專利名稱：蝸桿減速器、機器人關節及機器人的制作方法
技術領域：
蝸桿減速器、機器人關節及機器人
技術領域：
本實用新型實施例涉及蝸輪蝸桿傳動技術領域，特別涉及一種蝸桿減速器，還涉 及一種機器人關節及一種機器人。
背景技術：
串聯式多關節機器人以其高柔性和較大的工作范圍在制造行業中獲得了廣泛的 應用。比如在汽車生產線上，機器手為不可缺少的生產工具，在焊接、噴涂及自動裝配等領 域，也常常需要機器手的幫助來提高工作效率。作為多關節機器人的關鍵部件一一關節減 速器的成本通常占到機器人總成本的50 %以上。目前在多關節機器人上使用的減速器主要 是特制的諧波減速器和擺線針輪減速器。在對現有技術的研究和實踐過程中，本實用新型的發明人發現，在現有技術中，諧 波減速器對材料性能的要求很高，導致制造成本的上升。此外，擺線針輪減速器因結構復 雜、零件數量多、加工精度要求高而使得制造成本難以降低。而且減速器的傳動部件磨損之 后難以修復，導致關節的反向間隙加大，機器人的執行精度下降。此外，平面包絡環面蝸桿減速器以其承載能力大、傳動效率高、使用壽命最長等獨 特的優點，在現代工業生產中應用廣泛。但是，由于平面包絡環面蝸桿減速器體積大且較重 而難以應用于機器人關節上。

發明內容本實用新型實施例提供了蝸桿減速器、機器人關節及機器人，解決了蝸桿減速器 體積較大而無法應用于機器人關節的問題。本實用新型實施例解決上述技術問題所采取的技術方案是提供一種蝸桿減速器， 其包括相互嚙合的蝸桿和蝸輪以及支撐蝸輪的蝸輪軸承，該蝸輪包括輪體和與該輪體相 連接的輪齒部，其中，該輪體的內側具有中空結構，該蝸輪軸承設于該輪體的外側并鄰近該 輪齒部設置。本實用新型實施例還提供一種機器人關節，其包括如上所述的蝸桿減速器，該機 器人關節還包括用于輸出動力的動力輸出臂，該動力輸出臂與該蝸輪的左側和/或右側端 面相連接。本實用新型實施例還提供一種機器人，其包括如上所述的機器人關節。與現有技術相比較，本實用新型實施例提供的蝸桿減速器采用中空結構的輪體且 將蝸輪軸承設于輪體的外側，使得蝸輪重量大大降低，同時降低了蝸輪及整個蝸桿減速器 的體積。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需 要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖 獲得其他的附圖。圖1顯示了根據本實用新型一實施例的蝸桿減速器的立體結構示意圖。圖2顯示了圖1所示蝸桿減速器的主視圖。圖3a顯示了圖1所示蝸桿減速器的截面示意圖，該截面方向與蝸桿的軸線方向垂 直，并大致沿蝸輪的中軸線方向。圖北顯示了圖1所示蝸桿減速器的截面示意圖，該截面方向與蝸輪的軸線方向垂 直，并大致沿蝸桿的中軸線方向。圖4顯示了圖1所示蝸桿減速器的偏心套筒的立體結構示意圖。圖5顯示了圖4所示偏心套筒的主視圖。圖6顯示了圖5所示偏心套筒的S-S截面示意圖，同時示意了偏心套筒的軸線與 圖1所示蝸桿減速器的第二殼體的中心線偏移設置。圖7a和8a分別顯示了圖4的偏心套筒調整前后的狀態。圖7b和8b分別放大顯示了圖4的偏心套筒調整前后蝸輪輪齒和蝸桿輪齒之間的 嚙合側隙的變化狀態。圖9顯示了用于根據本實用新型另一實施例的蝸桿減速器的平面包絡環面蝸輪 蝸桿的嚙合示意圖。圖10顯示了根據本實用新型又一實施例的蝸桿減速器的截面示意圖。圖11顯示了根據本實用新型又一實施例的蝸桿減速器的截面示意圖。圖12顯示了根據本實用新型一實施例的機器人關節的立體示意圖。圖13顯示了圖12所示機器人關節的主視圖。
