CN106457559B - 机器人控制模块的5轴旋转减速器 - Google Patents

Abstract

涉及机器人控制模块的5轴旋转减速器，包括：外罩，设有第一驱动轴至第三驱动轴；动力单元，收容于上述外罩；减速单元，与上述动力单元相啮合，用于控制所收到的旋转力；主输出轴，与上述减速单元相啮合，在两端设有第一输出部及第二输出部；以及副输出轴，与上述主输出轴相啮合，在一端设有第三输出部至第五输出部，上述减速单元由第一齿轮部件至第四齿轮部件构成，上述第一齿轮部件至第三齿轮部件贯通插入于上述第一驱动轴至第三驱动轴，上述第四齿轮部件介于弹性离合器贯通插入于上述主输出轴，上述副输出轴由第一输出轴至第三输出轴构成，上述第一输出轴至第三输出轴的各个的另一端设有第五齿轮部件，借助冠齿轮与上述主输出轴相啮合。

Description

机器人控制模块的5轴旋转减速器

技术领域

本发明涉及机器人控制模块的5轴旋转减速器，更详细地涉及使得构成机器人科学教具的框架以多轴方式进行工作的机器人控制模块的5轴旋转减速器。

背景技术

通常使用的科学教具为，利用各种形态的机器人用块或框架等来能够使使用者以各种形态组装或分解的科学教具。

这种机器人用科学教具从利用多个块或框架来组装单纯形态的水平发展到以各种形状组成的框架，市场上还有可实现更加牢固且可以进行各种动作的机器人形象的产品。

不仅将儿童或青少年作为对象，甚至将成人也作为对象的这种高水平的机器人型科学教具应由包含减速器的控制模块的结构组成，使得能够实现各种形状。

在此，减速器作为将从马达、传动装置、引擎等的各种动力源输入的动力的转速减速而传递的装置，在各种机器、机器人、汽车等整个产业得到广泛使用。

为了通过适用这种减速器，成为学习者创造性思维的基础，公开了包含小型化的输出轴的减速器。

图1为简要示出以往减速器的结构的图。

如图1所示，以往的减速器10包括，外罩10a、电动马达11、动力轴13、15、17、输出轴19。

外罩10a通常为箱子形状，在内部还设有上部盖(未图示)，使得容易进行驱动部件的分离及组装。

而且，通过作为动力源的电动马达11介于齿轮从动力轴13、15、17向输出轴19传递转动力。

在此，以往的减速器10的特征在于，设有单一或一双(为图示)输出轴19，实现外部转动。

然而，由于以往的减速器10的输出轴19为单轴，因此在例如机器人科学教具等的情况下，能够按学习者的水平来组成的减速器10的外部输出存在制约。

并且，若向与外部相连接的输出轴19施加规定范围以上的外压，则向外罩10a的内部所包含的齿轮单元传递过大的转动力。

因此，以啮合方式相连接的各齿轮单元设有相互分离及脱离等负面的故障要素。

更何况，由于减速器10的故障要素，在修理控制模块之前是不能启动机器人科学教具，因此学习进程有可能发生差错。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决如上所述的以往技术的问题点，本发明提供使得构成机器人科学教具的框架以多轴方式进行工作的机器人控制模块的5轴旋转减速器。

解决问题的手段

为实现上述技术问题，本发明的一实施例提供如下的机器人控制模块的5轴旋转减速器，其特征在于，包括：外罩，设有第一驱动轴至第三驱动轴；动力单元，收容于上述外罩；减速单元，与上述动力单元相啮合，用于控制所收到的旋转力；主输出轴，与上述减速单元相啮合，在两端设有第一输出部及第二输出部；以及副输出轴，与上述主输出轴相啮合，在一端设有第三输出部至第五输出部，上述减速单元由第一齿轮部件至第四齿轮部件构成，上述第一齿轮部件至第三齿轮部件贯通插入于上述第一驱动轴至第三驱动轴，上述第四齿轮部件贯通插入于上述主输出轴的弹性离合器，上述副输出轴由第一输出轴至第三输出轴构成，上述第一输出轴至第三输出轴的各个的另一端设有第五齿轮部件，均与上述主输出轴上的冠齿轮相啮合。

