CN107803828B - 一种空间交错轴传动机构及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械传动技术领域，提供一种空间交错轴传动机构及机器人，空间交错轴传动机构包括可旋转的原动件、执行件以及固定原动件与执行件的撑件，支撑件设于原动件与执行件之间，原动件靠近支撑件的端面上设有阿基米德螺旋线轨道，执行件靠近支撑件的端面上设有滑动轴，支撑件上设有贯通的直线型滑槽，滑动轴穿过直线型滑槽伸入阿基米德螺旋线轨道内。本发明中，采用阿基米德螺旋线原理将原动件的旋转运动转化为执行件的直线运动，通过支撑件将原动件与执行件定位固定，以便于可通过支撑件将原动件与执行件的运动应用于各种微机械产品中，上述结构仅利用三个零件即完成复杂的传动过程，方案简单、成本低，占用空间小，实用性强。

Description

一种空间交错轴传动机构及机器人

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，尤其提供一种空间交错轴传动机构及机器人。

背景技术

随着科学技术的不断发展，越来越多的产品及场合上需要用到微小机械。而在微小机械中，微机械传动是不可缺少的组分部分，但是目前空间交错轴传动在微机械传动中却不是很多。现有的空间交错轴传动，如联轴器、万向铰等结构均过于复杂，这样不仅限制了其应用场合，不适用于特别微小的产品系统中，而且这些结构复杂，加工不方便，成本高，也不能保证其传动可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间交错轴传动机构，旨在解决现有技术中空间交错轴传动结构复杂、加工不方便、成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种空间交错轴传动机构，包括可旋转的原动件、执行件以及固定所述原动件与所述执行件的支撑件，所述支撑件设于所述原动件与所述执行件之间，所述原动件靠近所述支撑件的端面上设有阿基米德螺旋线轨道，所述执行件靠近所述支撑件的端面上设有滑动轴，所述支撑件上设有贯通的直线型滑槽，所述滑动轴穿过所述直线型滑槽伸入所述阿基米德螺旋线轨道内。

进一步地，所述原动件设有阿基米德螺旋线轨道的端面与所述支撑件靠近所述原动件的端面之间采用配合球面配合定位。

进一步地，所述原动件远离所述支撑件的端面设有可供外部旋转轴伸入的轴孔，所述原动件设有阿基米德螺旋线轨道的端面与所述支撑件靠近所述原动件的端面之间采用至少两对非同心的配合球面配合定位，两对所述配合球面的球心在所述轴孔的轴线上。

进一步地，其中一对所述配合球面包括设于所述支撑件靠近所述原动件的端面上且内凹的第一球面以及环绕所述阿基米德螺旋线轨道且外凸的第二球面，所述第一球面与所述第二球面贴合定位。

进一步地，另一对所述配合球面包括位于所述第一球面的中心且进一步向内凹陷的第三球面以及设于所述阿基米德螺旋线轨道的中心且外凸的第四球面，所述第三球面与所述第四球面贴合定位。

进一步地，所述执行件包括滑板，所述滑动轴设于所述滑板内侧，所述直线型滑槽沿所述支撑件的中心竖直设置，且所述直线型滑槽的上端具有可供所述滑动轴由上向下滑入安装的开口，所述支撑件靠近所述执行件的端面上设有可供所述滑板向下插入的滑道。

进一步地，所述滑道由对称设置的两列导向块围合而成，各导向块的外端具有向内延伸用于限位所述执行件的弯钩。

进一步地，所述支撑件上且位于所述滑道外侧对称设有用于与外部结构固定连接的安装孔。

进一步地，所述支撑件的所述第一球面上且位于所述直线型滑槽两侧对称设有贯通所述第一球面的多个槽孔。

本发明还提供了一种机器人，其上具有上述的空间交错轴传动机构。

本发明的有益效果：

本发明提供的空间交错轴传动结构中，采用阿基米德螺旋线原理将原动件的旋转运动转化为执行件的直线运动，同时，通过支撑件将原动件与执行件定位固定，以便于可通过支撑件将原动件与执行件的运动应用于各种微机械产品中，上述这种传动结构仅利用三个零件即完成复杂的传动过程，方案简单、成本低，占用空间小，实用性强，将其应用于各种产品中，能大大提升产品的竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的空间交错轴传动结构示意图；

