本发明涉及减速装置，尤其涉及一种轻量化rv减速机模组。
背景技术：
1、人形机器人关节和协作机器人关节用减速机模组一般采用谐波减速机模组，但是谐波减速机模组在关节处的抗冲击扭矩弱，在较大的瞬间冲击下容易塑性变形，造成关节失效不能运转。普通的rv减速机模组由于体积和重量都比谐波减速机模组大，使用到关节处会相应影响关节的体积和重量。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种轻量化rv减速机模组，其具有体积小、重量轻、结构紧凑、全密封、控制精度高、散热性好等特点，满足人形机器人关节和协作机器人关节使用需求，且抗冲击能力强。
2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种轻量化rv减速机模组，包括rv减速机、电机和连接法兰，所述rv减速机和电机及连接法兰连接，所述电机安装在连接法兰内；
4、所述rv减速机包括针齿壳、滚针、摆线轮、偏心轴、输出轴、输出轴盖、行星轮和输入轴，两所述摆线轮分别安装在偏心轴的两凸轮上，所述滚针设置在针齿壳内齿和两摆线轮的外齿之间；所述摆线轮的轴承孔与偏心轴的凸轮之间、偏心轴两端的真圆和输出轴的轴承孔及输出轴盖的轴承孔之间均分别设有滚针与保持架轴承；
5、所述行星轮安装在偏心轴靠近连接法兰的一端，且其内孔和偏心轴外壁之间过盈配合，所述输入轴一端与行星轮外齿啮合；
6、所述输出轴远离行星轮的一端设有与其同轴设置的输出侧挡片，所述输出侧挡片安装在输出轴上且其外圆与输出轴内孔抵接，所述输出侧挡片安装后外侧端面与输出轴外侧端面齐平；所述输出侧挡片与多根偏心轴端部及与其靠近的滚针与保持架轴承限位抵接；
7、所述输出轴的中心孔内安装有与其同轴的通线管，所述通线管和输出侧挡片相互靠近的相互抵接；
8、所述输出轴盖靠近行星轮的一端和行星轮之间设有与其同轴的输入侧挡片，所述输入侧挡片安装在输出轴盖上且其外圆与输出轴盖内孔抵接，所述输入侧挡片和与其靠近的滚针与保持架轴承以及偏心轴与其靠近的真圆台阶限位抵接；
9、所述电机包括定子钢片、绕组端部、磁钢、转子轭和转轴，所述连接法兰与针齿壳连接，所述定子钢片、磁钢、转子轭和转轴同轴且从外向内依次设置，所述绕组端部设置在定子钢片远离rv减速机的一端，所述输入轴远离行星轮的一端穿过连接法兰中心孔与转轴之间通过连接螺钉连接；
10、所述绕组端部远离定子钢片的一端设有安装在连接法兰远离针齿壳一端的支撑法兰，所述转轴两端和连接法兰及支撑法兰之间分别设有深沟球轴承；所述支撑法兰远离连接法兰的一侧安装有驱动器和罩设在驱动器外的电机盖，所述通线管远离输出轴的一端延伸至电机盖。
11、通过采用上述技术方案，本发明的基本工作原理和现有技术中的rv减速机模组相同，电机的绕组端部通过驱动器通电后，通过定子钢片、磁钢、转子轭的配合，实现驱动转轴旋转，转轴带动输入轴同步转动，在输入轴和行星轮的啮合作用下带动行星轮旋转进行行星减速。行星轮带动偏心轴旋转，偏心轴带动摆线轮旋转，摆线轮外齿与针齿壳内齿在滚针连接下进行偏摆运动，针齿壳固定时摆线轮偏摆运动的同时绕中心旋转，带动输出轴和输出轴盖组成的输出盘架旋转，进行摆线减速，输出轴作为输出端输出转速和扭矩。
12、本发明中利用输出侧挡片和输入侧挡片从两端对偏心轴及偏心轴两端的滚针与保持架轴承进行限位，避免偏心轴及滚针与保持架轴承轴向窜动，行星轮和偏心轴之间过盈配合安装，避免行星轮轴向窜动，这样取消偏心轴两端和输出轴、输出轴盖之间的深沟球轴承及孔用限位挡圈、取消行星轮两侧和偏心轴之间的轴向限位挡圈，极大地缩小了rv减速机的轴向长度，针齿壳的轴向长度和重量均相应减小，从轴向实现整个模组的小体积和轻量化。其中，输出侧挡片还实现对通线管的轴向限位，取消通线管的限位挡圈，简化结构。转轴和输入轴之间通过连接螺钉连接，便于连接法兰、深沟球轴承、转轴等部件的安装维护。支撑法兰和连接法兰之间形成安装电机的容置空间，便于电机的安装，支撑法兰和电机盖之间形成安装驱动器的容置空间，且实现对驱动器的保护。
