[发明专利]行星齿轮系、齿轮箱和工业机器人

说明书

一种行星齿轮系(26)，包括：环形齿轮(66)，限定中心轴线(40)；多个行星齿轮(68)，每个行星齿轮(68)能够绕相应行星轴线(74)转动并且与环形齿轮(66)啮合，并且每个行星齿轮(68)包括定义锥形方向(84)的锥形和螺旋形的行星齿轮齿(78)；行星架(70)，可转动地支撑行星齿轮(68)以用于绕行星轴线(74)的转动，该行星架(70)能够沿着中心轴线(40)轴向地移位；以及架施力设备(88)，被配置为在锥形方向(84)上沿着中心轴线(40)向行星架(70)施加力。还提供了一种用于工业机器人(10)的齿轮箱(22)，该齿轮箱包括行星齿轮系(26)，并且该工业机器人(10)包括行星齿轮系(26)或齿轮箱(22)。

技术领域

本公开一般涉及一种行星齿轮系。特别地，提供一种包括被布置为对行星架施加力的架施力设备的行星齿轮系、包括行星齿轮系的用于工业机器人的齿轮箱、以及包括行星齿轮系或齿轮箱的工业机器人。

背景技术

电动机通常用于驱动工业机器人的关节。电动机便宜，并且与电气控制系统兼容。然而，电动机的扭矩相对较低并且速度相对较高的特点与工业机器人中关节的高扭矩和低速度致动的要求相反，因此需要减速传动装置。由于例如制造误差、制造公差、磨损和组装需求，所以齿轮箱总是具有一定误差。这会导致非精确运动和非线性行为，诸如磁滞和齿隙(backlash)。在控制工业机器人时，最大误差和非线性行为通常由齿轮箱产生。

机器人应用的典型驱动解决方案是将电动机与减速齿轮或减速齿轮结合使用。然而，这些减速齿轮相对昂贵、复杂、并且对装配公差敏感。

EP 2693079 A2公开了一种具有控制设备的齿轮，该控制设备用于产生轴向作用力和/或轴向移位，使得两级行星齿轮的锥形齿与环形齿轮的锥形齿轴向相反地可调整和/或可预张紧，以使在操作期间，行星轮和环形齿轮的锥形齿相互接合。行星轮包括锥形齿，该锥形齿形成级并且与环形齿轮配合；以及柱形齿，该柱形齿形成另一级并且与套筒轴的齿配合。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种具有改进的效率(诸如减小的摩擦损失、减小的齿隙和/或减小的磁滞)的行星齿轮系。

本公开的又一目的是提供一种具有精确性能的行星齿轮系。

本公开的又一目的是提供一种对装配公差低敏感的行星齿轮系。

本公开的又一目的是提供一种具有简化的维护(诸如简化的维护操作和/或降低的维护要求)的行星齿轮系。

本公开的又一目的是提供一种紧凑的行星齿轮系。

本公开的又一目的是提供一种具有便宜设计的行星齿轮系。

本公开的又一目的是提供一种行星齿轮系，该行星齿轮系组合地解决了前述目的中的几个或全部目的。

本公开的又一目的是提供一种用于工业机器人的齿轮箱，该齿轮箱包括行星齿轮系并且解决了前述目的中的一个、多个或全部目的。

本公开的又一目的是提供一种工业机器人，该工业机器人包括行星齿轮系或包括行星齿轮系的齿轮箱，该工业机器人解决了前述目的中的一个或多个目的。

根据一个方面，提供了一种行星齿轮系，该行星齿轮系包括：环形齿轮，限定中心轴线；多个行星齿轮，每个行星齿轮可绕相应行星轴线转动并且与环形齿轮啮合，并且每个行星齿轮包括锥形和螺旋形的行星齿轮齿，锥形和螺旋形的行星齿轮齿限定锥形方向；行星架，可转动地支撑行星齿轮以用于绕行星轴线的转动，该行星架能够沿着中心轴线轴向地移位；以及架施力设备，被布置为在锥形方向上沿着中心轴线对行星架施加力。

贯穿整个本公开，锥形齿轮的锥形方向是与齿轮的转动轴线平行的方向，从齿轮的较大侧朝向齿轮的较小侧，即，朝向其中齿轮形成圆锥台(conical frustum)的假想锥的顶点。锥形齿轮的基底方向指向与锥形方向相反的方向，即，基底方向指向其中齿轮形成圆锥台的假想锥的基底。