[發明專利]驅動器組件、工業機器人、機器人懸臂以及機器人關節

無效

• 申請號: 200980161302.4
• 申請日: 2009-09-09
• 公開（公告）號: CN102484410A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: I·倫德伯格;J·拉森
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: H02K7/116
• 分類號: H02K7/116;H02K7/08;F16H49/00;B25J9/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明涉及包括電機和應變波傳動裝置的驅動器組件，該電機包括電機外殼、轉子、轉子軸以及用于在該轉子的后側將該轉子軸支撐在該電機外殼中的后軸承，該應變波傳動裝置包括緊固到該電機外殼的圓形齒條、嚙合該圓形齒條的柔性齒條、與該柔性齒條嚙合并且緊固到該轉子軸的驅動器末端的波發生器以及在該圓形齒條和該波發生器之間的波發生器軸承。本發明還涉及提供有該驅動器組件的工業機器人、機器人懸臂和機器人關節。?

背景技術

當將電機和波發生器裝配在諧波/應變波驅動器中時，重要的是電機和波發生器的軸與諧波驅動器的圓形齒條的軸準確地對準。?

對于這些部件的同心度要求典型地在10-20μm的范圍內并且在實踐中非常難以滿足，因為這需要該電機和用于該電機的裝配表面的嚴格的公差。?

如果波發生器同心度不滿足，那么當波發生器的橢圓形凸起與偏心對準時，諧波器的摩擦力增加并且運動變得不平滑，典型而言每個電機循環具有兩個摩擦力峰值。?

為了克服該問題，諧波器齒輪箱可以在電機軸與波發生器之間安裝奧爾德姆耦合。使用奧爾德姆耦合將所允許的偏心大致翻倍并且使其能夠滿足“標準”加工操作的公差要求。?

使用奧爾德姆耦合存在一些缺點，例如略微增加后沖，成本和重量。并且奧爾德姆耦合不可用于最小諧波器齒輪箱(尺寸3和5)。?

發明內容

本發明的目的在于對以上所定義種類的驅動器組件中的同心度問題提供可選擇的技術方案。?

通過所附權利要求書中的特征達到該目的。?

根據本發明的一個方面，波發生器軸承作為唯一的驅動器末端軸承，用于在該轉子的前端將該轉子軸支撐在該電機外殼中。該轉子軸然后僅具有兩個軸承，其中該波發生器軸承是用于應變波傳動裝置和該轉子軸的驅動器末端的單軸承。換句話說，本發明直接使用該波發生器橢圓軸承作為電機軸承。從而消除了在同一軸上有三個軸承的傳統諧波驅動系設計中的過約束情況，因此解決了以上討論的同心度問題。?

與過約束設計相比，本發明的益處在于降低組件上的公差要求，延長諧波驅動器的壽命，因為比過約束的軸承減少了磨損并且減少了齒輪箱摩擦力和波動。?

在本發明的一個實施方式中，該后軸承是滾珠軸承，例如帶溝滾珠軸承。從而該轉子軸將允許當將該應變波傳動裝置裝配到該電機時引入的有可能的失準——典型而言高達0.2mm。?

盡管該帶溝滾珠軸承可以是單排帶溝滾珠軸承，在另一個實施方式中，該后軸承是球形雙排槽帶溝滾珠軸承。該雙排軸承可以在相對大的軸向失準的情況下允許平滑的運動。?

盡管該應變波傳動裝置可以被傳統地安裝到電機的驅動器端板，在另一個實施方式中，該圓形齒條可以設計為形成電機外殼的驅動器端板。因此，驅動器組件可以被簡化，導致了降低的長度、重量和成本。?

為了避免由于缺少轉子軸的常規前端軸承而導致的轉子軸中的軸向游隙，可以提供彈簧以便軸向偏置該轉子軸。?

具體而言，該彈簧可以是位于該柔性齒條的后面與該轉子軸的前面之間的壓縮彈簧。該彈簧從而將被隱藏在杯狀柔性齒條之中的死區中。?

該驅動器組件還可以在該應變波傳動裝置和該電機之間具有密?封，以防止潤滑劑從該傳動裝置進入到電機。?

根據本發明的其他方面，定義了一種提供有具有任意一個以上所定義的特征的驅動器組件的工業機器人，一種提供有具有任意一個以上所定義的特征的驅動器組件的機器人懸臂以及一種提供有具有任意一個以上所定義的特征的驅動器組件的機器人關節。?

本發明的其他特征和優點將從所附權利要求書和實施方式的以下詳細描述顯而易見。?

附圖說明

圖1是根據本發明的驅動器組件的部分剖開的圖；?

圖2是根據本發明的驅動器組件的截面側視圖；?

圖3是沿根據圖2的組件的線條3-3截取的橫截面；以及?

圖4是提供有根據本發明的若干驅動器組件的機器人手腕的后側視圖。?

具體實施方式

圖1中所示的驅動器組件包括電機10和應變波傳動裝置60。在所示示例中，電機10是電動機，如可以與傳動裝置60一起使用的那類伺服電機，以便例如驅動工業機器人(未顯示)中的連接到傳動裝置60的輸出端84的俯仰和/或滾轉機構。?