具體實施方式下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。本實用新型實施例公開了一種蝸桿減速器，其包括相互嚙合的蝸桿和蝸輪以及支 撐蝸輪的蝸輪軸承，該蝸輪包括輪體和與該輪體相連接的輪齒部，其中，該輪體的內側具有 中空結構，該蝸輪軸承設于該輪體的外側并鄰近該輪齒部設置。本實施例提供的蝸桿減速 器采用中空結構的輪體且將蝸輪軸承設于輪體的外側，使得蝸輪重量大大降低，同時降低 了蝸輪及整個蝸桿減速器的體積。本實用新型實施例還公開了另一種蝸桿減速器，該蝸桿減速器包括殼體結構、偏 心套筒、相互嚙合的蝸桿和蝸輪以及支撐蝸桿的蝸桿軸承。其中，該偏心套筒可旋轉設置于 該殼體結構上，該蝸桿通過該蝸桿軸承設置在該偏心套筒內，通過旋轉調整該偏心套筒的 角度，進而調整該蝸桿的輪齒與該蝸輪的輪齒之間的側隙。本實施例提供的蝸桿減速器通 過調整偏心套筒的偏心角，可以很容易地調整蝸輪副的側隙，在使用中有少量磨損后也很 容易予以調整補償，故比較容易保持蝸桿減速器及機器人的執行精度。本實用新型實施例還公開了另一種蝸桿減速器，該蝸桿減速器包括殼體結構以及相互嚙合的蝸桿和蝸輪。其中，該殼體結構包括第一殼體、第二殼體以及扣環，該蝸輪設置 于該第一殼體內，該蝸桿設置于該第二殼體內，在該第一殼體和該第二殼體的側部分別形 成有扣環槽，該扣環扣入該扣環槽使得該第一殼體和該第二殼相互連接。本實施例提供的 蝸桿減速器通過扣環實現第一殼體、第二殼體的緊湊配合，同時扣環也充當了減速器的迷
宮密封。本實用新型實施例還公開了一種機器人關節，該機器人關節包括蝸桿減速器和用 于輸出動力的動力輸出臂，動力輸出臂與蝸輪的左側和右側端面相連接。本實用新型實施例還公開了一種機器人，該機器人包括上文所述的機器人關節。 本實用新型實施例的用于機器人的蝸桿減速器的零件數量少，故機器人的生產和裝配成本 也較低。下面將結合具體實施例對本實用新型進行詳細描述。實施例一一種蝸桿減速器請一并參見圖1、圖2、圖3a和圖北，本實施例蝸桿減速器100包括相互嚙合的蝸 桿110和蝸輪120以及支撐蝸輪120的蝸輪軸承180，該蝸輪120包括輪體122和與該輪體 122相連接的輪齒部123，其中，該輪體122的內側(此處的“內側”指靠近蝸輪旋轉中心軸 線附近的區域，下文同義)具有中空結構125，該蝸輪軸承180設于該輪體122的外側(此 處的“外側”指靠近蝸輪輪齒部123的區域，下文同義)并鄰近該輪齒部123設置。此處提 到的中空結構125是指在蝸輪120的旋轉中心軸線周圍為中空的通孔。該中空結構125不 同于在蝸輪中間安裝旋轉軸的現有技術常見的結構。可以根據需要加大中空結構125的孔 徑，進而最大限度地減少蝸輪120的重量。本實施例提供的蝸桿減速器100采用中空結構125的輪體122且將蝸輪軸承180 設于輪體122的外側，使得蝸輪120重量大大降低，同時降低了蝸輪120及整個蝸桿減速器 100的體積。下面將介紹本實施例的一些變型。在優選實施例中，輪體122和輪齒部123之間形成有間隙138，蝸輪軸承180設于 間隙138內。此外，還可以在蝸輪120的輪體122和輪齒部123之間設置連接部126，連接 部1 沿蝸輪120的徑向方向(此處的“徑向方向”指與蝸輪旋轉中心軸線方向相垂直的 方向)延伸設置，此時，間隙138形成于連接部126、輪體122和輪齒部123之間，如圖3a所示。在優選實施例中，蝸桿減速器100還包括用于固定蝸桿減速器100的殼體結構 130，殼體結構130包括承力環136，蝸輪軸承180的內圈181支撐于承力環136上，蝸輪軸 承180的外圈182支撐于蝸輪120上。此外，蝸輪軸承180可為左右成對設置的向心推力軸 承，根據需要可選擇蝸輪軸承180為背對背設置或面對面設置的軸承，以適應傳動機構比 如機器人不同的關節對軸承支承距離的要求。其中，背對背布置的向心推力角接觸軸承可 為蝸輪120提供了較大的支承距離，可以給安裝在其上的機器人的手臂提供良好的扭轉剛 度。而面對面設置的軸承可以縮小蝸輪120的軸承距離，因而在機器人的手臂繞自身軸線 回轉并在其前端具有輔助支承的關節中可以避免或減少因制造和裝配誤差導致的內應力。