根据本发明的一实施例，上述第一齿轮部件至第五齿轮部件可以是正齿轮。

根据本发明的一实施例，上述第一输出部及第二输出部分别与第三输出部至第五输出部可以互相垂直。

根据本发明的一实施例，在上述第一输出部至第五输出部的端部可以形成有结合槽。

根据本发明的一实施例，在上述第一输出部至第二输出部发生收容限度以上的外力的情况下，因上述弹性离合器而可以使上述主输出轴与上述第四齿轮部件分离而空转。

根据本发明的一实施例，还可以包括用于收容上述外罩的板块。

根据本发明的一实施例，上述板块还可以包括以使上述第一输出部至第五输出部突出形成的方式设置的多个贯通孔。

发明效果

根据本发明的一实施例，在减速器设有主输出轴及副输出轴，能够进行5轴旋转，因此可以为使用者提供多轴转动装置的机器人科学教具。

并且，在主输出轴设有弹性离合器，在减速器外部施加规定范围以上的外力的情况下，借助弹性离合器的收缩作用，使主输出轴进行空转，因此可防止减速器内部的过负荷。

本发明的效果不局限于上述效果，而是理解为包括可以从本发明的详细说明或发明保护范围所记载的本发明的结构推论的所有效果。

附图说明

图1为简要示出以往减速器的结构的图。

图2及图3为根据本发明机器人控制模块的5轴旋转减速器的立体图。

图4为示出去除外罩的减速器的内部构成装置的图。

图5为示出减速器的内部构成装置的一侧视图。

图6的(a)部分为示出减速器的主输出轴的立体图。

图6的(b)部分为示出第四齿轮部件与主输出部相结合的立体图。

图7为简要示出在施加常见的外力的情况下主输出轴的弹性离合器和第四齿轮部件的转动的图。

图8为简要示出施加大的外力的情况下主输出轴的弹性离合器和第四齿轮部件的转动的图。

图9及图10为根据本实施例减速器包含在机器人控制模块的应用例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明进行说明。但是，本发明能够以各种不同形态实现，因此，不局限于在此说明的实施例。并且，为了在附图中明确说明本发明，省略了与说明无关的部分，在整个说明书中，相似的部分采用相似的附图标记。

在整个说明书中，当描述为某个部分与其他部分"相连接"时，这不仅仅包括"直接连接"的情况，还包括其中间介有其他部件而"间接连接"的情况。并且，当描述为某个部分"包含"某个结构要素时，除非记载有特别相反的内容，否则还可以设有其他结构要素，而并非排除其他结构要素。

以下，根据附图详细说明本发明的实施例。

图2及图3为根据本发明机器人控制模块的5轴旋转减速器的立体图。

如图2及图3所示，根据本实施例的减速器1000是以从外罩1500外部实现主输出轴1530及副输出轴1540的突出。

并且，内部包含动力单元1510、减速单元1520、主输出轴1530及副输出轴1540。

在外罩1500的内部设有的部件以一体化形成盒形，使得正确地启动，但是不局限于此，可用圆筒形等的各种形状来实现，使得与适用减速器1000的结构体的形状相对应。

并且，在外罩1500的内部一侧设有第一驱动轴至第三驱动轴1500a、1500b、1500c可上下分离，使得内部设有的部件易于分离及组装。

在此，优选地，可上、下分离组装的减速器1000形成螺丝结合，使得防止因适用减速器1000的结构体的移动而产生的分离及分离现象。

并且，在外罩1500的结合结构以过多的螺丝结合形成的情况下，会给以科学教具为主目的的学习者带来操作上的负担感，优选地，采用适当数量的螺丝结合体。

另一方面，设有电动马达作为动力单元1510，能够以动力源实现。

并且，在动力单元1510分离的位置上设有减速单元1520，减速单元1520由第一齿轮部件至第四齿轮部件1521、1522、1523、1524构成，并可相互啮合。

在主输出轴1530的长度方向的两端具有第一输出部1530a及第二输出部1530b，副输出轴1540由第一输出轴至第三输出轴1541、1542、1543构成，因此，在各端形成有第三输出部至第五输出部1541a、1542a、1543a。

此时，第一输出部至第五输出部1530a、1530b、1541a、1542a、1543a的端部形成有结合槽，可与外部输出部件相结合。

图4为示出去除外罩的减速器的内部构成装置的图，图5为示出减速器的内部构成装置的一侧视图，以此为基础进行说明。

如图4及图5所示，减速器1000的外罩1500内部包括动力单元1510、减速单元1520、主输出轴1530及副输出轴1540。

动力单元1510作为动力源传递全部结构的驱动所需的能量。

减速单元1520在与动力单元1510相互分离的位置上控制从动力单元1510收到的旋转力。

主输出轴1530的两端设有第一输出部1530a及第二输出部1530b并与减速单元1520相啮合。

副输出轴1540的一端设有第三输出部及第五输出部1541a、1542a、1543a并与主输出轴1530相啮合。

在此，第一输出部1530a及第二输出部1530b垂直于第三输出部1541a至第五输出部1543a，第三输出部1541a及第四输出部1542a垂直于第一输出部1530a、第二输出部1530b以及第五输出部1543a。

