CN111467811A - 变形齿轮及使用所述变形齿轮的变形齿轮传动组 - Google Patents

Abstract

一种变形齿轮及使用所述变形齿轮的变形齿轮传动组，变形齿轮包含包括数个第一轮齿并界定出具有第一节径的第一节圆的小齿轮部、数个第二轮齿并界定出第二节径的第二节圆的大齿轮部，及两个变速齿轮部。每一变速齿轮部具有n个变速轮齿，并可界定出n个分别对应于变速轮齿的第三节圆，n为大于1的整数，每一第三节圆具有第三节径，第1个变速轮齿与小齿轮部连接，对应于第1个变速轮齿的第三节圆的第三节径大于第一节径，第n个变速轮齿与大齿轮部连接，对应于第n个变速轮齿的第三节圆的第三节径小于第二节径，对应于第n个变速轮齿的第三节圆的第三节径大于对应于第n‑1个变速轮齿的第三节圆的第三节径。借此降低制造成本，且转速切换时动作顺畅。

Description

变形齿轮及使用所述变形齿轮的变形齿轮传动组

技术领域

本发明涉及一种齿轮，特别是涉及一种变形齿轮及使用所述变形齿轮的变形齿轮传动组。

背景技术

如图1、2所所示，现有一种运用于可独立行进的四足步行机构(中国台湾发明专利第I245661号)的变速齿轮组1包含一主动齿轮2，及一与该主动齿轮2啮合的从动齿轮3，该主动齿轮2具有一高速段201，及一低速段202，该从动齿轮3具有一高速段301，及一低速段302。

该主动齿轮2以一固定转速转动，如图1所示，当该主动齿轮2的低速段202与该从动齿轮3的高速段301啮合时，因齿数比的关系，该从动齿轮3会产生一大于该固定转速的高速转速，相反地，如图2所示，当该主动齿轮2的高速段201与该从动齿轮3的低速段302啮合时，因齿数比的关系，该从动齿轮3则会产生一小于该固定转速的低速转速，如此，该四足步行机构利用四组变速齿轮组1分别带动其左前脚、右前脚、左后脚与右后脚的四组八连杆组，即可使该四足步行机构向前步行，然而，在实际制造与使用时，此种变速齿轮组1却具有以下的缺失：

一、该高速段201与该高速段301的齿数不同，该低速段202与该低速段302的齿数不同，该主动齿轮2与该从动齿轮3并非同形齿轮，因此，该主动齿轮2与该从动齿轮3必须分别开模制造，会增加制造成本。

二、当该主动齿轮2以该固定转速驱动该从动齿轮3时，该从动齿轮3会从该高速转速瞬间直接跳到该低速转速，或从从该低速转速瞬间直接跳到该高速转速，由于该从动齿轮3并无法在该高速转速与该低速转速之间产生渐进式的转速转换，因此，该从动齿轮3会在转速切换时产生动作不顺畅，甚至于停顿的情形，而影响该四足步行机构的步行效果。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种能够克服先前技术的至少一个缺点的变形齿轮。

本发明的变形齿轮，包含小齿轮部、大齿轮部，及两个变速齿轮部。

所述小齿轮部包括数个互相间隔设置的第一轮齿，所述小齿轮部能界定出具有第一节径的第一节圆。

所述大齿轮部相对于所述小齿轮部，并包括数个互相间隔设置的第二轮齿，所述大齿轮部能界定出具有第二节径的第二节圆，所述第二节径大于所述第一节径。

所述变速齿轮部分别连接于所述小齿轮部的两端与所述大齿轮部的两端之间，并互相对称，每一变速齿轮部具有n个互相间隔设置的变速轮齿，并能界定出n个分别对应于所述变速轮齿的第三节圆，n为大于1的整数，每一第三节圆具有第三节径，第1个变速轮齿与所述小齿轮部连接，对应于所述第1个变速轮齿的第三节圆的第三节径大于所述第一节径，第n个变速轮齿与所述大齿轮部连接，对应于所述第n个变速轮齿的第三节圆的第三节径小于所述第二节径，对应于所述第n个变速轮齿的第三节圆的第三节径大于对应于第n-1个变速轮齿的第三节圆的第三节径。