在優選實施例中，蝸輪軸承180的外圈182支撐于連接部1 和輪齒部123上，蝸 輪軸承180的內圈181支撐于殼體結構130上。當然也可以設置使得蝸輪軸承180的外圈182僅支撐于連接部1 或輪齒部123上。由于蝸輪軸承180的內圈181與殼體結構130的承力環136集成在一起，外圈182 與連接部1 和輪齒部123集成在一起，可以減小減速器100的軸向尺寸，并可在有限的空 間內增加蝸輪軸承180中滾動體的數量，提高軸承的承載能力。在優選實施例中，殼體結構130可包括第一殼體150、第二殼體160和法蘭盤159， 蝸輪120設置于第一殼體150內，蝸桿110設置于第二殼體160內。法蘭盤159設于第一 殼體150和第二殼體160上。需要說明的是，根據蝸桿減速器100的整體尺寸需要，也可以 將法蘭盤159僅設于第一殼體150或第二殼體160上。法蘭盤159用于與下文將提到的連 接架或固定架相連接。在優選實施例中，設置法蘭盤159為不完整的法蘭盤159。以避免法蘭盤159與蝸 桿110外圍的第二殼體160相干涉。在優選實施例中，可以設置第一殼體150和第二殼體160 —體成型設置成分離的 機構。對于分離的機構，可以通過卡扣、螺釘或鉚釘使得第一殼體150和第二殼體160相互連接。下面介紹通過扣環結構實現第一殼體150和第二殼體160接合的一個優選實施例。殼體結構130還包括扣環170，在第一殼體150和第二殼體160的側部分別形成有 扣環槽127，扣環170扣入扣環槽170使得第一殼體150和第二殼160相互連接。同時，可 以設置固定螺釘171來進一步將扣環170固定于第一殼體150和第二殼160上。需要說明 的是，本實施例示意的扣環170為整體的環形，但是，實務中不限于此，根據需要也可以將 扣環170設置為方形或其他合適的形狀。此外，蝸桿減速器100還包括設于輪體122和第一、第二殼體150/160之間的油封 186，油封186的一側抵靠扣環170。本實施例提供的蝸桿減速器通過扣環170實現第一殼 體150、第二殼體160的緊湊配合，同時扣環170也充當了減速器100的迷宮密封。在優選實施例中，輪體122的左側端面LL和右側端面RR突出于第一殼體150之 外，作為蝸桿減速器100動力輸出的連接端面。需要說明的是，也可以設置好僅輪體122的 左側端面LL或右側端面RR突出于第一殼體150之外，使得僅一個端面輸出動力。下面將介紹通過偏心套筒實現蝸桿副側隙可調的一個優選實施例。請一并參見圖 4、圖5、圖6、圖7a、圖7b、圖8a和圖8b，蝸桿減速器100還包括偏心套筒140和蝸桿軸承 190(詳見圖北)，偏心套筒140可旋轉設置于殼體結構130上，蝸桿110通過設于其兩端或 一端的蝸桿軸承190設置在偏心套筒內140，通過旋轉調整偏心套筒140的角度，進而調整 蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側隙。具體的來講，偏心套筒140可旋轉設置于第二殼體內160，偏心套筒140中軸線Rl 相對于第二殼體160中心線R2偏移特定距離e(詳見圖6)。在優選實施例中，可以設置偏 心套筒140 —側148的壁厚大于另一側147的壁厚，進而實現所需的偏移設置。參見圖7a、 圖7b、圖8a和圖8b，在側隙調整前，偏心套筒140與第二殼體內160最底部接觸處的壁厚 為A，蝸桿110旋轉中心軸線距離蝸輪旋轉中心軸線的距離為B，蝸桿110的輪齒112與蝸 輪120的輪齒1 之間的側隙為C。在側隙調整后，偏心套筒140與第二殼體內160最底 部接觸處的壁厚為Α+ΔΑ，蝸桿110旋轉中心軸線距離蝸輪旋轉中心軸線的距離為Β-ΔΒ，蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側隙為C-Δ C，進而實現了側隙的調節。 