CN113062916A - 一种软轴传动机构 - Google Patents

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方子
辜浩然
付庄
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刘光武
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Abstract

本发明提供一种软轴传动机构，包括：传动部，传动部包括软轴和软管，其中，软管套设于软轴的外层，且软轴可在软管内进行转动；软管内设有沿轴向分布的若干第一轴承，若干第一轴承的内圈套接于软轴上；设置于软轴一端的输入连接部，输入连接部用于与动力装置的输出轴连接，将动力装置输出动力传递给软轴；设置于软轴另一端的输出连接部，输出连接部用于与执行机构的输入轴连接，将传递动力向外输出至执行机构。本发明能够实现动力装置输出端与执行机构输入端的远距离动力传输；具有运行平稳，传动精度高，传动力矩损失小，适配性好等优点。

Description

一种软轴传动机构
技术领域
本发明涉及机器人自动化领域，具体地，涉及一种软轴传动机构。
背景技术
目前，使用软轴作为传动介质时，普遍都会具有传动精度不高、传动效率低，并且由于软轴自身刚度不足的特性，也不便于直接与输入输出部件连接。
因此，需要开发一种结构简单，传动精度高、传动效率高，并且便于安装，适配性好的软轴以及安装方式。
经对检索发现：公开号为CN205446359U的中国实用新型专利提出了一种软轴传动机构，包含软轴以及外部金属套，但是没有传动连接部分，同时软轴和金属套材料固定，不能适应复杂的应用场景。
公开号为CN207526860U的中国实用新型专利提出了一种软轴传动机构，在软轴两端设置有轴承，提高了使用寿命，但是在钢编软管内软轴依然会与内壁摩擦，无法真正提高使用寿命，同时两端的连接方式也不完整，不能直接成套使用。
公开号为CN108547852A的中国专利提出了一种传动软轴，在软轴内添加了导轨，保持架等，能提高负载效率和形成效率，但是工艺复杂，不便于加工制造。
公开号为CN209621839U的中国实用新型专利提出了一种法兰传动软轴，设置有与外部零件连接的法兰盘，但是其他地方与传统软轴类似，传动效率，使用寿命等没有得到改善。
综上所述，现有的多自由度操作机器人，仍然没有解决上述技术问题，目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种软轴传动机构。
本发明提供一种软轴传动机构，包括：
传动部，所述传动部包括软轴和软管，其中，所述软管套设于所述软轴的外层，且所述软轴可在所述软管内进行转动；所述软管内设有沿轴向分布的若干第一轴承，所述若干第一轴承的内圈套接于所述软轴上；
设置于所述软轴一端的输入连接部，所述输入连接部用于与动力装置的输出轴连接，将所述动力装置输出动力传递给所述软轴；
设置于所述软轴另一端的输出连接部，所述输出连接部用于与执行机构的输入轴连接，将传递动力向外输出至所述执行机构。
优选地，所述软管的两端分别设有第一软管固定座、第二软管固定座，
其中，所述第一软管固定座的一端与所述软管的一端插接；所述第一软管固定座内设有沿轴向贯穿用于穿出所述软轴一端的第一通道；
所述第二软管固定座的一端与所述软管的另一端插接；所述第二软管固定座内设有沿轴向贯穿用于穿入所述软轴另一端的第二通道。
优选地，所述输入连接部包括：
与所述软轴一端连接的第一连接轴，所述第一连接轴的一端设有用于承插所述软轴的第一承口，所述第一连接轴的端部插入所述第一软管固定座的第一通道内并通过所述第一承口与所述软轴一端插接，且所述第一连接轴的第一承口与所述软轴紧密配合；
与所述第一连接轴另一端连接的联轴器，所述联轴器用于连接所述动力装置的输出轴。