并且，减速单元1520由第一齿轮部件至第四齿轮部件1521、1522、1523、1524构成，第一齿轮部件至第三齿轮部件1521、1522、1523贯通插入于第一驱动轴至第三驱动轴1500a、1500b、1500c，第四齿轮部件1524贯通插入于上述主输出轴1530的弹性离合器1533。

副输出轴1540由第一输出轴至第三输出轴1541、1542、1543构成，第一输出轴至第三输出轴1541、1542、1543的各个的另一端设有第五齿轮部件1541b、1542b、1543b，均与上述主输出轴上的冠齿轮相啮合。

并且，从第一齿轮部件到第五齿轮部件，其配置可以越来越往下。

另一方面，在本实施例中，将第一齿轮部件至第五齿轮部件1521、1522、1523、1524、1541b、1542b、1543b借助正齿轮来实现，但是，只要是能够通过齿轮单元正确传递转动力的结构，可应用各种形态的齿轮单元。

图6的(a)部分为示出减速器的主输出轴的立体图，图6的(b)部分为示出第四齿轮部件与主输出部相结合的立体图，以此为基础进行说明。

图6为节选主输出轴1530的图，如图6的(a)部分所示，主输出轴1530在两端设置第一输出部1530a及第二输出部1530b来实现柱状。

并且，主输出轴1530的一端设有冠齿轮1537，另一端设有弹性离合器1533。

在本实施例中，主输出轴1530的上端配置弹性离合器1533，下端配置冠齿轮1537，但不局限于此，随着弹性离合器1533及冠齿轮1537的不同配置，与此相对应的周围部件的配置也会不同。

并且，在主输出轴1530的一端及另一端可形成有冠齿轮1537及弹性离合器1533，也能够由冠齿轮1537或弹性离合器1533以易于分离及组装的方式设于主输出部1530。

在此，以易于分离及组装的方式设置的冠齿轮1537及弹性离合器1533，其具有小规模制作的特点，会发生遗失或因不注意维护而导致材料变形，因此，要求使用者严格管理。

另一方面，如图6的(b)部分所示，第四齿轮部件1524可贯通插入于主输出轴1530的弹性离合器1533。

此时，与弹性离合器1533相结合的第四齿轮部件1524仅向与弹性离合器1533相结合的主输出轴1530的上方完成贯通插入及分离的过程。

其理由为，如果与弹性离合器1533相结合的第四齿轮部件1524与弹性部件相分离并向主输出轴1530的下方移动，那么它会成为冠齿轮1537及周围部件启动的障碍。

并且，优选地，弹性离合器1533的一端或第四齿轮部件1524的一端形成有卡台，使得防止第四齿轮部件1524从主输出轴1530的下方分离。

另一方面，随着主输出轴1530以柱状一体来实现，第一输出部1530a及第二输出部1530b沿着相同的方向转动。

因此，与第一输出部1530a及第二输出部1530b的槽相结合的输出部件(未图示)，例如，能够作为轮胎部件或转动轴部件等，可容易地实现结构复杂的科学教具用机器人。

图7为简要示出在施加常见的外力的情况下主输出轴的弹性离合器和第四齿轮部件的转动的图，图8为简要示出施加大的外力的情况下主输出轴的弹性离合器和第四齿轮部件的转动的图，以此为基础进行说明。

以所述的图6为基础对图7及图8进行说明。

首先，如图7所示，可采用正齿轮的第四齿轮部件1524的内径形成有锯齿，并与在弹性离合器1533的两端形成的突起相啮合。

在弹性离合器1533和第四齿轮部件1524正确地相结合的状态下，如果在主输出轴1530的第一输出部1530a及第二输出部1530b发生超出收容限度以上的外力的情况下，弹性离合器1533以转动的主输出轴的方向联动联动。

在此，收容限度表示第一输出部1530a及第二输出部1530b对于某种外力可抵抗承受的临界点。

由于弹性离合器1533被联动并由弹性离合器1533的突起与第四齿轮部件1524的内径形成的锯齿相啮合，最终，第四齿轮部件1524以主输出轴1530相同的转动方向联动。

