CN108454727A - 反向同步机构及机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种反向同步机构及机器人，包括基板、设置在基板上的驱动轮、一对从动轮和至少一个导向张紧轮，所述驱动轮、一对从动轮和导向张紧轮之间借助双面齿同步带联接；所述驱动轮借助双面齿同步带带动一对从动轮以相同的速度和相反的方向旋转，所述基板上设有导向张紧轮位置调整结构。与现有技术相比，不仅能确保驱动轮将电机输出的大扭矩传递给两个从动轮，保证俩从动轮的转动速度相同方向相反，并且能保证安装方便、兼容安装空间布局。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域，特别是涉及应用于机器人的反向同步机构。
背景技术
在需要实现驱动轮输出大力矩带动两个从动轮转动速度相同方向相反的应用中，比如使用一对高速旋转的陀螺来保证平衡的机器人应用中，需要通过反向同步机构顺利将电机输出大力矩至从动轮，并降低打滑风险。应用齿轮传动的传递大力矩反向同步机构，存在齿隙，如果需要保证两个从动轮转动速度相同方向相反，加工精度和装配精度要求高，成本贵。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种加工精度和装配精度要求不高的反向同步机构及机器人。
本发明解决所述技术问题所采用的技术方案为：
设计一种反向同步机构，包括基板、设置在基板上的驱动轮、一对从动轮和至少一个导向张紧轮，所述驱动轮、一对从动轮和导向张紧轮之间借助双面齿同步带联接；所述驱动轮借助双面齿同步带带动一对从动轮以相同的速度和相反的方向旋转，所述基板上设有导向张紧轮位置调整结构。
进一步地：
所述双面齿同步带对所述驱动轮和从动轮的包覆圆心角大于等于180度。
包括两个导向张紧轮，所述驱动轮位于第一从动轮和第二从动轮之间，第一张紧轮和第二张紧轮分别设置在第二从动轮的外上方和外下方，其中，第一导向张紧轮的安装位置能横向调整。
所述驱动轮位于一从动轮的外上方，导向张紧轮位于该从动轮的外下方，该导向张紧轮的安装位置能横向调整。
还包括安装位置纵向可调整的导向张紧轮，该导向张紧轮位于一对从动轮之间更靠近于另一从动轮的位置。
所述驱动轮位于第一从动轮和第二从动轮之间，并设置有两个导向张紧轮，第一张紧轮和第二张紧轮分别设置在一从动轮的外上方和外下方，其中，第一张紧轮的安装位置可以横向调整，第二张紧轮的安装位置可纵向调整。
还包括一安装位置纵向可调的导向张紧轮，该导向张紧轮位于第一从动轮和第二从动轮之间更靠近于第一从动轮的位置。
设计一种机器人，包括上述反向同步机构、至少一对陀螺和用于控制陀螺偏摆的偏摆电机，所述偏摆电机与所述反向同步机构的驱动轮连接，一对陀螺分别连接第一从动轮和第二从动轮，所述驱动轮通过双面齿同步带动第一从动轮和第二从动轮以相同的速度和相反的方向旋转，进而带动一对陀螺以相同的速度和相反的方向偏转。
所述反向同步机构的支架上设置有油压缓冲组件。
所述反向同步机构的支架上设置有用于感应所述陀螺偏转角度的位置感应器。
与现有技术相比，本发明中，具有双面齿同步带和安装位置可调整的导向张紧轮，不仅能确保驱动轮将电机输出的大扭矩传递给两个从动轮，保证俩从动轮的转动速度相同方向相反，并且能保证安装方便、兼容安装空间布局。
对于具有所述反向同步机构的机器人，能确保驱动轮将偏转电机输出的大扭矩传递给两个从动轮，保证与俩从动轮连接的陀螺转动速度相同方向相反，并且能保证陀螺和偏转电机等部件安装方便、能机动适配安装空间。
附图说明
图1是具有反向同步机构的机器人结构示意图。
图2是本发明反向同步机构第一种实施例的分解结构示意图；
图3是所述反向同步机构的第一种实施例的布局示意图；
图4是所述反向同步机构的第二种实施例的布局示意图；
图5是所述反向同步机构的第三种实施例的布局示意图；
图6是所述反向同步机构的第四种实施例的布局示意图；
图7是所述反向同步机构的第五种实施例的布局示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。
一种反向同步机构，如图2至图7所示，包括基板、设置在基板上的驱动轮21、一对从动轮和至少一个导向张紧轮，所述驱动轮21、一对从动轮和导向张紧轮之间借助双面齿同步带联接；所述驱动轮21借助双面齿同步带带动一对从动轮以相同的速度和相反的方向旋转，所述基板上设有导向张紧轮位置调整结构。
反向同步机构20中的驱动轮、从动轮以及导向张紧轮的具体位置布局在保证驱动轮21能通过双面齿同步带25带动第一从动轮22和第二从动轮23以相同的速度和相反的方向旋转这一功能以外，主要是确保同步带对驱动轮和从动轮的包覆面尽量大，确保偏转电机输出的大扭矩能顺利传递，降低同步带的打滑风险。为了进一步降低打滑风险，同步带对驱动轮和从动轮的包覆面大于等于180圆心角。另外，驱动轮、从动轮以及导向张紧轮的具体位置布局兼顾安装空间限制、装配维修方便性以及导向张紧轮的调整方便性等。