其中，偏心套筒140沿順時針方向旋轉的角度為Δφ。因此，蝸桿減速器100在使用中有少 量磨損后也很容易予以調整補償，故比較容易保持蝸桿減速器的執行精度。在優選實施例中，可以選擇蝸桿210為平面包絡環面蝸桿210，蝸輪220為平面蝸 輪220。圖9示意出了平面包絡環面蝸桿210和平面蝸輪220的嚙合狀態。由于平面包絡 環面蝸桿減速器在同樣體積下，承載能力較其他類型的蝸桿減速器可以提高40 %至80 %。 因此，采用根據本實施例的平面包絡環面蝸桿減速器，可以實現小體積高承載能力的傳動 要求。在優選實施例中，蝸輪軸承的滾動體可為球形滾體、圓錐形滾體或圓柱形滾體。圖 3a、圖10和圖11分別顯示了滾動體為球形滾體、圓錐形滾體和圓柱形滾體的實施例。在圖 10中，蝸桿減速器300的蝸輪軸承380包括外圈382、內圈381和設于外圈382及內圈381 間的圓錐形滾體383。采用圓錐滾體383的蝸輪軸承可用于需要高剛性和高承載能力的機 器人關節。在圖11中，蝸桿減速器400的蝸輪軸承480包括外圈481、內圈482和設于外圈 481及內圈482間的圓柱形滾體483。需要說明的是，如圖所示，可以根據需要設置蝸輪軸 承的外圈厚度大于或小于蝸輪軸承的內圈厚度。實施例二一種蝸桿減速器請一并參見圖1、圖2、圖3a、圖3b、圖4、圖5、圖6、圖7a、圖7b、圖8a和圖8b，本 實施例的蝸桿減速器100包括殼體結構130、偏心套筒140、相互嚙合的蝸桿110和蝸輪120 以及支撐蝸桿110的蝸桿軸承190。其中，偏心套筒140可旋轉設置于殼體結構130上，蝸 桿110通過蝸桿軸承190設置在偏心套筒140內，通過旋轉調整偏心套筒140的角度，進而 調整蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側隙。在優選實施例中，殼體結構130包括第一殼體150和第二殼體160。偏心套筒140 可旋轉設置于第二殼體內160，偏心套筒140中軸線Rl相對于第二殼體160中心線R2偏移 特定距離e (詳見圖6)。在優選實施例中，可以設置偏心套筒140 —側148的壁厚大于另一 側147的壁厚，進而實現所需的偏移設置。參見圖7a、圖7b、圖8a和圖8b，在側隙調整前， 偏心套筒140與第二殼體內160最底部接觸處的壁厚為A，蝸桿110旋轉中心軸線距離蝸輪 旋轉中心軸線的距離為B，蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側隙為C。在 使得偏心套筒140沿順時針方向旋轉Δφ角度之后，偏心套筒140與第二殼體內160最底 部接觸處的壁厚為Α+ΔΑ，蝸桿110旋轉中心軸線距離蝸輪旋轉中心軸線的距離為Β-ΔΒ， 蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒1 之間的側隙為C-Δ C，實現了側隙的調節。本實 施例提供的蝸桿減速器100通過調整偏心套筒140的偏心角，可以很容易地調整蝸輪副的 側隙，在使用中有少量磨損后也很容易予以調整補償，故比較容易保持蝸桿減速器的執行 精度。在優選實施例中，蝸輪120設置于第一殼體150內，蝸桿110設置于第二殼體160 內。可以設置偏心套筒140 —側148的壁厚大于另一側147的壁厚，進而實現所需的偏移 設置。本實施例的蝸桿減速器100的側隙調節結構比較簡單，并可以隨時調整反向間隙，以 降低機器人的制造和維護成本在優選實施例中，蝸桿減速器100還包括支撐蝸輪120的蝸輪軸承180，蝸輪120 包括輪體122和與輪體122相連接的輪齒部123，輪體122的內側具有中空結構125，蝸輪軸承180設于輪體122的外側并鄰近輪齒部123設置。由于蝸輪軸承180與殼體結構130 集成在一起，可以減小減速器100的軸向尺寸，并可在有限的空間內增加蝸輪軸承180中滾 動體的數量，提高軸承的承載能力。