位置和掠过位置，在该最深啮合位置，第一齿轮和第二齿轮中的一个齿轮的多个齿顶部中的一个齿顶部与第一齿轮和第二齿轮中另一个齿轮的多个凹进部中的相应的一个凹进部彼此最深地啮合，在该掠过位置，第一齿轮和第二齿轮中的一个齿轮的多个齿顶部中的所述一个齿顶部与第一齿轮和第二齿轮中所述另一个齿轮的多个齿顶部中的相应的一个齿顶部在最深啮合位置的对向侧彼此掠过，以及从而形成第一啮合区域和第二啮合区域，在该第一啮合区域中，第一齿轮和第二齿轮中的所述一个齿轮的多个齿顶部中的所述一个齿顶部与第一齿轮和第二齿轮中所述另一个齿轮的多个齿顶部中的相应的一个齿顶部在掠过位置两侧的每一侧保持彼此接触，在第二啮合区域中，第一齿轮和第二齿轮中的所述一个齿轮的多个齿顶部中的所述一个齿顶部与第一齿轮和第二齿轮中所述另一个的齿轮多个凹进部中的相应的一个凹进部相对于第一啮合区域在最深啮合位置侧保持彼此接触。第一齿轮的多个齿顶部和第二齿轮的多个齿顶部每一个都形成为在第一啮合区域的一个点保持彼此接触。第一齿轮的多个凹进部和第二齿轮的多个凹进部均形成为与通过区域一致，其中所述通过区域沿着多个配合的齿顶部中的一个齿顶部在第二啮合区域中运动时的运动延伸。

发明效果

根据本发明的一个实施例，在齿廓能够大体上在其全周上使齿保持彼此接触的情况下，能够增大彼此啮合的齿的齿数。因而，能够提供一种齿轮机构和包括该齿轮机构的机械手臂，该齿轮机构能够在不增大尺寸的条件下实现高刚性和高转矩能力。

从下面参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得明显。

附图简述