反向同步机构的布局第一实施例如图2和图3所示，驱动轮21位于第一从动轮22和第二从动轮23之间，设置有两个导向张紧轮，第一张紧轮26和第二张紧轮27分别设置在第二从动轮23的右上方和右下方。其中，第一导向张紧轮26除了具有改变同步带走向和张紧同步带的作用之外，还具有位置调整结构261，可横向调整。
反向同步机构的布局第二实施例如图4所示，驱动轮21位于第二从动轮23的左上方，设置一个导向张紧轮26，位于第二从动轮23的右下方，可横向调整，图中箭头表示调整方向。该实施例的结构简单紧凑，但偏转电机布置相对受到限制，重量分布偏向第二从动轮一侧。
反向同步机构的布局第三实施例如图5所示，在第二实施例的基础上增加了一安装位置纵向可调的导向张紧轮28，图中箭头表示调整方向，该导向张紧轮28位于第一从动轮22和第二从动轮23之间更靠近于第一从动轮22的位置。该实施例的机构结构简单，同步带的张紧更容易调整，但同样偏转电机布置相对受到限制，重量分布不均。
反向同步机构的布局第四实施例如图6所示，驱动轮21位于第一从动轮22和第二从动轮23之间，设置有两个导向张紧轮，第一张紧轮26和第二张紧轮27分别设置在第二从动轮23的右上方和右下方。其中，第一张紧轮26的位置可以横向调整，第二张紧轮27的位置可纵向调整，图中箭头表示调整方向。
反向同步机构的布局第五实施例如图7所示，在第四实施例的基础上增加了一安装位置纵向可调的导向张紧轮28，图中箭头表示调整方向，该导向张紧轮28位于第一从动轮22和第二从动轮23之间更靠近于第一从动轮22的位置。
如图1所示，一种机器人包括一对高速旋转的陀螺10、用于保证一对陀螺的偏摆速度相同和偏摆方向相反的如上所述的任一种反向同步机构20、用于主动控制陀螺偏摆的偏摆电机、至少用于感知或检测路况的头部40和车轮50。其中，如图2和图3所示，反向同步机构20包括连接偏转电机的驱动轮21、分别连接陀螺10的第一从动轮22和第二从动轮23，以及至少一个导向张紧轮，所述驱动轮21、第一从动轮22、第二从动轮23和导向张紧轮之间借助双面齿同步带25联接。工作时，驱动轮21通过双面齿同步带25和导向张紧轮带动第一从动轮22和第二从动轮23以相同的速度和相反的方向旋转，进而第一从动轮22和第二从动轮23分别带动各自联接的陀螺旋转，实现一对陀螺的偏摆速度相同和偏摆方向相反。
所述反向同步机构的支架24上设置有油压缓冲组件29，以便对陀螺实现姿态限位和减速缓冲，提供突发机械故障等情况下的安全保护。
所述反向同步机构的支架上还设置有用于感应所述陀螺偏转角度的位置感应器，以便对陀螺进行姿态校准等。
应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，其部分细节可通过相应设计变更以其它的形式来实现。对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种反向同步机构，其特征在于：包括基板、设置在基板上的驱动轮、一对从动轮和至少一个导向张紧轮，所述驱动轮、一对从动轮和导向张紧轮之间借助双面齿同步带联接；所述驱动轮借助双面齿同步带带动一对从动轮以相同的速度和相反的方向旋转，所述基板上设有导向张紧轮位置调整结构。
2.根据权利要求1的反向同步机构，其特征在于：所述双面齿同步带对所述驱动轮和从动轮的包覆圆心角大于等于180度。
3.根据权利要求1的反向同步机构，其特征在于：包括两个导向张紧轮，所述驱动轮位于第一从动轮和第二从动轮之间，第一张紧轮和第二张紧轮分别设置在第二从动轮的外上方和外下方，其中，第一导向张紧轮的安装位置能横向调整。
4.根据权利要求1的反向同步机构，其特征在于：所述驱动轮位于一从动轮的外上方，导向张紧轮位于该从动轮的外下方，该导向张紧轮的安装位置能横向调整。
5.根据权利要求4的反向同步机构，其特征在于：还包括安装位置纵向可调整的导向张紧轮，该导向张紧轮位于一对从动轮之间更靠近于另一从动轮的位置。
6.根据权利要求1的反向同步机构，其特征在于：所述驱动轮位于第一从动轮和第二从动轮之间，并设置有两个导向张紧轮，第一张紧轮和第二张紧轮分别设置在一从动轮的外上方和外下方，其中，第一张紧轮的安装位置可以横向调整，第二张紧轮的安装位置可纵向调整。
7.根据权利要求6的反向同步机构，其特征在于：还包括一安装位置纵向可调的导向张紧轮，该导向张紧轮位于第一从动轮和第二从动轮之间更靠近于第一从动轮的位置。
8.一种机器人，其特征在于：包括如权利要求1至7中任一项所述的反向同步机构、至少一对陀螺和用于控制陀螺偏摆的偏摆电机，所述偏摆电机与所述反向同步机构的驱动轮连接，一对陀螺分别连接第一从动轮和第二从动轮，所述驱动轮通过双面齿同步带动第一从动轮和第二从动轮以相同的速度和相反的方向旋转，进而带动一对陀螺以相同的速度和相反的方向偏转。
9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于：所述反向同步机构的支架上设置有油压缓冲组件。
10.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于：所述反向同步机构的支架上设置有用于感应所述陀螺偏转角度的位置感应器。
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