[发明专利]一种基于摆线针轮传动的工业机器人关节舵机

说明书

本发明公开了一种基于摆线针轮传动的工业机器人关节舵机，包括电机箱体、电机、减速器箱体、偏心轴、偏心轴齿轮、摆线齿轮和舵盘。电机箱体与减速器箱体刚性连接，电机安装在电机箱体内，偏心轴水平设置在减速器箱体中，偏心轴端部设有偏心轴齿轮，舵盘与减速器箱体之间通过深沟球轴承连接，电机输出轴上安装渐开线圆柱齿轮，中间轴一端通过直齿圆柱齿轮与渐开线圆柱齿轮啮合，另一端通过直齿圆柱齿轮与偏心轴齿轮啮合，偏心轴上设有两个偏心轴承位，偏心轴承位上通过深沟球轴承安装两个摆线齿轮，摆线齿轮与减速箱体内圈的针齿啮合，摆线齿轮通过销轴、销套传递运动给舵盘。本发明传动具有大传动比及结构紧凑等优点。

技术领域

本发明涉及一种机器人关节舵机，特别是涉及一种基于摆线针轮传动的工业机器人关节舵机。

背景技术

舵机也叫伺服电机，最早用于船舶上实现其转向功能，由于可以通过程序连续控制其转角，因而被广泛应用于智能小车以实现转向以及机器人各类关节运动中。

舵机的控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机转动的方向和速度，从而达到目标停止。其工作流程为：控制信号→控制电路板→电机转动→齿轮组减速→舵盘转动→位置反馈电位计→控制电路板反馈。

中国专利CN204347624U公布了一种带有磁性传感器的舵机，其位置检测组件包括磁铁、磁性传感器和控制电路，可以实现360°的角度转动和360°的定位控制。中国专利CN204089456U公布了一种电机一体化舵机，在舵机中壳上加工有驱动电机外壳主体，在舵机底壳中加工有电机底壳，保证了电机输出轴的精度并提高了舵机齿轮的传动精度。中国专利204089461U公布了一种双电机舵机，具有更大扭力和更高可靠性等优点，且当一个电机损坏时另一个电机还能保证舵机的基本运转。

上述专利及现有的舵机均采用多级平行轴圆柱齿轮传动，其体积较为庞大、传动比不大、输出扭矩较小，难以满足工业机器人关节中对舵机的小体积大扭矩的要求。

因此，如何解决上述现有技术存在的缺陷成为了该领域技术人员努力的方向。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于摆线针轮传动的工业机器人关节舵机，采用两级圆柱齿轮传动加摆线针轮传动形式，能完全克服现有技术存在的问题。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种基于摆线针轮传动的工业机器人关节舵机，包括电机箱体、电机、减速器箱体、中间轴、偏心轴、偏心轴齿轮、第一摆线齿轮、第二摆线齿轮、销套、销轴和舵盘；所述电机箱体与减速器箱体刚性连接，电机安装在电机箱体内，偏心轴水平设置在减速器箱体中，偏心轴的一端设有偏心轴齿轮，并通过第四深沟球轴承支撑在减速器箱体内，另一端通过第五深沟球轴承支撑在舵盘上，舵盘与减速器箱体之间通过第三深沟球轴承连接，电机输出轴上安装渐开线圆柱齿轮，中间轴水平设置，其一端通过直齿圆柱齿轮与渐开线圆柱齿轮啮合，另一端通过直齿圆柱齿轮与偏心轴齿轮啮合，所述偏心轴上设有第一偏心轴承位和第二偏心轴承位，在第一偏心轴承位上安装第一深沟球轴承，在第二偏心轴承位上安装偏心套，偏心套上安装第二深沟球轴承，第一、第二深沟球轴承上对应安装第一摆线齿轮和第二摆线齿轮，并通过安装在偏心轴上的轴用弹性挡圈进行轴向定位，减速箱体内圈安装有针齿，第一摆线齿轮和第二摆线齿轮均与针齿啮合，所述销轴一端通过滚动轴承安装在减速箱体内，另一端穿过第一、第二摆线齿轮后固定在舵盘上，销轴上套接销套，销套与第一、第二摆线齿轮接触。

进一步，所述偏心轴与偏心轴齿轮一体成型。

这种结构设计，有利于整体结构的紧凑和小型化，而且加工成型方便，避免二次装配误差。

进一步，所述销轴有两根，对称设置于偏心轴两侧。