在優選實施例中，蝸輪軸承180可為左右成對設置的向心推力軸承，根據需要可 選擇蝸輪軸承180為背對背設置或面對面設置的軸承，以適應傳動機構比如機器人不同的 關節對軸承支承距離的要求。其中，背對背布置的向心推力角接觸軸承可為蝸輪120提供 了較大的支承距離，可以給安裝在其上的機器人的手臂提供良好的扭轉剛度。而面對面設 置的軸承可以縮小蝸輪120的軸承距離，因而在機器人的手臂繞自身軸線回轉并在其前端 具有輔助支承的關節中可以避免或減少因制造和裝配誤差導致的內應力。在優選實施例中，蝸輪120還包括連接輪體122和輪齒部123的連接部126，連接 部1 沿蝸輪120的徑向方向延伸設置，連接部126、輪體122和輪齒部123之間形成有間 隙138，蝸輪軸承180設于間隙138內。在優選實施例中，殼體結構130還包括承力環136和法蘭盤159，蝸輪軸承180的 內圈181支撐于承力環180上，蝸輪軸承180的外圈182支撐于蝸輪120上。法蘭盤159 設于第一殼體150和第二殼體160上。法蘭盤159用于與下文將提到的連接架或固定架相 連接。在優選實施例中，設置法蘭盤159為不完整的法蘭盤159。以避免法蘭盤159與蝸桿 110外圍的第二殼體160相干涉。下面介紹通過扣環結構實現第一殼體150和第二殼體160接合的一個優選實施例。殼體結構130還包括扣環170，在第一殼體150和第二殼體160的側部分別形成有 扣環槽127，扣環170扣入扣環槽170使得第一殼體150和第二殼160相互連接。同時，可 以設置固定螺釘171來進一步將扣環170固定于第一殼體150和第二殼160上。需要說明 的是，本實施例示意的扣環170為整體的環形，但是，實務中不限于此，根據需要也可以將 扣環170設置為方形或其他合適的形狀。此外，蝸桿減速器100還包括設于輪體122和第一、第二殼體150/160之間的油封 186，油封186的一側抵靠扣環170。本實施例提供的蝸桿減速器通過扣環170實現第一殼 體150、第二殼體160的緊湊配合，同時扣環170也充當了減速器100的迷宮密封。實施例三一種蝸桿減速器請一并參見圖1、圖2、圖3a、圖3b、圖4、圖5、圖6、圖7a、圖7b、圖8a和圖8b，本 實施例的蝸桿減速器100包括殼體結構130以及相互嚙合的蝸桿110和蝸輪120。其中，該 殼體結構130包括第一殼體150、第二殼體160以及扣環170，該蝸輪120設置于該第一殼 體150內，該蝸桿110設置于該第二殼體160內，在該第一殼體150和該第二殼體160的側 部分別形成有扣環槽127，該扣環170扣入該扣環槽127使得該第一殼體150和該第二殼 160相互連接。在優選實施中，還可以設置固定螺釘171來進一步將扣環170固定于第一殼 體150和第二殼160上。需要說明的是，本實施例示意的扣環170為整體的環形，但是，實 務中不限于此，根據需要也可以將扣環170設置為方形或其他合適的形狀。此外，蝸桿減速器100還包括設于輪體122和第一、第二殼體150/160之間的油封 186，油封186的一側抵靠扣環170。本實施例提供的蝸桿減速器通過扣環170實現第一殼 體150、第二殼體160的緊湊配合，同時扣環170也充當了減速器100的迷宮密封。[0065]在優選實施中，輪體122的左側端面LL和右側端面RR(詳見圖3a)突出于第一殼 體150之外，作為蝸桿減速器100動力輸出的連接端面。需要說明的是，也可以設置好僅輪 體122的左側端面LL或右側端面RR突出于第一殼體150之外，使得僅一個端面輸出動力。下面將介紹通過偏心套筒實現蝸桿副側隙可調的一個優選實施例。