图2为本发明实施例提供的空间交错轴传动结构中将原动件拆下后的分解示意图；

图3为本发明实施例提供的空间交错轴传动结构中将原动件隐藏后的主视图；

图4为本发明实施例提供的空间交错轴传动结构的剖视图；

图5为本发明实施例提供的空间交错轴传动结构与一面板配合时的分解示意图；

图6为本发明实施例提供的空间交错轴传动结构与一面板配合时的另一角度分解示意图；

其中，图中各附图标记：

10—原动件、11—阿基米德螺旋线轨道、12—轴孔、13—第二球面、14—第四球面、20—执行件、21—滑动轴、22—滑板、30—支撑件、31—直线型滑槽、32—第一球面、33—第三球面、34—开口、35—滑道、36—导向块、37—弯钩、38—安装孔、39—槽孔、40—面板、41—安装柱、42—通孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1至图3，本发明实施例提供的空间交错轴传动机构，包括可旋转的原动件10、被原动件10带动的执行件20以及固定原动件10与执行件20的支撑件30。具体地，支撑件30设于原动件10与执行件20之间，原动件10靠近支撑件30的端面上设有阿基米德螺旋线轨道11，执行件20靠近支撑件30的端面上设有滑动轴21，支撑件30上设有贯通的直线型滑槽31，滑动轴21穿过直线型滑槽31伸入阿基米德螺旋线轨道11内。

本发明实施例中，采用阿基米德螺旋线原理将原动件10的旋转运动转化为执行件20的直线运动，同时，通过支撑件30将原动件10与执行件20定位固定，以便于可通过支撑件30将原动件10与执行件20的运动应用于各种微机械产品中，上述这种传动结构仅利用三个零件即完成复杂的传动过程，方案简单、成本低，占用空间小，实用性强，将其应用于各种产品中，能大大提升产品的竞争力。

本实施例中，原动件10设有阿基米德螺旋线轨道11的端面与支撑件30靠近原动件10的端面之间采用配合球面配合定位。在原动件10与支撑件30上均采用球面结构，球面结构在模具制作时能很好地脱模，避免产生倒扣问题。

具体地，结合图4，原动件10整体呈圆盘状，其具有一定的厚度，在原动件10远离支撑件30的端面设有轴孔12，轴孔12可供外部旋转轴如电机的输入轴伸入。支撑件30呈板状结构。原动件10设有阿基米德螺旋线轨道11的端面与支撑件30靠近原动件10的端面之间采用至少两对非同心的配合球面配合定位，两对配合球面的球心在轴孔12的轴线A上。这样，当将外部旋转轴插入轴孔12输入动力时，原动件10绕轴线也即两对配合球面的所在的直线转动，且由于两对配合球面的限制，原动件10仅能绕轴线转动。而由于执行件20的滑动轴21插设于原动件10的阿基米德螺旋线轨道11内，这样，原动件10旋转时，阿基米德螺旋线轨道11不断转动，从而带动执行件20沿直线型滑槽31往返运动。

本实施例中，其中一对配合球面包括设于支撑件30靠近原动件10的端面上的第一球面32以及设于原动件10上且环绕阿基米德螺旋线轨道11的第二球面13，第一球面32向内凹陷，第二球面13向外凸出，第一球面32与第二球面13完全贴合定位。

另一对配合球面包括位于第一球面32的中心的第三球面33以及设于阿基米德螺旋线轨道11中心的第四球面14，第三球面33相对于第一球面32进一步向内凹陷，而第四球面14向外凸出，第三球面33与第四球面14完全贴合定位。

具体地，请再参照图5、图6，本实施例中，执行件20包括滑板22，滑动轴21设于滑板22内侧。直线型滑槽31沿支撑件30的中心竖直设置，且直线型滑槽31的上端具有开口34，而在支撑件30靠近执行件20的端面上设有可供滑板22向下插入的滑道35。这样，在安装执行件20时，滑动轴21自上端开口34由上向下滑入直线型滑槽31内，同时，滑板22向下滑入滑道35内，从而方便、快捷地将执行件20与支撑件30固定连接。

