CN108131422B - 齿轮传动结构及机械投放器 - Google Patents

Abstract

本发明提供齿轮传动结构及机械投放器，涉及无人机设备领域。涉及齿轮传动结构，包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮在外力作用下进行转动，主动齿轮带动从动齿轮旋转；从动齿轮设置有两组齿结构，两组齿结构相对设置，主动齿轮设置在两组齿结构的中间，分别与两组齿结构齿啮合连接。涉及机械投放器，包括动力输出组件和上述齿轮传动结构，动力输出组件包括驱动电机、蜗轮、蜗杆和输出轴，输出轴的一端与主动齿轮同轴连接，输出轴的另一端与蜗轮同轴连接，驱动电机连接蜗杆，蜗杆与蜗轮齿啮合。采用本发明的技术方案，能够实现机械手的开合，达到抓取物品和投放物品的作用。

Description

齿轮传动结构及机械投放器

技术领域

本发明涉及无人机设备的技术领域，尤其是涉及齿轮传动结构及机械投放器。

背景技术

目前，自动化机械的相关技术是科技先进行业追捧的技术，随着车间的流水线的增多，机械手的使用日益增多，机械手，是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

尤其，在现有的无人机领域中，机械手仍然继续受追捧，机械手在实际应用时，大多数的开合方式都是通过控制器控制气缸的推进和回退，以实现机械手的开合，这种控制方式成本高，随着气缸的持续不断的推进，会导致气缸的推杆极易磨损和毁坏，导致气缸的维修率不断攀升，从而降低了生产效率，增加了维护成本。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种齿轮传动结构，能够具备可靠稳定的齿轮传动的性能，实现机械手的开合，达到抓取物品和投放物品的作用。

本发明提供的一种齿轮传动结构，包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮在外力作用下进行转动，所述主动齿轮带动所述从动齿轮旋转；

所述从动齿轮设置有两组齿结构，两组齿结构相对设置，并且，所述主动齿轮设置在两组齿结构的中间，分别与两组齿结构齿啮合连接。

进一步地，所述从动齿轮包括转动外齿轮和转动内齿轮，所述转动内齿轮与所述转动外齿轮同轴设置。

进一步地，所述转动外齿轮上设置有第一抓取部，所述转动内齿轮上设置有第二抓取部；

所述第一抓取部随所述转动外齿轮的转动而转动；

所述第二抓取部随所述转动内齿轮的转动而转动。

进一步地，所述转动外齿轮上设置有外齿结构，所述转动内齿轮上设置有内齿结构；

所述外齿结构与所述内齿结构之间设置有用于所述转动外齿轮滚动的路径间隙。

进一步地，所述第一抓取部与所述第二抓取部之间形成有用于抓取物件的空间。

进一步地，所述第一抓取部为钩状结构；相对应的，所述第二抓取部钩状结构。

进一步地，所述转动外齿轮的中心设置有转动中心孔，所述转动外齿轮与所述转动内齿轮之间通过所述转动中心孔同轴连接。

进一步地，所述转动内齿轮与所述转动外齿轮同轴连接的位置设置有安装槽。

进一步地，所述从动齿轮包括主侧面和背侧面，所述背侧面上设置有多个空心凹槽，每两个相邻的空心凹槽之间设置有隔板。

本发明的第二目的在于提供一种机械投放器，采用蜗轮蜗杆结构的传动方式，可靠且稳定，并且，蜗轮蜗杆结构具有自锁功能，能承受重物自身重量对传动机构的作用力。

本发明提供的一种机械投放器，包括动力输出组件和上述的齿轮传动组件，所述动力输出组件包括驱动电机、蜗轮、蜗杆和输出轴，所述输出轴的一端与所述主动齿轮同轴连接，所述输出轴的另一端与所述蜗轮同轴连接，所述驱动电机连接所述蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮齿啮合；所述驱动电机通过驱动所述蜗杆转动，带动所述蜗轮转动，所述蜗轮转动带动所述输出轴转动；所述输出轴带动所述主动齿轮转动，进而实现驱动上述的齿轮传动结构进行第一抓取部与第二抓取部的共同抓取动作。

进一步地，所述输出轴安装在所述主动齿轮的中心轴孔处。

进一步地，所述路径间隙为仅有一端封闭的通道，即，所述转动内齿轮的最内端与所述第二抓取部的一端平滑衔接。

进一步地，所述转动内齿轮的整体轮廓为弧形结构。

本发明的有益效果如下：

采用本发明的齿轮传动结构，包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮在外力作用下进行转动，所述主动齿轮带动所述从动齿轮旋转；所述从动齿轮设置有两组齿结构，两组齿结构相对设置，并且，所述主动齿轮设置在两组齿结构的中间，分别与两组齿结构齿啮合连接。采用本技术方案的齿轮传动结构，在同一从动齿轮的主体结构上包括相对设置的两组齿结构，并且，在两组齿结构之间设置有主动齿轮，主动齿轮分别与两组齿结构齿啮合，即实际使用时，主动齿轮能够在两组齿结构之间进行转动，实现从动齿轮上设置有两组齿结构，主动齿轮的转动能够带动从动齿轮的两组齿结构分别转动，并且两组齿结构的转动方向相反，本技术方案的结构简单，使用方便，适用于自动化设备的使用，尤其是应用于机械手的开合的使用。