請一并參見 圖4、圖5、圖6、圖7a、圖7b、圖8a和圖汕，蝸桿減速器100還包括偏心套筒140和蝸桿軸 承190 (詳見圖3b)，偏心套筒140可旋轉設置于殼體結構130上，蝸桿110通過設于其兩端 或一端的蝸桿軸承190設置在偏心套筒內140，通過旋轉調整偏心套筒140的角度，進而調 整蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側隙。具體的來講，偏心套筒140可旋轉設置于第二殼體內160，偏心套筒140中軸線Rl 相對于第二殼體160中心線R2偏移特定距離e(詳見圖6)。在優選實施例中，可以設置偏 心套筒140 —側148的壁厚大于另一側147的壁厚，進而實現所需的偏移設置。參見圖7a、 圖7b、圖8a和圖8b，在側隙調整前，偏心套筒140與第二殼體內160最底部接觸處的壁厚 為A，蝸桿110旋轉中心軸線距離蝸輪旋轉中心軸線的距離為B，蝸桿110的輪齒112與蝸 輪120的輪齒1 之間的側隙為C。在側隙調整后，偏心套筒140與第二殼體內160最底 部接觸處的壁厚為Α+ΔΑ，蝸桿110旋轉中心軸線距離蝸輪旋轉中心軸線的距離為Β-ΔΒ， 蝸桿110的輪齒112與蝸輪120的輪齒129之間的側隙為C-Δ C，進而實現了側隙的調節。 其中，偏心套筒140沿順時針方向旋轉的角度為Δφ。因此，蝸桿減速器100在使用中有少 量磨損后也很容易予以調整補償，故比較容易保持蝸桿減速器的執行精度。在優選實施例中，蝸桿減速器100還包括支撐蝸輪120的蝸輪軸承180，蝸輪120 包括輪體122和與輪體122相連接的輪齒部123，輪體122的內側具有中空結構125，蝸輪 軸承180設于輪體122的外側并鄰近輪齒部123設置。在優選實施例中，蝸輪120還包括連接輪體122和輪齒部123的連接部126，連接 部1 沿蝸輪120的徑向方向延伸設置，連接部126、輪體122和輪齒部123之間形成有間 隙138，蝸輪軸承180設于間隙138內。在優選實施例中，殼體結構130還包括承力環136和法蘭盤159，蝸輪軸承180的 內圈181支撐于承力環180上，蝸輪軸承180的外圈182支撐于蝸輪120上。法蘭盤159 設于第一殼體150和第二殼體160上。法蘭盤159用于與下文將提到的連接架或固定架相 連接。在優選實施例中，設置法蘭盤159為不完整的法蘭盤159。以避免法蘭盤159與蝸桿 110外圍的第二殼體160相干涉。在優選實施例中，可以選擇蝸桿210為平面包絡環面蝸桿210，蝸輪220為平面蝸 輪220。圖9示意出了平面包絡環面蝸桿210和平面蝸輪220的嚙合狀態。由于平面包絡 環面蝸桿減速器在同樣體積下，承載能力較其他類型的蝸桿減速器可以提高40 %至80 %。 因此，采用根據本實施例的平面包絡環面蝸桿減速器，可以實現小體積高承載能力的傳動 要求。實施例四一種機器人關節請一并參見圖12和圖13，本實施例的機器人關節500包括蝸桿減速器和用于輸出 動力的動力輸出臂710，動力輸出臂710與蝸輪520的左側和右側端面相連接，用于蝸桿減 速器的動力輸出，并作為所驅動之動力輸出臂710的回轉支承。其中，蝸桿減速器可以采用 上文實施例所提到的蝸桿減速器的具體結構。需要說明的是，圖中顯示了動力輸出臂710與蝸輪520的左側和右側端面同時相連接。實務中不受限于此，可以設置動力輸出臂710 僅與蝸輪520的左側或右側端面相連接。在優選實施例中，動力輸出臂710為包括兩個端部720的叉形結構，且叉形結構的 兩端部720分別與蝸輪的左側和右側端面相連接。從而大幅度減輕軸承的載荷，避免動力 輸出臂710的扭轉變形，對于減輕機器人關節的結構重量，提高機器人關節的剛度和執行 精度具有重要的意義。此外，在本實施例中，蝸桿減速器的蝸桿510與外部動力源比如電機或馬達相連 接，用于輸入動力。法蘭盤559連接到固定架或者連接架610上，起到固定機器人關節500 的作用。固定架或者連接架610的另一端可以連接到外部操作臺或者機器人主體。