本发明专利技术公开了一种基于柔性机构的行星轮系消隙装置、减速器及机器人关节。所述消隙装置包括调整螺杆和弹簧，所述调整螺杆与一体化柔性行星轮架螺纹连接，所述一体化柔性行星轮架具有动平台，所述动平台上设有弹簧孔，所述弹簧套设在螺杆上且安装于所述弹簧孔内；当使所述调整螺杆与一体化柔性行星轮架的螺纹连接深度达到或超过设定深度时，所述调整螺杆能够挤压所述弹簧，进而使所述动平台沿所述一体化柔性行星轮架的径向产生弹性移动，该径向弹性移动可通过弹性连接件转化为行星轮架轴承孔绕行星轮架中心的周向弹性转动。本发明专利技术提供的行星轮系消隙装置具有一体化、轻量化、结构紧凑、原理简单可靠、预紧力可调等优点，应用范围广泛。围广泛。围广泛。
【技术实现步骤摘要】
基于柔性机构的行星轮系消隙装置、减速器及机器人关节
[0001]本专利技术涉及一种行星齿轮减速器，具体涉及一种基于柔性机构的行星轮系消隙装置、行星齿轮减速器及协作机器人关节，属于行星减速器
技术介绍
[0002]减速器是机器人关节的核心关键部件，相较于传统机器人关节中使用的谐波减速器，行星齿轮减速器有刚度高、效率高、反向传动性能好等优点，相较于RV减速器具有体积小、重量轻等优点。对行星齿轮轮系进行合理的配齿和效率优化可以得到大减速比、高传动效率适用于机器人关节的减速器，但由于传统齿轮传动在齿轮啮合时存在着尺侧间隙，使齿轮在反转时传动会进入间隙死区，大大影响了其传动精度，因此行星齿轮减速器在精密传动场景例如机器人关节中的应用面临着很大困难。
[0003]消除齿侧间隙的方法有许多种，例如采用消隙齿轮、变齿厚齿轮和双电机消隙等等，但这些方法难以在行星齿轮减速器中得以实现。例如，CN110925409A采用固定齿圈与浮动齿圈相结合的方式，通过调节两齿圈的相对角度实现消隙；CN105508585A采用主副行星轮来实现双侧啮合消除间隙。这些方法为了实现消隙都增加了一个或多个冗余零件，进而增大了减速器的重量和转动惯量，对减速器的动态性能产生了不利影响。
[0004]如何提供一种可以消除行星齿轮减速器齿侧间隙且轻量化、一体化的消隙机构，是一个急需解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种基于柔性机构的行星轮系消隙装置、减速器及机器人关节，从而克服现有技术的不足。
[0006]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0007]本专利技术实施例的一个方面提供了一种基于柔性机构的行星轮系消隙装置，其包括调整螺杆和弹簧，所述调整螺杆与一体化柔性行星轮架螺纹连接，所述一体化柔性行星轮架具有动平台，所述动平台上设有弹簧孔，所述弹簧套设在螺杆上且安装于所述弹簧孔内；当使所述调整螺杆与一体化柔性行星轮架的螺纹连接深度达到或超过设定深度时，所述调整螺杆能够挤压所述弹簧，从而使所述动平台沿所述一体化柔性行星轮架的径向产生弹性移动，进而使所述一体化柔性行星轮架内的行星齿轮轴轴承孔绕一体化柔性行星轮架中心周向弹性转动。
[0008]在一些实施方式中，所述调整螺杆和弹簧均沿所述一体化柔性行星轮架的径向设置。
[0009]在一些实施方式中，所述弹簧一端与弹簧孔底面贴紧，另一端与调整螺杆的螺帽贴紧。
[0010]在一些实施方式中，所述一体化柔性行星轮架包括一个第一环形件、围绕中心环形件对称设置的多个第二环形件和两个动平台，所述第一环形件具有行星轮架中心轴轴承
孔，所述第二环形件具有行星齿轮轴轴承孔，所述两个动平台分布于一体化柔性行星轮架两侧，且任一动平台均设置于相邻两个第二环形件之间，所述第一环形件与各第二环形件之间通过第一弹性连接件连接，所述动平台与相邻第二环形件之间通过第二弹性连接件连接。
[0011]在一些实施方式中，所述第一环形件、第二环形件、动平台、第一弹性连接件和第二弹性连接件均一体设置。
[0012]在一些实施方式中，所述第二环形件为偶数个。
[0013]在一些实施方式中，其中相邻两个第二环形件能够成对绕一体化柔性行星轮架中心相对转动。
[0014]在一些实施方式中，所述第一弹性连接件包括柔性板簧，所述第二弹性连接件包括依次连接的第一柔性铰链和第二柔性铰链。
[0015]进一步的，所述动平台依次经第一柔性铰链、第二柔性铰链与相邻第二环形件连接。
[0016]在一些实施方式中，所述行星轮系消隙装置的径向刚度为：
[0017][0018]其中，K1是第一柔性铰链在一体化柔性行星轮架径向的等效刚度，K2是第二柔性铰链在一体化柔性行星轮架径向的等效刚度，K3是第二环形件通过第一弹性连接件进行周向转动时在一体化柔性行星轮架径向的等效刚度，K
s
是弹簧的刚度。
[0019]本专利技术实施例的另一个方面提供了一种减速器，其包括：