采用本发明的机械投放器，包括动力输出组件和上述的齿轮传动组件，所述动力输出组件包括驱动电机、蜗轮、蜗杆和输出轴，所述输出轴的一端与所述主动齿轮同轴连接，所述输出轴的另一端与所述蜗轮同轴连接，所述驱动电机连接所述蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮齿啮合；由此可以推出：所述驱动电机通过驱动所述蜗杆转动，带动所述蜗轮转动，所述蜗轮转动带动所述输出轴转动；所述输出轴带动所述主动齿轮转动，进而实现上述齿轮传动结构的运动，实现物件的抓取。采用本技术方案的机械投放器，包括有蜗轮蜗杆式的动力输出组件以及用于实现机械手开合的齿轮传动组件，实际使用时，驱动电机依次带动蜗杆、蜗轮和输出轴转动，又由于输出轴与主动齿轮的中心孔固定安装，从而带动主动齿轮转动，从动齿轮上包括有相对设置的两组齿结构，主动齿轮设置在两组齿结构之间，实际应用时，从动齿轮上设置有转动中心孔，转动中心孔的位置是固定不动的，因此，主动齿轮在固定路径的转动过程中，从动齿轮相对转动中心孔进行旋转，从而实现一定角度的往复旋转，用于机械手时，即机械手能够实现一定角度的开合，达到抓取物品和投放物品的目的。进一步地，蜗轮蜗杆结构传动具备可靠的稳定性能，并且蜗轮蜗杆结构具有自锁功能，能承受重物自身重量对传动机构的作用力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例一或二提供的齿轮传动结构的安装结构示意图；

图2为本发明实施例一或二提供的齿轮传动结构的从动齿轮的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的机械投放器的安装结构示意图一；

图4为本发明实施例三提供的机械投放器的安装结构示意图二；

图5为本发明实施例三提供的机械投放器的动力输出组件的结构示意图。

附图标记：

100－齿轮传动结构；200－动力输出组件；

101－主动齿轮；102－从动齿轮；

1021－转动外齿轮；1022－转动内齿轮；1023－内齿结构；1024－转动中心孔；1025－第一抓取部；1026－第二抓取部；1027－安装槽；

A－背侧面；B－主侧面；

201－驱动电机；202－蜗杆；203－蜗轮；204－输出轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1－图5详细描述本实施例1－3的齿轮传动结构及机械投放器的技术方案。

实施例一

本实施例的具体实施方式如下：

如图1－2所示，本实施例提供齿轮传动结构100，包括主动齿轮101和从动齿轮102，主动齿轮101在外力作用下进行转动，主动齿轮101带动从动齿轮102旋转；从动齿轮102设置有两组齿结构，两组齿结构相对设置，并且，主动齿轮101设置在两组齿结构的中间，分别与两组齿结构齿啮合连接。

需要说明的是，本实施例的从动齿轮102的结构较为新颖，为相对设置的两组齿结构，主动齿轮101设置在两组齿结构之间，还分别啮合，两组齿结构之间设置有用于主动齿轮101转动的路径，根据实际旋转需要，可以设定不同尺寸的路径；实际转动时，主动齿轮101为优先旋转，当主动齿轮101转动时，从动齿轮102跟随旋转。

采用本实施例的齿轮传动的结构，相当于在主动齿轮101外设置有两组从动齿轮102的功效，本实施例的唯一的从动齿轮102围绕转动中心轴反向转动，实现机械手的开合，达到抓取物品和投放物品的目的。

实施例二

如图1－2所示，本实施例提供的齿轮传动结构100，包括上述实施例一的全部技术特征，还包括如下特征：

本实施例的可选技术方案为，从动齿轮102包括转动外齿轮1021和转动内齿轮1022，转动内齿轮1022与转动外齿轮1021同轴设置。

本实施例的可选技术方案为，转动外齿轮1021上设置有第一抓取部1025，转动内齿轮1022上设置有第二抓取部1026；第一抓取部1025随转动外齿轮1021的转动而转动；第二抓取部1026随转动内齿轮1022的转动而转动。

需要说明的是，本实施例的齿轮传动结构100主要是通过转动外齿轮1021、转动内齿轮1022和主动齿轮101的共同作用下，分别带动第一抓取部1025和第二抓取部1026进行物件的抓取。