优选地，所述第一连接轴与所述软轴同轴设置；
所述联轴器与所述第一连接轴、所述动力装置的输出轴同轴设置。
优选地，所述输出连接部包括：
与所述第二软管固定座另一端连接的减速器安装座，所述减速器安装座内设有限位部件；
与所述减速器安装座同轴设置的减速器，所述减速器与所述执行机构的输入轴连接；
第二连接轴，所述第二连接轴的一端设有用于承插所述软轴的第二承口，所述第二连接轴的端部插入所述第二软管固定座的第二通道内并通过所述第二承口与所述软轴另一端插接，且所述第二连接轴的第二承口与所述软轴紧密配合；所述第二连接轴的另一端穿过所述限位部件与所述减速器连接，通过所述限位部件对所述第二连接轴进行轴向限位。
优选地，所述减速器安装座的一端与所述第二软管固定座的另一端通过螺纹连接。
优选地，所述限位装置包括：
轴套，所述轴套沿所述第二连接轴的轴向设置，所述轴套的内圈与所述第二连接轴紧配合；
第二轴承，所述第二轴承与所述轴套同轴设置，且所述第二轴承位于所述减速器安装座内靠近所述减速器的一端，使所述第二连接轴穿过所述第二轴承的内圈，并使所述第二连接轴的轴肩贴紧所述减速器的上端面，实现所述第二连接轴的轴向定位；通过所述第二轴承与所述轴套的端面的限位，使所述第二连接轴在轴向的位置固定。
优选地，所述第二连接轴、所述第二轴承以及所述软轴同轴设置。
优选地，所述减速器安装座内设有沿轴向贯穿的轴向通道，使所述第二连接轴能从所述减速器安装座另一端穿出；所述轴向通道用于容置固定所述轴套；
所述减速器安装座内设有用于安装所述第二轴承的圆形凹槽，且所述圆形凹槽的底部与所述轴向通道连通。
优选地，所述软轴的材质选用不锈钢或形状记忆合金丝；
所述软管的材质选用PU管或钢编织管。
与现有技术相比，本发明具有如下至少一种的有益效果：
本发明上述机构，能够实现动力装置输出端与执行机构输入端的远距离动力传输；通过设置在软轴外部套设用于保护软轴软管，使软轴在传动过程中不与外界接触，并通过在软管内设置轴承，大幅度地提高了精度和传动效率，同时由于软轴在传动时不与软管的内壁摩擦，提高了软轴的寿命。
本发明上述机构，通过在软轴的两端分别设置用于连接动力装置的输入连接部，以及用于连接执行机构的输出连接部；输入连接部与输出连接部的结构设计，能适配不同规格的输入输出机构和不同大小的软轴，软轴安装的适配性好。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明一优选实施例的软轴传动机构的结构示意图；
图2是本发明一优选实施例的软轴传动机构的输入连接部与动力装置的剖视图；
图3是本发明一优选实施例的软轴传动机构的输出连接部的剖视图；
图中标记分别表示为：1为减速器、2为减速器安装座、3a为第一软管固定座、3b为第二软管固定座、4为软管、5为第一连接轴、6为联轴器、7为动力装置、8为第二连接轴、9为第二轴承、10为轴套、11为软轴、12为第一轴承。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
参照图1所示，为本发明一优选实施例的软轴传动机构的结构示意图，图中包括传动部、输入连接部和输出连接部。
传动部包括软轴11和软管4，其中，软管4套设于软轴11的外层，且软轴11可在软管4内进行转动，软轴11在软管4内部传递动力；软管4内设有沿轴向分布的若干第一轴承，即将软轴11依次穿过若干第一轴承的内圈；在软轴11的外部套设软管4以保护软轴11在转动过程中不与外界接触，同时软管4内布置若干第一轴承，可保证传动的平稳高效进行。在具体实施时，第一轴承的数量可以任意按需求放置，目的在于防止软轴11在传动过程中与软管4的内壁摩擦，导致损失传动的效率。传动部用于将动力装置7的动力传递到软轴11的末端，实现传递动力的远距离传递。
输入连接部设置于软轴11一端，输入连接部用于与动力装置7的输出轴连接，用以将动力装置7输出动力传递给软轴11。动力装置7可以为电机，将电机的输出轴通过输入连接部与传动部相连，用于传递动力。