本发明的变形齿轮，n为2，每一变速齿轮部具有两个变速轮齿，并能界定出两个分别对应于所述变速轮齿的第三节圆。

本发明的变形齿轮，所述小齿轮部包括六个互相间隔设置的第一轮齿，所述大齿轮部包括七个互相间隔设置的第二轮齿。

本发明的变形齿轮，所述小齿轮部的模数为1，所述大齿轮部的模数为1，每一变速齿轮部的模数为1。

本发明的另一目的在于提供一种能够克服先前技术的至少一个缺点的变形齿轮传动组。

本发明变形齿轮传动组，包含两个变形齿轮。

所述变形齿轮互相啮合，每一变形齿轮包括小齿轮部、大齿轮部，及两个变速齿轮部，所述小齿轮部包括数个互相间隔设置的第一轮齿，所述小齿轮部能界定出具有第一节径的第一节圆，所述大齿轮部相对于所述小齿轮部，并包括数个互相间隔设置的第二轮齿，所述大齿轮部能界定出具有第二节径的第二节圆，所述第二节径大于所述第一节径，所述变速齿轮部分别连接于所述小齿轮部的两端与所述大齿轮部的两端之间，并互相对称，每一变速齿轮部具有n个互相间隔设置的变速轮齿，并能界定出n个分别对应于所述变速轮齿的第三节圆，n为大于1的整数，每一第三节圆具有第三节径，第1个变速轮齿与所述小齿轮部连接，对应于所述第1个变速轮齿的第三节圆的第三节径大于所述第一节径，第n个变速轮齿与所述大齿轮部连接，对应于所述第n个变速轮齿的第三节圆的第三节径小于所述第二节径，对应于所述第n个变速轮齿的第三节圆的第三节径大于对应于第n-1个变速轮齿的第三节圆的第三节径，其中，所述变形齿轮的其中一者以输入转速转动，当所述变形齿轮的其中一者的小齿轮部与所述变形齿轮的另一者的大齿轮部互相啮合时，所述变形齿轮的另一者产生小于所述输入转速的最小输出转速，当所述变形齿轮的其中一者的大齿轮部与所述变形齿轮的另一者的小齿轮部互相啮合时，所述变形齿轮的另一者产生大于所述输入转速的最大输出转速，当所述变形齿轮的其中一者的其中一变速齿轮部与所述变形齿轮的另一者的相对应的其中一变速齿轮部互相啮合时，所述变形齿轮的另一者产生大于所述最小输出转速并小于所述最大输出转速的变速输出转速。

本发明的变形齿轮传动组，n为2，每一变速齿轮部具有两个变速轮齿，并能界定出两个分别对应于所述变速轮齿的第三节圆。

本发明的变形齿轮传动组，所述小齿轮部包括六个互相间隔设置的第一轮齿，所述大齿轮部包括七个互相间隔设置的第二轮齿。

本发明的变形齿轮传动组，所述小齿轮部的模数为1，所述大齿轮部的模数为1，每一变速齿轮部的模数为1。

本发明的有益效果在于：所述变形齿轮传动组的两个变形齿轮齿形构造完全相同，为同形齿轮，不须分别开模制造，可有效降低制造成本，而且，当所述变形齿轮的其中一者以所述输入转速驱动所述变形齿轮的另一者时，所述变形齿轮利用所述变速齿轮部的设计，可使所述变形齿轮的另一者在所述最小输出转速与所述最大输出转速之间渐进式地转换转速，而使所述变形齿轮的另一者在转速切换时的动作顺畅不致于停顿。