具体地，本实施例中，滑道35由对称设置的两列导向块36围合而成，本实施例中，导向块36为六个，左右各三个，每列导向块36间隔设置。各导向块36的外端即远离支撑件30的端部具有向内延伸的弯钩37，多个弯钩37形成限位结构防止滑板22向外侧移动。

进一步地，支撑件30上且位于滑道35外侧对称设有安装孔38。安装孔38用于将支撑件30与外部结构固定，从而间接将原动件10与执行件20与外部结构固定。本实施例中，由图5、图6，支撑件30通过安装孔38与一面板40固定连接，面板40上对应设有可插入安装孔38内的安装柱41。面板40中心设有通孔，原动件10从通孔42穿过与支撑件30及执行件20固定。

参照图5，本实施例中，支撑件30的第一球面32上且位于直线型滑槽31两侧对称设有贯通第一球面32的多个槽孔39。设置多个槽孔39，便于模具制造时碰穿出模，方便量产加工。

本发明实施例还提供了一种机器人(图中未示出)，其具有上述的空间交错轴传动机构。由于上述传动结构仅利用三个零件即完成复杂的传动过程，方案简单、结构紧凑、传动高效，且成本低，占用空间小，实用性强，将其应用于机器人中，降低了成本，简化内部结构，大大提升机器人的竞争力。当然，本实施例中提供的空间交错轴传动结构不限于应用于机器人，也可以应用于其他产品中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空间交错轴传动机构，其特征在于：包括可旋转的原动件、执行件以及固定所述原动件与所述执行件的支撑件，所述原动件整体呈圆盘状，所述支撑件呈板状结构，所述支撑件设于所述原动件与所述执行件之间，所述原动件靠近所述支撑件的端面上设有阿基米德螺旋线轨道，所述原动件设有阿基米德螺旋线轨道的端面与所述支撑件靠近所述原动件的端面之间采用配合球面配合定位，所述原动件远离所述支撑件的端面设有可供外部旋转轴伸入的轴孔，所述原动件设有阿基米德螺旋线轨道的端面与所述支撑件靠近所述原动件的端面之间采用至少两对非同心的配合球面配合定位，两对所述配合球面的球心在所述轴孔的轴线上；所述执行件靠近所述支撑件的端面上设有滑动轴，所述支撑件上设有贯通的直线型滑槽，所述滑动轴穿过所述直线型滑槽伸入所述阿基米德螺旋线轨道内。

2.根据权利要求1所述的空间交错轴传动机构，其特征在于：其中一对所述配合球面包括设于所述支撑件靠近所述原动件的端面上且内凹的第一球面以及设于所述原动件上并环绕所述阿基米德螺旋线轨道且外凸的第二球面，所述第一球面与所述第二球面贴合定位。

3.根据权利要求2所述的空间交错轴传动机构，其特征在于：另一对所述配合球面包括位于所述第一球面的中心且进一步向内凹陷的第三球面以及设于所述阿基米德螺旋线轨道的中心且外凸的第四球面，所述第三球面与所述第四球面贴合定位。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的空间交错轴传动机构，其特征在于：所述执行件包括滑板，所述滑动轴设于所述滑板内侧，所述直线型滑槽沿所述支撑件的中心竖直设置，且所述直线型滑槽的上端具有可供所述滑动轴由上向下滑入安装的开口，所述支撑件靠近所述执行件的端面上设有可供所述滑板向下插入的滑道。

5.根据权利要求4所述的空间交错轴传动机构，其特征在于：所述滑道由对称设置的两列导向块围合而成，各导向块的外端具有向内延伸用于限位所述执行件的弯钩。

6.根据权利要求4所述的空间交错轴传动机构，其特征在于：所述支撑件上且位于所述滑道外侧对称设有用于与外部结构固定连接的安装孔。

7.根据权利要求2所述的空间交错轴传动机构，其特征在于：所述支撑件的所述第一球面上且位于所述直线型滑槽两侧对称设有贯通所述第一球面的多个槽孔。

8.一种机器人，其特征在于：其上具有如权利要求1至7中任一项所述的空间交错轴传动机构。