输出连接部设置于软轴11另一端，输出连接部用于与执行机构的输入轴连接，将传递动力向外输出至执行机构。
在其他部分优选实施例中，结合图1、图2所示，软管4的两端分别设有第一软管固定座3a、第二软管固定座3b，其中，第一软管固定座3a的一端与软管4的一端插接；第一软管固定座3a内设有沿轴向贯穿用于穿出软轴11一端的第一通道。作为一优选方式，第一软管固定座3a的一端设有与软管4内径相配合的第一插口，使第一插口能插入软管4中，且第一插口与软管4紧密配合。
第二软管固定座3b的一端与软管4的另一端插接；第二软管固定座3b内设有沿轴向贯穿用于穿入软轴11另一端的第二通道。作为一优选方式，第二软管固定座3b的一端设有与软管4内径相配合的第二插口，使第二插口能插入软管4中，且第二插口与软管4紧密配合。
在其他部分优选实施例中，输入连接部包括第一连接轴5和联轴器，其中，第一连接轴5与软轴11一端连接，第一连接轴5的一端设有用于承插软轴11的第一承口，将第一连接轴5的端部插入第一软管固定座3a的第一通道内并通过第一承口与软轴11一端插接，且第一连接轴5的第一承口与软轴11紧密配合。
联轴器的一端与第一连接轴5另一端连接，联轴器的另一端与动力装置7的输出轴连接。动力装置7的输出轴通过联轴器6与软轴11上的第一连接轴55相连，用于传递动力。
在其他部分优选实施例中，结合图1、图2所示，第一连接轴5与软轴11同轴连接。联轴器6与第一连接轴5、动力装置7的输出轴同轴设置。
在其他部分优选实施例中，参照图3所示，输出连接部包括减速器安装座2、减速器1和第二连接轴8，其中，减速器安装座2与第二软管固定座3b另一端连接，减速器安装座2内设有限位部件。
减速器1与减速器安装座2同轴设置，减速器1与执行机构的输入轴连接。
第二连接轴8的一端设有用于承插软轴11的第二承口，第二连接轴8的端部插入第二软管固定座3b的第二通道内并通过第二承口与软轴11另一端插接，且第二连接轴8的第二承口与软轴11紧密配合；且第二连接轴8的另一端穿过限位部件与减速器连接，通过限位部件对第二连接轴8进行轴向限位。第二连接轴8将软轴11与减速器1相连并保证使软轴11相对于减速器1的相对位置固定。
在其他部分优选实施例中，减速器安装座2的一端与第二软管固定座3b的另一端通过螺纹连接。作为一优选方式，第二软管固定座3b的另一端部设有柱状的承插槽，承插槽内设有内螺纹。减速器安装座2的一端为与承插槽相配合的柱状连接部。
在其他部分优选实施例中，参照图3所示，限位装置包括轴套10和两个第二轴承9，其中，轴套10沿第二连接轴8的轴向设置，轴套10的内圈与第二连接轴8紧密配合。通过轴套的端面与轴承相接触，可起到限位的作用。
第二轴承9与轴套10同轴设置，两个第二轴承9沿轴向依次布置，且第二轴承9位于减速器安装座2内靠近减速器1的一端，使第二连接轴8分别穿过两个第二轴承9的内圈，并使第二连接轴8的轴肩贴紧减速器1的上端面，实现第二连接轴8的轴向定位；通过第二轴承9与轴套10的端面的限位，固定了第二连接轴8在轴向的位置。作为一优选方式，第二连接轴8、第二轴承9以及软轴11同轴设置。
在其他部分优选实施例中，结合图1、图3所示，减速器安装座2内设有沿轴向贯穿的轴向通道，使第二连接轴8能从减速器安装座2另一端穿出；轴套10固定于轴向通道内，使第二连接轴8穿过轴套10的内圈。
减速器安装座2内设有用于安装第二轴承9的圆形凹槽，且圆形凹槽的底部与轴向通道连通。作为一优选方式，在减速器安装座2沿轴向设置两个圆形凹槽，分别两个第二轴承9。
在其他部分优选实施例中，软轴可以根据实际工作环境和传动需求更换不同的材料，例如可以选用但不限于不锈钢、形状记忆合金丝等传动动力的金属丝。选取不同的软轴材质，可在不同工作环境或是要求下完成动力传递。软管的材质可以根据需求更换，例如可以选用但不限于PU管或钢编织管等，也可以选用其他起保护作用的材料。
