[发明专利]球形齿轮减速器

权利要求书

1.一种球形齿轮减速器，其特征在于：它包括壳体(3)，壳体(3)内设有相互啮合的输入装置和输出装置，其中输入装置和输出装置分别贯穿壳体，且输出装置与壳体(3)滑动连接；

所述输入装置包括两组输入轴轴承组(2)，两组输入轴轴承组(2)与壳体(3)的两端分别固定连接，两组输入轴轴承组(2)之间穿设有输入轴(1)，输入轴轴承组(2)与输入轴(1)固定连接，两组输入轴轴承组(2)之间的输入轴(1)上穿设置有球形齿轮(7)，输入轴(1)与球形齿轮(7)键连接；

所述输出装置包括输出轴(4)，输出轴(4)的端部设有伞齿轮(10)，输出轴(4)的中段分别设有内置轴承组(5)和外置轴承座(8)，其中伞齿轮(10)与球形齿轮(7)匹配啮合，并且伞齿轮(10)能够在与球形齿轮(7)匹配啮合的同时带动输出轴(4)沿着球形齿轮(7)的外弧线滑动，从而改变输出轴(4)与输入轴(1)之间的角度；输出轴(4)通过壳体(3)上的开口延伸出去，内置轴承组(5)位于壳体(3)内部，外置轴承组(8)位于壳体(3)外部。

2.根据权利要求1所述的球形齿轮减速器，其特征在于：壳体(3)上的开口两端分别设有成对的卷曲弹簧(6)，滑动密封片(9)两端分别与固定在壳体上的两组卷曲弹簧(6)相连，滑动密封片(9)两端随输出轴的转动而卷入或卷出卷曲弹簧(6)，滑动密封片(9)为橡胶或可卷曲薄钢片，滑动密封片(9)上开孔与输出轴(4)中间轴段的伸出断面相同，输出轴(4)伸出滑动密封片(9)，滑动密封片(9)与壳体(3)滑动连接，用以保证输出轴(4)移动后壳体(3)内部依然处于密封之中。

3.根据权利要求1所述的球形齿轮减速器，其特征在于：内置轴承组(5)和外置轴承组(8)上分别设置有滑轮组，滑轮组用以匹配伞齿轮(10)沿着球形齿轮(7)的外弧线滑动时带动输出轴(4)在壳体(3)内改变位置和角度。

4.根据权利要求3所述的球形齿轮减速器，其特征在于：壳体(3)外部固定连接有辅板(31)，辅板(31)上固定设置有外置轴承组滑道(32)，外置轴承组滑道(32)与外置轴承组(5)上滑轮组滑动连接，壳体(3)内部设置有内置轴承组滑道(33)，内置轴承组滑道(33)与内置轴承组(8)上的滑轮组滑动连接。

5.根据权利要求1所述的球形齿轮减速器，其特征在于：所述球形齿轮(7)包括用于固定在输入轴(1)上的轴筒(71)，轴筒(71)外侧设有球形弧面的齿圈(73)，轴筒(71)与齿圈(73)之间设有连接固定的骨架(72)；其中骨架(72)采用粉末冶金3D打印技术在轴筒(71)上打印构成，骨架(72)和齿圈(73)采用螺栓或焊接固定，从而降低球形齿轮(7)本身的重量，减小旋转过程中的离心力。

6.根据权利要求5所述的球形齿轮减速器，其特征在于：所述齿圈(73)为分段齿结构，齿圈(73)包括间隔设置的传动区(731)和过渡区(732)，传动区(731)与伞齿轮(10)啮合，传动区(731)通过过渡区(732)使多个传动区(731)的齿圈直径增加和减少，从而形成球形齿轮结构，齿圈(73)利用过渡区(732)结构改变传动区(731)的齿数，每个传动区(731)的齿数都与相邻的传动区(731)的齿数不同；壳体(3)上设有透明观察口，观察口上标有输出轴(4)的角度刻度以及传动区(731)和过渡区(732)位置，观察口的尺寸不小于输出轴(4)的转动范围。

7.根据权利要求1所述的球形齿轮减速器，其特征在于：输出轴(4)通过在球形齿轮(7)上滑动与输入轴(1)的夹角范围为0-45度。

8.根据权利要求1所述的球形齿轮减速器，其特征在于：所述设置在壳体(3)内的输出装置数量为1-6个。

9.根据权利要求1所述的球形齿轮减速器，其特征在于：所述输出装置可布置为多种方式：反向单侧输出轴结构、正向单侧输出轴结构、反向多侧输出轴结构、正向多侧输出轴结构、异向多侧输出轴结构、单侧双向输出轴结构和多侧双向输出结构；

所述正向单侧输出轴结构为输出轴与输入装置方向相同设置；

所述反向单侧输出轴结构为输出轴与输入装置方向相反设置；

所述反向多侧输出轴结构包括两组输出装置，两组输出装置的输出轴分别设置在球形齿轮(7)上下或左右两侧，两组输出装置的输出轴与输入装置方向相反设置；

所述正向多侧输出轴结构包括两组输出装置，两组输出装置的输出轴分别设置在球形齿轮(7)上下或左右两侧，两组输出装置的输出轴与输入装置方向相同设置；

所述异向多侧输出轴结构包括两组输出装置，两组输出装置的输出轴分别设置在球形齿轮(7)上下或左右两侧，一组输出装置的输出轴与输入装置方向相同，另一组输出装置的输出轴与输入装置方向相反；

所述单侧双向输出轴结构包括两组输出装置，两组输出装置的输出轴均设置在球形齿轮(7)一侧并且相对设置，一组输出装置的输出轴与输入装置方向相同，另一组输出装置的输出轴与输入装置方向相反；

所述多侧双向输出结构包括四组输出装置，两组输出装置的输出轴均设置在球形齿轮(7)上侧并且相对设置，另外两组输出装置的输出轴均设置在球形齿轮(7)下侧并且相对设置，两组输出装置的输出轴与输入装置方向相同，另两组输出装置的输出轴与输入装置方向相反；

多侧双向输出结构还包括六组输出装置，其中三组输出装置的输出轴以间隔120°的夹角分布与输入轴同方向设置，另外三组输出装置的输出轴以间隔120°的夹角分布与输入轴反方向设置。