[0020]基于柔性机构的行星轮系消隙装置；以及
[0021]设置在一体化柔性行星轮架上的太阳轮和多个行星齿轮，所述行星齿轮与内齿圈和太阳轮保持啮合。
[0022]本专利技术实施例的另一个方面提供了一种机器人关节，其包括所述的减速器。
[0023]与现有技术相比较，本专利技术以上实施例提供的技术方案至少具有如下有益效果：
[0024](1)通过设计一种一体化柔性行星轮架，使行星轮轴轴承孔无需依附额外冗余零件即可绕行星轮架中心产生相对转动，并以此来成对消除正反向的齿侧间隙；
[0025](2)通过在一体化柔性行星轮架上设置预紧力调整机构，可以调节行星轮消隙所受预紧力，保证消隙装置的可靠工作，且通过调节预紧力，可调整行星轮消隙状态切换阈值，在载荷超过阈值时，随动行星轮将在自身绕行星轮架中心的扭矩作用下克服消隙装置的刚度回复至正常同侧啮合状态；
[0026](3)提供的基于柔性机构的行星轮系消隙装置具有一体化、轻量化、结构紧凑、原理简单可靠、预紧力可调、应用范围广泛等优点。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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专利技术中记载的一些实施例，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。
[0028]图1是本专利技术一实施方式中一种行星轮系消隙装置的整体装配结构示意图；
[0029]图2是本专利技术一实施方式中一种行星轮系消隙装置螺纹连接处(图1中A所示区域)的局部放大图；
[0030]图3是本专利技术一实施方式中一体化柔性行星轮架的立体图；
[0031]图4是本专利技术一实施方式中一体化柔性行星轮架的主视图；
[0032]图5是本专利技术一实施方式中一种行星轮系消隙装置工作在一示例轮系中的示意图；
[0033]附图标记说明：10
‑
一体化柔性行星轮架，101
‑
第一环形件，102
‑
第二环形件，11
‑
柔性板簧，12
‑
行星齿轮轴轴承孔，13
‑
动平台，14
‑
第一柔性铰链，15
‑
第二柔性铰链，16
‑
行星轮架中心轴轴承孔，20
‑
调整螺杆，21
‑
弹簧，30
‑
内齿圈，31
‑
行星齿轮轴，32
‑
轴承压盖。
具体实施方式
[0034]通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本专利技术。本文中揭示本专利技术的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本专利技术的示范性，本专利技术可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于柔性机构的行星轮系消隙装置，其特征在于：所述消隙装置包括调整螺杆(20)和弹簧(21)，所述调整螺杆(20)与一体化柔性行星轮架(10)螺纹连接，所述一体化柔性行星轮架(10)具有动平台(13)，所述动平台(13)上设有弹簧孔，所述弹簧(21)套设在螺杆(21)上且安装于所述弹簧孔内；当使所述调整螺杆(20)与一体化柔性行星轮架(10)的螺纹连接深度达到或超过设定深度时，所述调整螺杆(20)能够挤压所述弹簧(21)，从而使所述动平台(13)沿所述一体化柔性行星轮架(10)的径向产生弹性移动，进而使所述一体化柔性行星轮架(10)内的行星齿轮轴轴承孔(12)绕一体化柔性行星轮架(10)中心周向弹性转动。2.根据权利要求1所述的基于柔性机构的行星轮系消隙装置，其特征在于：所述一体化柔性行星轮架(10)包括一个第一环形件、围绕中心环形件对称设置的多个第二环形件和两个动平台(13)，所述第一环形件具有行星轮架中心轴轴承孔(16)，所述第二环形件具有行星齿轮轴轴承孔(12)，所述两个动平台(13)分布于一体化柔性行星轮架(10)两侧，且任一动平台(13)均设置于相邻两个第二环形件之间，所述第一环形件与各第二环形件之间通过第一弹性连接件连接，所述动平台(13)与相邻第二环形件之间通过第二弹性连接件连接。3.根据权利要求2所述的基于柔性机构的行星轮系消隙装置，其特征在于：所述第一环形件、第二环形件、动平台(13)、第一弹性连接件和第二弹性连接件均一体设置。4.根据权利要求2所述的基于柔性机构的行星轮系消隙装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂林，杜庆皓，杨淼，余宏涛，张驰，陈庆盈，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。