上述实施例的软轴传动机构具有运行平稳，传动精度高，传动力矩损失小，适配性好等优点。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。

Claims (10)

1.一种软轴传动机构，其特征在于，包括：
传动部，所述传动部包括软轴和软管，其中，所述软管套设于所述软轴的外层，且所述软轴可在所述软管内进行转动；所述软管内设有沿轴向分布的若干第一轴承，所述若干第一轴承的内圈套接于所述软轴上；
设置于所述软轴一端的输入连接部，所述输入连接部用于与动力装置的输出轴连接，将所述动力装置输出动力传递给所述软轴；
设置于所述软轴另一端的输出连接部，所述输出连接部用于与执行机构的输入轴连接，将传递动力向外输出至所述执行机构。
2.根据权利要求2所述的软轴传动机构，其特征在于，
所述软管的两端分别设有第一软管固定座、第二软管固定座，
其中，所述第一软管固定座的一端与所述软管的一端插接；所述第一软管固定座内设有沿轴向贯穿用于穿出所述软轴一端的第一通道；
所述第二软管固定座的一端与所述软管的另一端插接；所述第二软管固定座内设有沿轴向贯穿用于穿入所述软轴另一端的第二通道。
3.根据权利要求2所述的软轴传动机构，其特征在于，所述输入连接部包括：
与所述软轴一端连接的第一连接轴，所述第一连接轴的一端设有用于承插所述软轴的第一承口，所述第一连接轴的端部插入所述第一软管固定座的第一通道内并通过所述第一承口与所述软轴一端插接，且所述第一连接轴的第一承口与所述软轴紧密配合；
与所述第一连接轴另一端连接的联轴器，所述联轴器用于连接所述动力装置的输出轴。
4.根据权利要求3所述的软轴传动机构，其特征在于，
所述第一连接轴与所述软轴同轴设置；
所述联轴器与所述第一连接轴、所述动力装置的输出轴同轴设置。
5.根据权利要求2所述的软轴传动机构，其特征在于，所述输出连接部包括：
与所述第二软管固定座另一端连接的减速器安装座，所述减速器安装座内设有限位部件；
与所述减速器安装座同轴设置的减速器，所述减速器与所述执行机构的输入轴连接；
第二连接轴，所述第二连接轴的一端设有用于承插所述软轴的第二承口，所述第二连接轴的端部插入所述第二软管固定座的第二通道内并通过所述第二承口与所述软轴另一端插接，且所述第二连接轴的第二承口与所述软轴紧密配合；所述第二连接轴的另一端穿过所述限位部件与所述减速器连接，通过所述限位部件对所述第二连接轴进行轴向限位。
6.根据权利要求5所述的软轴传动机构，其特征在于，所述减速器安装座的一端与所述第二软管固定座的另一端通过螺纹连接。
7.根据权利要求5所述的软轴传动机构，其特征在于，所述限位装置包括：
轴套，所述轴套沿所述第二连接轴的轴向设置，所述轴套的内圈与所述第二连接轴紧配合；
第二轴承，所述第二轴承与所述轴套同轴设置，且所述第二轴承位于所述减速器安装座内靠近所述减速器的一端，使所述第二连接轴穿过所述第二轴承的内圈，并使所述第二连接轴的轴肩贴紧所述减速器的上端面，实现所述第二连接轴的轴向定位；通过所述第二轴承与所述轴套的端面的限位，使所述第二连接轴在轴向的位置固定。
8.根据权利要求7所述的软轴传动机构及其安装方式，其特征在于，所述第二连接轴、所述第二轴承以及所述软轴同轴设置。
9.根据权利要求5所述的软轴传动机构，其特征在于，所述减速器安装座内设有沿轴向贯穿的轴向通道，使所述第二连接轴能从所述减速器安装座另一端穿出；所述轴向通道用于容置固定所述轴套；
所述减速器安装座内设有用于安装所述第二轴承的圆形凹槽，且所述圆形凹槽的底部与所述轴向通道连通。
10.根据权利要求1-9任一项所述的软轴传动机构及其安装方式，其特征在于，
-所述软轴的材质选用不锈钢或形状记忆合金丝；
-所述软管的材质选用PU管或钢编织管。
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