實施例四一種機器人本實用新型實施例的機器人包括上文所述的機器人關節。在優選實施例中，機器 人關節可以為多個，且多個機器人關節串聯式連接。此外，機器人還可包括驅動電機，驅動 電機的輸出軸與蝸桿相連接。本實用新型實施例的用于機器人的蝸桿減速器的零件數量 少，故生產和裝配成本也較低。在上述實施例中，僅對本實用新型進行了示范性描述，但是本領域技術人員在閱 讀本專利申請后可以在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下對本實用新型進行各種 修改。
權利要求1.一種蝸桿減速器，包括相互嚙合的蝸桿和蝸輪以及支撐蝸輪的蝸輪軸承，所述蝸輪 包括輪體和與所述輪體相連接的輪齒部，其特征在于，所述輪體的內側具有中空結構，所述 蝸輪軸承設于所述輪體的外側并鄰近所述輪齒部設置。
2.如權利要求1所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述輪體和所述輪齒部之間形成有 間隙，所述蝸輪軸承設于所述間隙內。
3.如權利要求1所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述蝸輪還包括連接所述輪體和所 述輪齒部的連接部，所述連接部沿所述蝸輪的徑向方向延伸設置，所述連接部、所述輪體和 所述輪齒部之間形成有間隙，所述蝸輪軸承設于所述間隙內。
4.如權利要求3所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述蝸輪軸承的外圈支撐于所述連 接部和/或所述輪齒部上。
5.如權利要求1所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述蝸桿減速器還包括殼體結構、偏 心套筒和蝸桿軸承，所述偏心套筒可旋轉設置于所述殼體結構上，所述蝸桿通過所述蝸桿 軸承設置在所述偏心套筒內，通過旋轉調整所述偏心套筒的角度，進而調整所述蝸桿的輪 齒與所述蝸輪的輪齒之間的側隙。
6.如權利要求1至5中任一項所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述蝸輪軸承為左右成 對設置的向心推力軸承，且所述蝸輪軸承為背對背設置或面對面設置的軸承。
7.如權利要求1至5中任一項所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述蝸輪軸承為左右成 對設置的向心推力軸承，且所述蝸輪軸承的滾動體為球形滾體、圓錐形滾體或圓柱形滾體。
8.如權利要求1至5中任一項所述的蝸桿減速器，其特征在于，所述蝸輪軸承的外圈厚 度大于或小于所述蝸輪軸承的內圈厚度。
9.一種機器人關節，其包括如權利要求1至8中任一項所述的蝸桿減速器，所述機器人 關節還包括用于輸出動力的動力輸出臂，所述動力輸出臂與所述蝸輪的左側和/或右側端 面相連接。
10.一種機器人，其包括至少一個如權利要求9所述的機器人關節。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種蝸桿減速器，其包括相互嚙合的蝸桿和蝸輪以及支撐蝸輪的蝸輪軸承，蝸輪包括輪體和與輪體相連接的輪齒部，其中，輪體的內側具有中空結構，蝸輪軸承設于輪體的外側并鄰近輪齒部設置。本實用新型實施例還公開了采用上述蝸桿減速器的機器人關節及機器人。本實用新型實施例提供的蝸桿減速器采用中空結構的輪體且將蝸輪軸承設于輪體的外側，使得蝸輪重量大大降低，同時降低了蝸輪及整個蝸桿減速器的體積。
文檔編號F16H57/02GK201891800SQ201020646140
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者孫尚傳, 王小椿 申請人:配天(安徽)電子技術有限公司