附图说明

图1是现有一种运用于可独立行进的四足步行机构的变速齿轮组的传动示意图；

图2是一类似于图1的视图，说明该变速齿轮组的传动；

图3是本发明的变形齿轮传动组的一实施例的一变形齿轮的一立体图；

图4是该变形齿轮的一平面图；

图5A～图5D是该实施例的一传动示意图；

图6A～图6D是该实施例的另一传动示意图；

图7是一安装有该实施例的一仿生积木模型的一立体图；

图8是图7的一侧视图；

图9是图7的一前视图；

图10是沿着图9中的线Ⅹ-Ⅹ所截取的一剖视图；

图11是沿着图9中的线ⅩⅠ-ⅩⅠ所截取的一剖视图；

图12是沿着图9中的线ⅩⅡ-ⅩⅡ所截取的一剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参阅图3、4、5A，为本发明变形齿轮传动组100的一实施例，该变形齿轮传动组100包含两个变形齿轮10Ⅰ、10Ⅱ，在本实施例中，所述变形齿轮10Ⅰ、10Ⅱ的齿形构造完全相同。

所述变形齿轮10Ⅰ、10Ⅱ互相啮合，每一变形齿轮10Ⅰ、10Ⅱ包括一小齿轮部11、一大齿轮部12，及两个变速齿轮部13Ⅰ、13Ⅱ。

该小齿轮部11可界定出一具有一第一节径D1的第一节圆C1。在本实施例中，该小齿轮部11包括六个互相间隔设置的第一轮齿111，该小齿轮部11的模数(Module)为1，较佳地，该第一节径D1为14mm。要注意的是，在本实施例的其他变化例中，所述第一轮齿111的数目也可为少于六个或多于六个。

此外，要说明的是，在本实施例中，该小齿轮部11是取自于一齿数(Number ofteeth)为14的假想齿轮(图未示)，因此，后面的说明内容在进行有关于该小齿轮部11的转速运算时，将以齿数14作为代表。

该大齿轮部12相对于该小齿轮部11，并可界定出一具有一第二节径D2的第二节圆C2，该第二节径D2大于该第一节径D1。在本实施例中，该大齿轮部12括七个互相间隔设置的第二轮齿121，该大齿轮部12的模数(Module)为1，较佳地。该第二节径D2为26mm。要注意的是，在本实施例的其他变化例中，所述第二轮齿121的数目也可为少于七个或多于七个。

此外，要说明的是，在本实施例中，该大齿轮部12是取自于一齿数(Number ofteeth)为26的假想齿轮(图未示)，因此，后面的说明内容在进行有关于该大齿轮部12的转速运算时，将以齿数26作为代表。

所述变速齿轮部13Ⅰ、13Ⅱ分别连接于该小齿轮部11的两端与该大齿轮部12的两端之间，并互相对称。在本实施例中，每一变速齿轮部13Ⅰ、13Ⅱ具有两个个互相间隔设置的变速轮齿131、132，并可界定出两个个分别对应于所述变速轮齿131、132的第三节圆C3、C4，该第三节圆C3具有一第三节径D3，该第三节圆C4具有一第三节径D4，每一变速齿轮部13Ⅰ、13Ⅱ的模数(Module)为1。要注意的是，在本实施例的其他变化例中，所述变速轮齿131、132的数目也可为多于两个。

在本实施例中，该变速轮齿131与该小齿轮部11连接，对应于该变速轮齿131的第三节圆C3的第三节径D3大于该第一节径D1，该变速轮齿132与该大齿轮部12连接，对应于该变速轮齿132的第三节圆C4的第三节径D4小于该第二节径D2，对应于该变速轮齿132的第三节圆C4的第三节径D4大于对应于该变速轮齿131的第三节圆C3的第三节径D3，较佳地，该第三节径D3为17mm，该第三节径D4为23mm。