与此相反，如图8所示，第一输出部1530a及第二输出部1530b发生规定范围以上的外力的情况下，由于弹性离合器1533与第四齿轮部件1524分离而有可能空转。

此时，在弹性离合器1533的两端形成的突起向中央反弹移动，使得与传递到主输出轴1530的外力相对应。

因此，由于弹性离合器1533的突起与第四齿轮部件1524的内径形成的锯齿分离转动，因此，主输出轴1530会空转并且其旋转力无法传递到第四齿轮部件1524。

并且，由于第四齿轮部件1524不启动，因此，可保护与第四齿轮部件1524相啮合而转动的周围的装置。

图9及图10为根据本实施例减速器包含在机器人控制模块的应用例的图。

如图9及图10所示，根据本实施例的减速器1000可应用于控制模块上。

控制模块可设有板块90、发光单元70、减速器1000、第一开关30及第二开关50。

板块90收容所述的外罩1500，并包括多个贯通孔90a使得第一输出部至第五输出部1530a、1530b、1541a、1542a、1543a突出形成。

此时，板块90能够与如板块90的形状或其他形状但形成有贯通孔90a的块类的材料介于相互的贯通孔90a相结合来实现使用者所需要形态的构造物。

另一方面，板块90一端设有发光单元70，使得让使用者实现结合更多创意性的科学教具用机器人形状。

并且，如果发光单元70是如LED等的可向前方散发光的部件，则能够以各种各样的方式来实现，并且可通过第一开关30或第二开关50来进行控制。

在此，在由第一开关30控制发光单元70的情况下，第一开关30以按压形式实现，可对发光单元70起到开、关的作用。

于此相反，在由第二开关50控制发光单元70的情况下，第二开关50以滑动形式实现，可对从发光单元70散发出的光的亮度进行调节的作用。

最终，根据所述的图2至图8为基础的本发明的减速器1000，设有主输出轴1530及副输出轴1540，由于可实现5轴旋转，可向使用者提供多轴转动装置的机器人科学教具。

并且，主输出轴1530设有弹性离合器1533，从减速器1000的外部施加规定范围的外力的情况下，由于弹性离合器1533的收缩作用，主输出轴1530空转，因此，可防止减速器1000内部发生过负荷。

并且，减速单元1520及副输出轴1540保护各齿轮单元，确保正确的啮合驱动。

所述的本发明的说明用于例示，本发明所属领域的普通技术人员可以理解在本发明的技术上的思想或必要特征不变的前提下，可容易地变形为其他具体实施方式。因此，应理解以上所记述的实施例为在所有方面为例示的，而不是限定的。例如，以单一形式说明的各个结构要素可分散开来实施，同样，分散开来说明的结构要素能够以结合形式实施。

本发明的范围由发明保护内容中显现，发明保护内容的含义和范围以及从其等同概念导出的所有变更或变形的实施方式均应解释为包含在本发明的范围。

Claims (7)

1.一种机器人控制模块的5轴旋转减速器，其特征在于，

包括：

外罩，设有第一驱动轴至第三驱动轴；

动力单元，收容于上述外罩；

减速单元，与上述动力单元相啮合，用于控制所收到的旋转力；

主输出轴，与上述减速单元相啮合，在两端设有第一输出部及第二输出部；以及

副输出轴，与上述主输出轴相啮合，在一端设有第三输出部至第五输出部，

上述减速单元由第一齿轮部件至第四齿轮部件构成，上述第一齿轮部件至第三齿轮部件贯通插入于上述第一驱动轴至第三驱动轴，上述第四齿轮部件贯通插入于上述主输出轴的弹性离合器，

上述副输出轴由第一输出轴至第三输出轴构成，上述第一输出轴至第三输出轴的各个的另一端设有第五齿轮部件，均与上述主输出轴上的冠齿轮相啮合。

2.根据权利要求1所述的机器人控制模块的5轴旋转减速器，其特征在于，上述第一齿轮部件至第五齿轮部件为正齿轮。

3.根据权利要求1所述的机器人控制模块的5轴旋转减速器，其特征在于，上述第一输出部及第二输出部分别与第三输出部至第五输出部互相垂直。

4.根据权利要求1所述的机器人控制模块的5轴旋转减速器，其特征在于，在上述第一输出部至第五输出部的端部形成有结合槽。

5.根据权利要求1所述的机器人控制模块的5轴旋转减速器，其特征在于，在上述第一输出部及第二输出部发生收容限度以上的外力的情况下，因上述弹性离合器而使上述主输出轴与上述第四齿轮部件分离而空转。

6.根据权利要求1所述的机器人控制模块的5轴旋转减速器，其特征在于，还包括用于收容上述外罩的板块。

7.根据权利要求6所述的机器人控制模块的5轴旋转减速器，其特征在于，上述板块还包括以使上述第一输出部至第五输出部突出形成的方式设置的多个贯通孔。