本实施例的可选技术方案为，转动外齿轮1021上设置有外齿结构，转动内齿轮1022上设置有内齿结构1023；外齿结构与内齿结构1023之间设置有用于转动外齿轮1021滚动的路径间隙。

需要说明的是，根据实际需要，上述的路径间隙为主动齿轮101与从动齿轮102实现齿啮合的路径通道，内齿结构1023与外齿结构之间的距离为主动齿轮101的最外缘之间的直径尺寸，根据实际生产可以进行调整，包括转动外齿轮1021的齿轮半径也可以进行调整，转动外齿轮1021的齿轮半径的调整会影响机械手的开合角度。

本实施例的可选技术方案为，第一抓取部1025与第二抓取部1026之间形成有用于抓取物件的空间。

本实施例的可选技术方案为，第一抓取部1025为钩状结构；相对应的，第二抓取部1026钩状结构。

需要说明的是，本实施例的第一抓取部1025与第二抓取部1026均设置有固定端和活动端，其中，第一抓取部1025的固定端与转动外齿轮1021顺畅衔接，第二抓取部1026的固定端与转动内齿轮1022顺畅衔接，第一抓取部1025的活动端与第二抓取部1026的活动端能够相对闭合或打开，但不仅限于上述的钩状结构，只要第一抓取部1025与第二抓取部1026之间能够通过转动实现物件的抓取即可。

本实施例的可选技术方案为，转动外齿轮1021的中心设置有转动中心孔1024，转动外齿轮1021与转动内齿轮1022之间通过转动中心孔1024同轴连接。

需要说明的是，实际应用时，外部动力轴与上述的转动中心孔1024固定安装，从而带动主动齿轮101转动，能够快速将动能传递到第一抓取部1025和第二抓取部1026。

本实施例的可选技术方案为，转动内齿轮1022与转动外齿轮1021同轴连接的位置设置有安装槽1027。

需要说明的是，由于机械手的结构的不同，为了实现转动外齿轮1021与转动内齿轮1022的连接稳固，如图2所示，在转动外齿轮1021与转动内齿轮1022之间连接的位置设置有安装槽1027，本实施例的优选方案为设置有一个安装槽1027，但不仅限于这一种，还可以设置有两个或多个安装槽1027，安装槽1027的结构可以是方形槽或圆形槽或锥形槽，根据实际需要进行设定即可。

本实施例的可选技术方案为，从动齿轮102包括主侧面B和背侧面A，背侧面A上设置有多个空心凹槽，每两个相邻的空心凹槽之间设置有隔板。

需要说明的是，为了减少齿轮传动结构100的自重压力，在从动齿轮102的背侧面A设置有多个空心凹槽，为自身重力减负的同时，还能减少动能传递的损失，提高动能的利用率。

本实施例的可选技术方案为，如图2所示，转动内齿轮1022为环状结构。

本实施例的可选技术方案为，转动内齿轮1022与转动外齿轮1021同轴设置。

需要说明的是，为了保证机械手转动的相对平稳，使转动内齿轮1022与转动外齿轮1021的轮子同轴设置，也能确保主动齿轮101的路径通道的稳定性，避免转动时出现错位的现象。

采用本实施例的齿轮传动结构100，包括主动齿轮101和从动齿轮102，主动齿轮101在外力作用下进行转动，主动齿轮101带动从动齿轮102旋转；从动齿轮102设置有两组齿结构，两组齿结构相对设置，并且，主动齿轮101设置在两组齿结构的中间，分别与两组齿结构齿啮合连接。采用本技术方案的齿轮传动结构100，在同一从动齿轮102的主体结构上包括相对设置的两组齿结构，并且，在两组齿结构之间设置有主动齿轮101，主动齿轮101分别与两组齿结构齿啮合，即实际使用时，主动齿轮101能够在两组齿结构之间进行转动，实现从动齿轮102整体结构的转动，进而带动第一抓取部1025和第二抓取部1026的转动，实现两个抓取部的打开和闭合。本实施例的技术方案结构简单，使用方便，适用于自动化设备的使用，尤其是应用于机械手的开合的使用。

实施例三

如图1－5所示，本实施例提供了一种机械投放器，包括动力输出组件200和上述实施例二的齿轮传动结构，动力输出组件200包括驱动电机201、蜗轮203、蜗杆202和输出轴204，输出轴204的一端与主动齿轮101同轴连接，输出轴204的另一端与蜗轮203同轴连接，驱动电机201连接蜗杆202，蜗杆202与蜗轮203齿啮合；驱动电机201通过驱动蜗杆202转动，带动蜗轮203转动，蜗轮203转动带动输出轴204转动；输出轴204带动主动齿轮101转动，进而实现驱动上述的齿轮传动结构100进行第一抓取部1025与第二抓取部1026的共同抓取动作。