此外，要说明的是，在本实施例中，该变速轮齿131是取自于一齿数(Number ofteeth)为17的假想齿轮(图未示)，因此，后面的说明内容在进行有关于该变速轮齿131的转速运算时，将以齿数17作为代表，该变速轮齿132是取自于一齿数(Number of teeth)为23的假想齿轮(图未示)，因此，后面的说明内容在进行有关于该变速轮齿132的转速运算时，将以齿数23作为代表。

以下透过图5A～图5D说明，该变形齿轮10Ⅰ以一输入转速ω0转动，而驱使该变形齿轮10Ⅱ由低速转速转换至高速转速的驱动过程：

首先，如图5A所示，当该变形齿轮10Ⅰ的小齿轮部11与该变形齿轮10Ⅱ的大齿轮部12互相啮合时，该变形齿轮10Ⅱ会产生一小于该输入转速ω0的最小输出转速ω1，由转速比公式换算可知，该最小输出转速ω1＝14/26ω0。

接着，如图5B所示，当该变形齿轮10Ⅰ的变速齿轮部13Ⅰ的变速轮齿131与该变形齿轮10Ⅱ的大齿轮部12互相啮合时，该变形齿轮10Ⅱ会产生一大于该最小输出转速ω1的变速输出转速ω2，由转速比公式换算可知，该变速输出转速ω2＝17/26ω0。

接着，如图5C所示，当该变形齿轮10Ⅰ的变速齿轮部13Ⅰ的变速轮齿132与该变形齿轮10Ⅱ的相对应的变速齿轮部13Ⅰ的变速轮齿132互相啮合时，该变形齿轮10Ⅱ产生一大于该变速输出转速ω2的变速输出转速ω3，由转速比公式换算可知，该变速输出转速ω3＝23/23ω0。

最后，如图5D所示，当该变形齿轮10Ⅰ的大齿轮部12与该变形齿轮10Ⅱ的小齿轮部11互相啮合时，该变形齿轮Ⅱ产生一大于该输入转速ω0与该变速输出转速ω3的最大输出转速ω4，由转速比公式换算可知，该最大输出转速ω4＝26/14ω0。

其中，该变形齿轮10Ⅱ的变速输出转速ω2、ω3均是大于该最小输出转速ω1并小于该最大输出转速ω4。

由上述可知，在该变形齿轮10Ⅰ以该输入转速ω0驱使该变形齿轮10Ⅱ由低速转速转换至高速转速的过程中，该变形齿轮10Ⅱ会渐进式地转换转速，即，该最小输出转速ω1(14/26ω0)→该变速输出转速ω2(17/26ω0)→该变速输出转速ω3(23/23ω0)→该最大输出转速ω4(26/14ω0)。

以下透过图6A～图6D说明，该变形齿轮10Ⅰ以该输入转速ω0转动，而驱使该变形齿轮10Ⅱ由高速转速转换至低速转速的驱动过过程：

首先，如图6A所示，当该变形齿轮10Ⅰ的大齿轮部12与该变形齿轮10Ⅱ的小齿轮部11互相啮合时，该变形齿轮Ⅱ产生大于该输入转速ω0的该最大输出转速ω4，由转速比公式换算可知，该最大输出转速ω4＝26/14ω0。

接着，如图6B所示，当该变形齿轮10Ⅰ的变速齿轮部13Ⅱ的变速轮齿132与该变形齿轮10Ⅱ的相对应的变速齿轮部13Ⅱ的变速轮齿131互相啮合时，该变形齿轮10Ⅱ产生一小于该最大输出转速ω4的变速输出转速ω5，由转速比公式换算可知，该变速输出转速ω5＝23/17ω0。

接着，如图6C所示，当该变形齿轮10Ⅰ的变速齿轮部13Ⅱ的变速轮齿131与该变形齿轮10Ⅱ的相对应的变速齿轮部13Ⅱ的变速轮齿132互相啮合时，该变形齿轮10Ⅱ产生一小于该变速输出转速ω5的变速输出转速ω6，由转速比公式换算可知，该变速输出转速ω6＝17/23ω0。