13、进一步地，所述滚针与保持架轴承均无内圈和外圈，所述针齿壳内孔和输出轴外圆及输出轴盖外圆之间均设有滚子支撑轴承，所述滚针两端及两个摆线轮相互远离的端部均和与其靠近的滚子支撑轴承的外圈抵接，所述滚子支撑轴承的内圈和与其对应的输出轴/输出轴盖内孔的台阶抵接。
14、通过采用上述技术方案，每根偏心轴上的四个滚针与保持架轴承均无内外圈，通过减小滚针与保持架轴承的内外径，针齿壳、输出轴、输出轴盖、摆线轮等的内外径均相应减小，即实现rv减速机内外径减小，同时重量大大减轻，从径向实现整个模组的小体积和轻量化，并使得结构更加紧凑。利用两个滚子支撑轴承对摆线轮和滚针进行限位，避免滚针和摆线轮轴向大幅度窜动，同时本发明中的滚子支撑轴承代替原来的角接触球轴承，相较于点接触的角接触球轴承，面接触的滚子支撑轴承抗弯矩能力提升2-3倍，在同等抗弯矩能力下，可采用小体积的滚子支撑轴承，从而进一步减小针齿壳的内外径和轴向厚度，进一步同时从轴向及径向实现整个模组的小体积和轻量化。
15、进一步地，所述针齿壳外壁中部设有与其同轴且沿其径向向外延伸的壳环，所述连接法兰靠近针齿壳的一端设有与其同轴且沿其轴向向外延伸的法兰环，所述法兰环和壳环相互靠近的端壁抵接，且通过若干绕壳环圆周阵列的内六角螺栓连接固定；所述针齿壳位于壳环靠近连接法兰的一端安装在法兰环内，且所述针齿壳外圆与法兰环内孔过盈配合。
16、通过采用上述技术方案，针齿壳和连接法兰之间通过壳环和法兰环的内六角螺栓连接实现固定，针齿壳位于壳环靠近连接法兰的一端安装在法兰环内，这样针齿壳的部分体积由连接法兰代替，且针齿壳采用钢材而连接法兰可采用铝合金材料，可以减轻针齿壳的重量，进一步实现模组的轻量化。其中，通过针齿壳外圆与法兰环内孔的过盈配合，可在法兰环增强针齿壳强度的前提下，将针齿壳位于法兰环内的壁厚减薄，进一步减小针齿壳的外径和重量。
17、进一步地，所述壳环上圆周阵列设有若干与内六角螺栓间隔设置的安装孔，所述安装孔从壳环远离连接法兰的一端贯穿壳环且安装孔孔底延伸到法兰环上。
18、通过采用上述技术方案，通过螺栓和安装孔的配合将外部设备安装到针齿壳上时，螺栓同时与壳环和法兰环连接，增加外部设备的安装螺纹连接长度的同时，无需将壳环的轴向厚度做的很厚，进一步减小针齿壳的重量。另外，外部设备安装后针齿壳远离法兰环的一端外圆与外部设备的内孔紧密接触，外部设备又可代替一部分针齿壳体积，在保证针齿壳强度的前提下针齿壳位于法兰环外的一端壁厚也可减薄，进而又可进一步减小针齿壳的外径和重量，提高整个模组小体积和轻量化效果。
19、进一步地，所述针齿壳内孔和输出轴外圆之间还设有输出骨架密封圈，所述输出骨架密封圈位于与其靠近的滚子支撑轴承远离摆线轮的一侧，且其端壁和对应滚子支撑轴承的内圈抵接；
20、所述输出侧挡片靠近偏心轴一侧的端面和输出轴内孔端面之间安装有多个输出侧o型密封圈，多个所述输出侧o型密封圈嵌装在输出侧挡片上且绕输出侧挡片圆周阵列设置，并与多个与偏心轴一一对应；
21、所述法兰环内孔和针齿壳外圈之间设有法兰用o型密封圈，所述法兰用o型密封圈嵌装在法兰环内壁；
22、所述通线管外圆和输出轴内孔之间设有嵌装在通线管外壁的管用o型密封圈，所述通线管外圆和电机盖内孔之间设有端部骨架密封圈。
