CN113431876A - 一种少差齿减速机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及减速机技术领域，提供了一种少差齿减速机，包括固定基体；外齿圈，外齿圈固定于固定基体，外齿圈的内圈具有第一内齿部；旋转驱动件，旋转驱动件可转动地安装于固定基体；偏心转动架，偏心转动架与旋转驱动件连接，偏心转动架的旋转轴线与外齿圈的中心轴线平行；传动滚圈，传动滚圈形成第一圈部和第二圈部，第二圈部上设置有输出齿部，偏心转动架的外侧与第一圈部的内侧搓动配合，第一圈部的外侧具有第一外齿部，第一外齿部与第一内齿部彼此啮合，且第一外齿部的齿数小于第一内齿部的齿数；输出齿圈，所述输出齿圈与所述第二圈部的输出齿部彼此啮合，该少差齿减速机极大提高了单级减速机的减速比，大幅缩小了减速机的体积。

Description

一种少差齿减速机

技术领域

本申请涉及减速机技术领域，更具体地说，涉及一种少差齿减速机。

背景技术

减速机是应用于电机输出端的重要核心零部件。应用于机器人的减速机主要为RV减速机、谐波减速机、行星减速机、蜗轮蜗杆减速机，以及同步带构成的减速机机构。减速机的主要目的是讲电机的高转速，小力矩进行转换，降低一定的转速，获得较大的输出力矩。传统减速机的其制造难度较大、制造精度较高，具有代表性的为RV减速机，谐波减速机；传统减速机对制造材料的依赖较大，如谐波减速机的柔轮变形材料。传统减速机存在传动间隙，如行星减速机。传统减速机构的设计复杂，如同步带减速，需要多级嵌套，结构尺寸相对较大。传统减速机的体积设计受限，RV减速机和谐波减速机在原理上，具有得到更大减速比的优点，然而现有技术中这些减速机难以做到单级减速实现大减速比的目的。

发明内容

本发明主要目的是提供一种少差齿减速机，旨在解决现有技术中减速机结构尺寸大、难以做到单级减速实现大减速比的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种少差齿减速机，其特征在于，包括：

固定基体；

外齿圈，所述外齿圈固定于所述固定基体，所述外齿圈的内圈具有第一内齿部；

旋转驱动件，所述旋转驱动件可转动地安装于所述固定基体；

偏心转动架，所述偏心转动架与所述旋转驱动件连接，所述偏心转动架的旋转轴线与所述外齿圈的中心轴线平行；

传动滚圈，所述传动滚圈沿其轴向依次形成第一圈部和第二圈部，所述第二圈部上设置有输出齿部，所述偏心转动架的外侧与所述第一圈部的内侧搓动配合，所述第一圈部的外侧具有第一外齿部，所述第一外齿部与所述第一内齿部彼此啮合，且所述第一外齿部的齿数小于所述第一内齿部的齿数，以使所述偏心转动架旋转而搓动所述第一圈部转动时，所述第一圈部的能够在所述外齿圈的内圈上滚转；

输出齿圈，所述输出齿圈与所述第二圈部的输出齿部彼此啮合。

进一步地，所述输出齿部为设置在所述第二圈部的外侧的第二外齿部，所述输出齿圈的内侧具有与所述第二外齿部啮合的圈内齿部。

进一步地，所述第二外齿部的齿数小于所述圈内齿部的齿数。

进一步地，所述输出齿部为设置在所述第二圈部的内侧的第二内齿部，所述输出齿圈的外侧具有与所述第二外齿部啮合的圈外齿部。

进一步地，所述圈外齿部的齿数小于所述第二内齿部的齿数。

进一步地，所述第一外齿部的齿数与所述第一内齿部的齿数的差值小于或等于4。

进一步地，所述偏心转动架为转轮结构，所述转轮结构的外圆周面与所述第一圈部的内侧搓动配合。

进一步地，所述少差齿减速机为电机式减速机，所述固定基体为电机壳体，所述外齿圈固定于所述电机壳体内侧的电机定子上，所述旋转驱动件为电机转子。

进一步地，所述少差齿减速机包括设置在所述偏心转动架的外侧与所述第一圈部的内侧之间的第一轴承。

进一步地，所述少差齿减速机包括设置在所述输出齿圈的外侧与所述固定基体的内侧之间的第二轴承。

本申请提供的少差齿减速机的有益效果在于：

与现有技术相比，本申请的少差齿减速机中，通过设计偏心转动架、传动滚圈、输出齿圈的少差齿传动配合，只需一个行星轮(传动滚圈即起到行星轮的作用)，可以提高单级减速机的减速比，从而大幅缩小了减速机的体积，此外，由于该原理下减速机结构尺寸小，可以灵活的组合为多级减速机，以进一步增大减速比，本发明减速机，也别适用于小体积，大减速比的情况下，可以作为机器人减速机的优秀解决方案。