最后，如图6D所示，当该变形齿轮10Ⅰ的小齿轮部11与该变形齿轮10Ⅱ的大齿轮部12互相啮合时，该变形齿轮10Ⅱ会产生小于该输入转速ω0与该变速输出转速ω6的该最小输出转速ω1，由转速比公式换算可知，该最小输出转速ω1＝14/26ω0。

其中，该变形齿轮10Ⅱ的变速输出转速ω5、ω6也均是大于该最小输出转速ω1并小于该最大输出转速ω4。

由上述可知，在该变形齿轮10Ⅰ以该输入转速ω0驱使该变形齿轮10Ⅱ由高速转速转换至低速转速的过程中，该变形齿轮10Ⅱ也会渐进式地转换转速，即，该最大输出转速ω4(26/14ω0)→该变速输出转速ω5(23/17ω0)→该变速输出转速ω6(17/23ω0)→该最小输出转速ω1(14/26ω0)。

藉此，如图7、8、9所示，该变形齿轮传动组100可被运用于一仿生积木模型200上，该仿生积木模型200包含一躯体210、四个分别设置于该躯体210左、右两侧的脚部连杆组220、一设置于该躯体210的马达驱动模组230。

每一脚部连杆组220包括一曲柄221，及一用于与地面接触的支撑杆222。

如图10所示，该马达驱动模组230包括一驱动马达231，及一被该驱动马达231驱动的齿轮传动机构232。

如图10、11、12所示，该仿生积木模型200在该躯体210左、右两侧分别安装有两组变形齿轮传动组100，而且，同一侧的两组变形齿轮传动组100共用同一个变形齿轮10Ⅰ，在该躯体210左、右两侧的两个变形齿轮10Ⅰ是同轴设置并可被该齿轮传动机构232所带动，在该躯体210左、右两侧的四个变形齿轮10Ⅱ是分别与所述脚部连杆组220的曲柄221连接，如此，当在该躯体210左、右两侧的两个变形齿轮10Ⅰ被该马达驱动模组230驱动时，即可使在该躯体210左、右两侧的四个变形齿轮10Ⅱ产生如图5A～图5D或如图6A～图6D所示的渐进式的转速转换，并连动所述脚部连杆组220的曲柄221，而使所述脚部连杆组220的支撑杆222产生顺畅的动作，进而使该仿生积木模型200产生较佳的步行效果。

经由以上的说明，可再将本发明的优点归纳如下：

一、本发明的变形齿轮传动组100的变形齿轮10Ⅰ、10Ⅱ为同形齿轮，不须分别开模制造，相较于现有技术，本发明可有效降低制造成本。

二、当本发明的变形齿轮传动组100的变形齿轮10Ⅰ以该输入转速ω0驱动该变形齿轮10Ⅱ时，所述变形齿轮10Ⅰ、10Ⅱ利用所述变速齿轮部13Ⅰ、13Ⅱ的设计，可使该变形齿轮10Ⅱ在该最小输出转速ω1与该最大输出转速ω4之间渐进式地转换转速，相较于现有技术，该变形齿轮10Ⅱ在转速切换时的动作顺畅，不致于停顿，而可使运用本发明的积木模型(例如该仿生积木模型200)产生较佳的动作效果。

综上所述，本发明的变形齿轮及使用所述变形齿轮的变形齿轮传动组，不但可降低制造成本，并可使从动的变形齿轮渐进式地转换转速，所以确实能达成本发明的目的。

Claims (8)