23、通过采用上述技术方案，输出骨架密封圈实现针齿壳和输出轴之间的密封，输出侧o型密封圈实现输出侧挡片和偏心轴之间的密封，法兰用o型密封圈实现发刊换和针齿壳之间的密封，管用o型密封圈实现通线管和输出轴之间的密封，端部骨架密封圈实现通线管和电机盖之间的密封，这样实现整个模组外部的全密封，避免油脂泄露及灰尘、水等的渗入，实现对整个模组的全密封保护。
24、进一步地，所述连接法兰内孔和输入轴外圆之间设有输入骨架密封圈，所述输入骨架密封圈位于转轴靠近行星轮的一端，且所述输入骨架密封圈和转轴及与其靠近的深沟球轴承抵接；
25、所述输入轴外圆和转轴内孔之间设有输入o型密封圈，所述输入o型密封圈嵌装在转轴内壁；
26、所述转轴内孔和通线管外圆之间设有管用骨架密封圈，所述管用骨架密封圈位于连接螺钉远离输入轴一侧。
27、通过采用上述技术方案，输入骨架密封圈实现连接法兰和输入轴之间的密封，输入o型圈密封圈实现输入轴和转轴之间的密封，这样实现rv减速机和电机之间的密封，避免rv减速机的油脂渗入到电机内。而管用骨架密封圈实现转轴和通线管之间的密封，避免油脂不慎渗入驱动器影响驱动器上的电连接，保证整个模组的正常工作。在输入骨架密封圈、输入o型密封圈和管用骨架密封圈的配合作用下，实现整个模组的内部的全密封，保证整个模组的使用寿命。
28、进一步地，所述转轴靠近驱动器的一端安装有与其同轴的输入编码器，所述通线管外圆上安装有与其同轴的输出编码器，所述输入编码器和输出编码器均靠近驱动器与其反馈连接，且分别位于驱动器两侧。
29、通过采用上述技术方案，输入编码器实时检测转轴的输入角度，输出编码器实时检测与输出轴相对静止的通线管的输出角度，输入编码器和输出编码器配合实现输出和输入的闭环控制，提高整个模组的控制精度和响应速度。
30、进一步地，所述连接法兰外壁环设有散热槽，所述散热槽沿连接法兰轴向阵列设有若干组，且所述连接法兰和法兰环连接处的外壁设有环槽。
31、通过采用上述技术方案，利用连接法兰外的散热槽、连接法兰和法兰环之间的环槽，增加连接法兰的表面积，增加散热面积，提高散热效率，实现电机的快速散热，避免连接法兰内部温度过高影响电机的使用寿命。另外，散热槽和环槽还可实现连接法兰的减重，进一步减小整个模组的重量。
32、综上所述，本发明具有以下有益效果：
33、1、本发明中利用输出侧挡片对偏心轴端部及与其靠近的滚针与保持架轴承进行限位，利用输入侧挡片对靠近行星轮的滚针与保持架轴承进行限位，行星轮和偏心轴之间过盈配合安装，这样取消偏心轴两端和输出轴、输出轴盖之间的深沟球轴承及孔用限位挡圈、取消行星轮两侧和偏心轴之间的轴向限位挡圈，极大地缩小了rv减速机的轴向长度，针齿壳的轴向长度和重量均相应减小，从轴向实现整个模组的小体积和轻量化；
34、2、本发明中滚针与保持架轴承均无内外圈，通过减小滚针与保持架轴承的内外径，针齿壳、输出轴、输出轴盖、摆线轮等的内外径均相应减小，即实现rv减速机内外径减小，同时重量大大减轻，从径向实现整个模组的小体积和轻量化，并使得结构更加紧凑；利用滚子支撑轴承代替原来的角接触球轴承，在同等抗弯矩能力下，可采用小体积的滚子支撑轴承，从而进一步减小针齿壳的内外径和轴向厚度，进一步同时从轴向及径向实现整个模组的小体积和轻量化；
35、3、本发明中针齿壳和连接法兰之间通过壳环和法兰环的内六角螺栓连接实现固定，针齿壳位于壳环靠近连接法兰的一端安装在法兰环内，这样针齿壳的部分体积由连接法兰代替，且针齿壳采用钢材而连接法兰可采用铝合金材料，可以减轻针齿壳的重量，进一步实现模组的轻量化；而通过针齿壳外圆与法兰环内孔的过盈配合，可在法兰环增强针齿壳强度的前提下，将针齿壳位于法兰环内的壁厚减薄，进一步减小针齿壳的外径和重量；