进一步的方案中，传动滚圈与输出齿圈之间形成第二次少差齿配合，在有限的空间内实现两次少差齿传动，极大提高了单级减速机的减速比，大幅缩小了减速机的体积，通过改变传动滚圈为第二外齿部或第二内齿部输出，就可以灵活的实现减速比的变化。

此外，本申请的少差齿减速机突破了传统减速机的约束，使得减速机的减速比、尺寸灵活性、可制造型得到了极大的提升。是有别于传动单级减速机的原理。其核心理论为多次运动少差齿原理，整合在一级减速中。同时减少了对材料和装配工艺的依赖。

进一步的方案中，本申请的少差齿减速机在满足上述构型的基础上，可以通过内置于电机的结构形式，构成电机和减速机的一体关节模组，进一步的简化了电机和减速机的制造，实现了更小体积的关节模组制造方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例所提供的少差齿减速机的剖视图；

图2为本申请的第一个实施例所提供的少差齿减速机的立体分解图；

图3为本申请的第二个实施例所提供的少差齿减速机的立体分解图；

图4为本申请的一个实施例所提供的少差齿减速机中展现第一次少差齿配合的装配图；

图5为本申请的第一个实施例所提供的少差齿减速机中展现第二次少差齿配合的局部装配图；

图6为本申请的第二个实施例所提供的少差齿减速机中展现第二次少差齿配合的局部装配图。

上述附图所涉及的标号明细如下：

1-固定基体；2-偏心转动架；3-第一轴承；4-第二轴承；100-外齿圈；101-第一内齿部；200-传动滚圈；201-第一圈部；202-第二圈部；203-第一外齿部；204-第二外齿部；205-第二内齿部；300-输出齿圈；301-圈内齿部；302-圈外齿部。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下接合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

参见图1至图3，本发明实施例提供的一种少差齿减速机，包括：固定基体1(作为其他部件的承载基体或安装基体)、外齿圈100、旋转驱动件(未图示但很好理解，下文提到该旋转驱动件可为电机转子)、偏心转动架2、传动滚圈200和输出齿圈300，

其中，外齿圈100固定于固定基体1，外齿圈100的内圈具有第一内齿部101；旋转驱动件可转动地安装于固定基体1；偏心转动架2与旋转驱动件连接，偏心转动架2的旋转轴线与外齿圈100的中心轴线平行，也就是说偏心转动架2的旋转轴线与外齿圈100的中心轴线不重合而间隔开来，相当于偏心转动架2与外齿圈100的相对位置为偏心关系；传动滚圈200沿其轴向依次形成第一圈部201和第二圈部202，第二圈部202上设置有输出齿部，偏心转动架2的外侧与第一圈部201的内侧搓动配合，第一圈部201的外侧具有第一外齿部203，第一外齿部203与第一内齿部101彼此啮合，且第一外齿部203的齿数小于第一内齿部101的齿数，以使偏心转动架2旋转而搓动第一圈部201转动时，第一圈部201的能够在外齿圈100的内圈上滚转；输出齿圈300与第二圈部202的输出齿部彼此啮合。

以上已经提到第一外齿部203的齿数小于第一内齿部101的齿数，即外齿圈100与传动滚圈200之间形成了第一次少差齿配合，本发明优选传动滚圈200与输出齿圈300之间形成第二次少差齿配合，具体有2种设计形式：

参见图2和图5，根据本发明的第一个实施例，输出齿部为设置在第二圈部202的外侧的第二外齿部204，输出齿圈300的内侧具有与第二外齿部204啮合的圈内齿部301。优选地，第二外齿部204的齿数小于圈内齿部301的齿数，此时，传动滚圈200的输出齿部为外齿形式(第二外齿部204)，最终减速比是叠加的作用，可以使少差齿减速机成倍放大减速比。

参见图3和图6，根据本发明的第二个实施例，输出齿部为设置在第二圈部202的内侧的第二内齿部205，输出齿圈300的外侧具有与第二外齿部204啮合的圈外齿部302。优选地，圈外齿部302的齿数小于第二内齿部205的齿数，此时，当传动滚圈200的输出齿部为内齿形式(第二内齿部205)，最终减速比是相减反向的作用，最终少差齿减速机形成的减速比会相对较小。

不管传动滚圈200采用哪个实施例设计，本发明提供的传动滚圈200的制造有别于传动工艺，其可以使用型材的制造方式，从而大大减少了制造成本。本发明提供的少差齿减速机在制造工艺上，没有柔性部件，所以对材料的需求会降低，因此可以节省成本。