1.一种变形齿轮，包含小齿轮部，及大齿轮部，其特征在于：

所述变形齿轮还包含两个变速齿轮部；

所述小齿轮部，包括数个互相间隔设置的第一轮齿，所述小齿轮部能界定出具有第一节径的第一节圆；

所述大齿轮部，相对于所述小齿轮部，并包括数个互相间隔设置的第二轮齿，所述大齿轮部能界定出具有第二节径的第二节圆，所述第二节径大于所述第一节径；及

所述变速齿轮部，分别连接于所述小齿轮部的两端与所述大齿轮部的两端之间，并互相对称，每一变速齿轮部具有n个互相间隔设置的变速轮齿，并能界定出n个分别对应于所述变速轮齿的第三节圆，n为大于1的整数，每一第三节圆具有第三节径，第1个变速轮齿与所述小齿轮部连接，对应于所述第1个变速轮齿的第三节圆的第三节径大于所述第一节径，第n个变速轮齿与所述大齿轮部连接，对应于所述第n个变速轮齿的第三节圆的第三节径小于所述第二节径，对应于所述第n个变速轮齿的第三节圆的第三节径大于对应于第n-1个变速轮齿的第三节圆的第三节径。

2.根据权利要求1所述的变形齿轮，其特征在于：n为2，每一变速齿轮部具有两个变速轮齿，并能界定出两个分别对应于所述变速轮齿的第三节圆。

3.根据权利要求2所述的变形齿轮，其特征在于：所述小齿轮部包括六个互相间隔设置的第一轮齿，所述大齿轮部包括七个互相间隔设置的第二轮齿。

4.根据权利要求1所述的变形齿轮，其特征在于：所述小齿轮部的模数为1，所述大齿轮部的模数为1，每一变速齿轮部的模数为1。

5.一种变形齿轮传动组，包含两个变形齿轮，其特征在于：

所述变形齿轮互相啮合，每一变形齿轮包括小齿轮部、大齿轮部，及两个变速齿轮部，所述小齿轮部包括数个互相间隔设置的第一轮齿，所述小齿轮部能界定出具有第一节径的第一节圆，所述大齿轮部相对于所述小齿轮部，并包括数个互相间隔设置的第二轮齿，所述大齿轮部能界定出具有第二节径的第二节圆，所述第二节径大于所述第一节径，所述变速齿轮部分别连接于所述小齿轮部的两端与所述大齿轮部的两端之间，并互相对称，每一变速齿轮部具有n个互相间隔设置的变速轮齿，并能界定出n个分别对应于所述变速轮齿的第三节圆，n为大于1的整数，每一第三节圆具有第三节径，第1个变速轮齿与所述小齿轮部连接，对应于所述第1个变速轮齿的第三节圆的第三节径大于所述第一节径，第n个变速轮齿与所述大齿轮部连接，对应于所述第n个变速轮齿的第三节圆的第三节径小于所述第二节径，对应于所述第n个变速轮齿的第三节圆的第三节径大于对应于第n-1个变速轮齿的第三节圆的第三节径，其中，所述变形齿轮的其中一者以输入转速转动，当所述变形齿轮的其中一者的小齿轮部与所述变形齿轮的另一者的大齿轮部互相啮合时，所述变形齿轮的另一者产生小于所述输入转速的最小输出转速，当所述变形齿轮的其中一者的大齿轮部与所述变形齿轮的另一者的小齿轮部互相啮合时，所述变形齿轮的另一者产生大于所述输入转速的最大输出转速，当所述变形齿轮的其中一者的其中一变速齿轮部与所述变形齿轮的另一者的相对应的其中一变速齿轮部互相啮合时，所述变形齿轮的另一者产生大于所述最小输出转速并小于所述最大输出转速的变速输出转速。

6.根据权利要求5所述的变形齿轮传动组，其特征在于：n为2，每一变速齿轮部具有两个变速轮齿，并能界定出两个分别对应于所述变速轮齿的第三节圆。

7.根据权利要求6所述的变形齿轮传动组，其特征在于：所述小齿轮部包括六个互相间隔设置的第一轮齿，所述大齿轮部包括七个互相间隔设置的第二轮齿。

8.根据权利要求5所述的变形齿轮传动组，其特征在于：所述小齿轮部的模数为1，所述大齿轮部的模数为1，每一变速齿轮部的模数为1。

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