需要说明的是，本实施例的机械投放器，如图3所示，动力输出组件200设置在从动齿轮102的背侧面A的一侧，即，输出轴204与主动齿轮101固定安装，驱动电机201的电能转换成蜗杆202的动能，蜗杆202的动能通过蜗轮203的转动传递给输出轴204，输出轴204在转动过程中将动能传递给主动齿轮101，主动齿轮101转动将动能传递给从动齿轮102的旋转动能及势能，进而将动能传递至第一抓取部1025和第二抓取部1026，从而实现机械手的开合。

本实施例的可选方案为，输出轴204安装在主动齿轮101的中心轴孔处，以确保输出轴204与主动齿轮101同轴连接。

本实施例的可选方案为，路径间隙为仅有一端封闭的通道，即，转动内齿轮1022的最内端与第二抓取部1026的一端平滑衔接。

具体的，路径间隙为仅有一端封闭的通道，即：第一抓取部1025连接转动外齿轮1021，第二抓取部1026连接转动内齿轮1022，如图2所示，在外齿结构与内齿结构1023之间的部分即为路径间隙。

具体的，转动内齿轮1022的整体轮廓为弧形结构。

需要说明的是，本实施例的转动内齿轮1022的弧形结构是为适应抓取功能，并且适应与主动齿轮101进行两侧齿啮合连接。

采用本实施例的机械投放器，包括动力输出组件200和上述的齿轮传动结构，动力输出组件200包括驱动电机201、蜗轮203、蜗杆202和输出轴204，驱动电机201通过驱动蜗杆202转动，带动蜗轮203转动，蜗轮203转动带动输出轴204和连接轴转动；输出轴204带动主动齿轮101转动。采用本技术方案的机械投放器，包括有蜗轮203及蜗杆202的动力输出组件200以及用于实现机械手开合的齿轮传动结构，实际使用时，驱动电机201依次带动蜗杆202、蜗轮203和输出轴204转动，又由于输出轴204与主动齿轮101的中心孔固定安装，从而带动主动齿轮101转动，从动齿轮102上包括有相对设置的两组齿结构，主动齿轮101设置在两组齿结构之间，实际应用时，从动齿轮102上设置有转动中心孔1024，转动中心孔1024是固定不动的，因此，主动齿轮101在路径间隙的转动过程中，从动齿轮102相对转动中心孔1024进行旋转，即，第一抓取部1025和第二抓取部1026进行相对打开或相对闭合的动作，第一抓取部1025或第二抓取部1026可以进行一定角度的往复转动，从而实现类似机械手的开合动作，达到抓取物品和投放物品的目的。进一步地，蜗轮203蜗杆202式结构传动具备可靠的稳定性能，并且蜗轮203蜗杆202结构具有自锁功能，能承受重物自身重量对传动机构的作用力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种齿轮传动结构，其特征在于，包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮在外力作用下进行转动，所述主动齿轮带动所述从动齿轮旋转；

所述从动齿轮设置有两组齿结构，两组齿结构相对设置，并且，所述主动齿轮设置在两组齿结构的中间，分别与两组齿结构齿啮合连接。

2.根据权利要求1所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述从动齿轮包括转动外齿轮和转动内齿轮，所述转动内齿轮与所述转动外齿轮同轴设置。

3.根据权利要求2所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述转动外齿轮上设置有第一抓取部，所述转动内齿轮上设置有第二抓取部；

所述第一抓取部随所述转动外齿轮的转动而转动；

所述第二抓取部随所述转动内齿轮的转动而转动。

4.根据权利要求2所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述转动外齿轮上设置有外齿结构，所述转动内齿轮上设置有内齿结构；

所述外齿结构与所述内齿结构之间设置有用于所述转动外齿轮滚动的路径间隙。

5.根据权利要求3所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述第一抓取部与所述第二抓取部之间形成有用于抓取物件的空间。

6.根据权利要求5所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述第一抓取部为钩状结构；相对应的，所述第二抓取部钩状结构。

7.根据权利要求2所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述转动外齿轮的中心设置有转动中心孔，所述转动外齿轮与所述转动内齿轮之间通过所述转动中心孔同轴连接。

8.根据权利要求2所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述转动内齿轮与所述转动外齿轮同轴连接的位置设置有安装槽。

9.根据权利要求2－8任一项所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述从动齿轮包括主侧面和背侧面，所述背侧面上设置有多个空心凹槽，每两个相邻的空心凹槽之间设置有隔板。

10.一种机械投放器，其特征在于，包括动力输出组件和上述权利要求9所述的齿轮传动结构，所述动力输出组件包括驱动电机、蜗轮、蜗杆和输出轴；

所述输出轴的一端与所述主动齿轮同轴连接，所述输出轴的另一端与所述蜗轮同轴连接，所述驱动电机连接所述蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮齿啮合。

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