[發明專利]行星齒輪系、齒輪箱和工業機器人

有效

• 申請號: 201880099416.X
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN112997025B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 珀爾·林德霍姆
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: F16H1/28
• 分類號: F16H1/28
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李輝

一種行星齒輪系(26)，包括：環形齒輪(66)，限定中心軸線(40)；多個行星齒輪(68)，每個行星齒輪(68)能夠繞相應行星軸線(74)轉動并且與環形齒輪(66)嚙合，并且每個行星齒輪(68)包括定義錐形方向(84)的錐形和螺旋形的行星齒輪齒(78)；行星架(70)，可轉動地支撐行星齒輪(68)以用于繞行星軸線(74)的轉動，該行星架(70)能夠沿著中心軸線(40)軸向地移位；以及架施力設備(88)，被配置為在錐形方向(84)上沿著中心軸線(40)向行星架(70)施加力。還提供了一種用于工業機器人(10)的齒輪箱(22)，該齒輪箱包括行星齒輪系(26)，并且該工業機器人(10)包括行星齒輪系(26)或齒輪箱(22)。

技術領域

本公開一般涉及一種行星齒輪系。特別地，提供一種包括被布置為對行星架施加力的架施力設備的行星齒輪系、包括行星齒輪系的用于工業機器人的齒輪箱、以及包括行星齒輪系或齒輪箱的工業機器人。

背景技術

電動機通常用于驅動工業機器人的關節。電動機便宜，并且與電氣控制系統兼容。然而，電動機的扭矩相對較低并且速度相對較高的特點與工業機器人中關節的高扭矩和低速度致動的要求相反，因此需要減速傳動裝置。由于例如制造誤差、制造公差、磨損和組裝需求，所以齒輪箱總是具有一定誤差。這會導致非精確運動和非線性行為，諸如磁滯和齒隙(backlash)。在控制工業機器人時，最大誤差和非線性行為通常由齒輪箱產生。

機器人應用的典型驅動解決方案是將電動機與減速齒輪或減速齒輪結合使用。然而，這些減速齒輪相對昂貴、復雜、并且對裝配公差敏感。

EP 2693079 A2公開了一種具有控制設備的齒輪，該控制設備用于產生軸向作用力和/或軸向移位，使得兩級行星齒輪的錐形齒與環形齒輪的錐形齒軸向相反地可調整和/或可預張緊，以使在操作期間，行星輪和環形齒輪的錐形齒相互接合。行星輪包括錐形齒，該錐形齒形成級并且與環形齒輪配合；以及柱形齒，該柱形齒形成另一級并且與套筒軸的齒配合。

發明內容

本公開的一個目的是提供一種具有改進的效率(諸如減小的摩擦損失、減小的齒隙和/或減小的磁滯)的行星齒輪系。

本公開的又一目的是提供一種具有精確性能的行星齒輪系。

本公開的又一目的是提供一種對裝配公差低敏感的行星齒輪系。

本公開的又一目的是提供一種具有簡化的維護(諸如簡化的維護操作和/或降低的維護要求)的行星齒輪系。

本公開的又一目的是提供一種緊湊的行星齒輪系。

本公開的又一目的是提供一種具有便宜設計的行星齒輪系。

本公開的又一目的是提供一種行星齒輪系，該行星齒輪系組合地解決了前述目的中的幾個或全部目的。

本公開的又一目的是提供一種用于工業機器人的齒輪箱，該齒輪箱包括行星齒輪系并且解決了前述目的中的一個、多個或全部目的。

本公開的又一目的是提供一種工業機器人，該工業機器人包括行星齒輪系或包括行星齒輪系的齒輪箱，該工業機器人解決了前述目的中的一個或多個目的。

根據一個方面，提供了一種行星齒輪系，該行星齒輪系包括：環形齒輪，限定中心軸線；多個行星齒輪，每個行星齒輪可繞相應行星軸線轉動并且與環形齒輪嚙合，并且每個行星齒輪包括錐形和螺旋形的行星齒輪齒，錐形和螺旋形的行星齒輪齒限定錐形方向；行星架，可轉動地支撐行星齒輪以用于繞行星軸線的轉動，該行星架能夠沿著中心軸線軸向地移位；以及架施力設備，被布置為在錐形方向上沿著中心軸線對行星架施加力。

貫穿整個本公開，錐形齒輪的錐形方向是與齒輪的轉動軸線平行的方向，從齒輪的較大側朝向齒輪的較小側，即，朝向其中齒輪形成圓錐臺(conical frustum)的假想錐的頂點。錐形齒輪的基底方向指向與錐形方向相反的方向，即，基底方向指向其中齒輪形成圓錐臺的假想錐的基底。