36、4、本发明中通过螺栓和安装孔的配合将外部设备安装到针齿壳上时，螺栓同时与壳环和法兰环连接，增加外部设备的安装螺纹连接长度的同时，无需将壳环的轴向厚度做的很厚，进一步减小针齿壳的重量；而且外部设备安装后针齿壳远离法兰环的一端外圆与外部设备的内孔紧密接触，外部设备又可代替一部分针齿壳体积，在保证针齿壳强度的前提下针齿壳位于法兰环外的一端壁厚也可减薄，进而又可进一步减小针齿壳的外径和重量，提高整个模组小体积和轻量化效果；
37、5、本发明中通过输出骨架密封圈、输出侧o型密封圈、法兰用o型密封圈、管用o型密封圈、端部骨架密封圈实现整个模组外部的全密封，通过输入骨架密封圈和输入o型密封圈实现rv减速机和电机之间的密封，管用骨架密封圈实现对驱动器的密封保护，即实现整个模组内部的全密封；
38、6、本发明中通过输入编码器和输出编码器的配合实现输出和输入的闭环控制，提高整个模组的控制精度和响应速度；
39、7、本发明中通过在连接法兰上设置散热槽和环槽，增加连接法兰的表面积，增加散热面积，提高散热效率，还可实现连接法兰的减重，进一步减小整个模组的重量。
1.一种轻量化rv减速机模组，其特征在于：包括rv减速机(01)、电机(02)和连接法兰(19)，所述rv减速机(01)和电机(02)及连接法兰(19)连接，所述电机(02)安装在连接法兰(19)内；
2.根据权利要求1所述的一种轻量化rv减速机模组，其特征在于：所述滚针与保持架轴承(11)均无内圈和外圈，所述针齿壳(1)内孔和输出轴(7)外圆及输出轴盖(8)外圆之间均设有滚子支撑轴承(12)，所述滚针(4)两端及两个摆线轮(5)相互远离的端部均和与其靠近的滚子支撑轴承(12)的外圈抵接，所述滚子支撑轴承(12)的内圈和与其对应的输出轴(7)/输出轴盖(8)内孔的台阶抵接。
3.根据权利要求1或2所述的一种轻量化rv减速机模组，其特征在于：所述针齿壳(1)外壁中部设有与其同轴且沿其径向向外延伸的壳环(2)，所述连接法兰(19)靠近针齿壳(1)的一端设有与其同轴且沿其轴向向外延伸的法兰环(20)，所述法兰环(20)和壳环(2)相互靠近的端壁抵接，且通过若干绕壳环(2)圆周阵列的内六角螺栓(21)连接固定；所述针齿壳(1)位于壳环(2)靠近连接法兰(19)的一端安装在法兰环(20)内，且所述针齿壳(1)外圆与法兰环(20)内孔过盈配合。
4.根据权利要求3所述的一种轻量化rv减速机模组，其特征在于：所述壳环(2)上圆周阵列设有若干与内六角螺栓(21)间隔设置的安装孔(3)，所述安装孔(3)从壳环(2)远离连接法兰(19)的一端贯穿壳环(2)且安装孔(3)孔底延伸到法兰环(20)上。
5.根据权利要求3所述的一种轻量化rv减速机模组，其特征在于：所述针齿壳(1)内孔和输出轴(7)外圆之间还设有输出骨架密封圈(13)，所述输出骨架密封圈(13)位于与其靠近的滚子支撑轴承(12)远离摆线轮(5)的一侧，且其端壁和对应滚子支撑轴承(12)的内圈抵接；
6.根据权利要求5所述的一种轻量化rv减速机模组，其特征在于：所述连接法兰(19)内孔和输入轴(10)外圆之间设有输入骨架密封圈(32)，所述输入骨架密封圈(32)位于转轴(29)靠近行星轮(9)的一端，且所述输入骨架密封圈(32)和转轴(29)及与其靠近的深沟球轴承(31)抵接；
7.根据权利要求1所述的一种轻量化rv减速机模组，其特征在于：所述转轴(29)靠近驱动器(36)的一端安装有与其同轴的输入编码器(37)，所述通线管(16)外圆上安装有与其同轴的输出编码器(38)，所述输入编码器(37)和输出编码器(38)均靠近驱动器(36)与其反馈连接，且分别位于驱动器(36)两侧。
8.根据权利要求3所述的一种轻量化rv减速机模组，其特征在于：所述连接法兰(19)外壁环设有散热槽(23)，所述散热槽(23)沿连接法兰(19)轴向阵列设有若干组，且所述连接法兰(19)和法兰环(20)连接处的外壁设有环槽(24)。