参见图4至图6，根据本发明的一个实施例，第一外齿部203的齿数与第一内齿部101的齿数的差值小于或等于4，通常为2，或者1，或者4，当然，作为其他实施例，即使第一外齿部203的齿数与第一内齿部101的齿数的差值大于4也理应落入本发明的保护范围，同样地，传动滚圈200与输出齿圈300之间形成的少差齿配合之间的齿数差也可以参考第一外齿部203的齿数与第一内齿部101的齿数的差值进行设计，例如第二外齿部204的齿数小于圈内齿部301的齿数的值也可以是1、2或4，等等，这里不再赘述。

参见图1至图3，根据本发明的一个实施例，偏心转动架2为转轮结构，转轮结构的外圆周面与第一圈部201的内侧搓动配合。

参见图1至图3，根据本发明的一个实施例，少差齿减速机为电机式减速机，固定基体1为电机壳体，外齿圈100固定于电机壳体内侧的电机定子上，旋转驱动件为电机转子，电机转子可以带动偏心转动架2同步转动，当然，作为其他实施例，即使本发明提供的少差齿减速机不为电机式减速机(不应用于电机中)，只要结构与本发明提供的少差齿减速机类似，应用在任何类型的减速机结构中都将落入本发明的保护范围，固定基体1并不限于为电机壳体的形式，甚至不限于为壳体的形式，还可以是固定座、支撑架等等，由此看来，本发明提供的少差齿减速机在满足上述构型的基础上，可以通过内置于电机的结构形式，构成电机和减速机的一体关节模组，进一步的简化了电机和减速机的制造，实现了更小体积的关节模组制造方法，但并不局限于电机和减速机构成一体化模组的形式。

参见图1至图3，根据本发明的一个实施例，少差齿减速机包括设置在偏心转动架2的外侧与第一圈部201的内侧之间的第一轴承3，偏心转动架2的外侧通过第一轴承3来搓动第一圈部201的内侧，这样偏心转动架2与第一圈部201之间的配合更为顺畅，提高偏心转动架2与第一圈部201之间搓动配合的可靠性、稳定性。当然，同样地，输出齿圈300的外侧与固定基体1的内侧之间可以设置第二轴承4，本发明少差齿减速机中的其他合适部件之间也可以设置轴承以提高转动配合的可靠性、稳定性，本发明提供的少差齿减速机，几乎不改变减速机的体积，更换对应型号的轴承就可以很好的实现减速机的制造。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种少差齿减速机，其特征在于，包括：

固定基体；

外齿圈，所述外齿圈固定于所述固定基体，所述外齿圈的内圈具有第一内齿部；

旋转驱动件，所述旋转驱动件可转动地安装于所述固定基体；

偏心转动架，所述偏心转动架与所述旋转驱动件连接，所述偏心转动架的旋转轴线与所述外齿圈的中心轴线平行；

传动滚圈，所述传动滚圈沿其轴向依次形成第一圈部和第二圈部，所述第二圈部上设置有输出齿部，所述偏心转动架的外侧与所述第一圈部的内侧搓动配合，所述第一圈部的外侧具有第一外齿部，所述第一外齿部与所述第一内齿部彼此啮合，且所述第一外齿部的齿数小于所述第一内齿部的齿数，以使所述偏心转动架旋转而搓动所述第一圈部转动时，所述第一圈部的能够在所述外齿圈的内圈上滚转；

输出齿圈，所述输出齿圈与所述第二圈部的输出齿部彼此啮合。

2.根据权利要求1所述的少差齿减速机，其特征在于，所述输出齿部为设置在所述第二圈部的外侧的第二外齿部，所述输出齿圈的内侧具有与所述第二外齿部啮合的圈内齿部。

3.根据权利要求2所述的少差齿减速机，其特征在于，所述第二外齿部的齿数小于所述圈内齿部的齿数。

4.根据权利要求3所述的少差齿减速机，其特征在于，所述输出齿部为设置在所述第二圈部的内侧的第二内齿部，所述输出齿圈的外侧具有与所述第二外齿部啮合的圈外齿部。

5.根据权利要求4所述的少差齿减速机，其特征在于，所述圈外齿部的齿数小于所述第二内齿部的齿数。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的少差齿减速机，其特征在于，所述第一外齿部的齿数与所述第一内齿部的齿数的差值小于或等于4。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的少差齿减速机，其特征在于，所述偏心转动架为转轮结构，所述转轮结构的外圆周面与所述第一圈部的内侧搓动配合。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的少差齿减速机，其特征在于，所述少差齿减速机为电机式减速机，所述固定基体为电机壳体，所述外齿圈固定于所述电机壳体内侧的电机定子上，所述旋转驱动件为电机转子。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的少差齿减速机，其特征在于，所述少差齿减速机包括设置在所述偏心转动架的外侧与所述第一圈部的内侧之间的第一轴承。

10.根据权利要求9所述的少差齿减速机，其特征在于，所述少差齿减速机包括设置在所述输出齿圈的外侧与所述固定基体的内侧之间的第二轴承。

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