CN113757327A - 一种差动减速箱及其肩肘一体化助力机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种差动减速箱及其肩肘一体化助力机构，差动减速箱，包括：驱动组件；第一传动齿轮，与驱动组件连接；复合齿轮，一侧设置为与第一传动齿轮啮合的外齿轮，另一侧设置为行星架；行星齿轮系，设置在行星架内，包括太阳轮和行星轮，行星轮穿设有输出轴；第二传动齿轮，与第一传动齿轮连接，第二传动齿轮穿设有传动轴，传动轴用于驱动太阳轮；通过第一传动齿轮分别与复合齿轮和第二传动齿轮连接，第二传动齿轮带动太阳轮转动，太阳轮带动行星轮转动，使其与复合齿轮共同组成差动轮系，最终通过输出轴输出转动力，由于复合齿轮的结构设计，使得整体传动更为紧凑，体积小，重量轻，传动比范围大，传动效率高和工作平稳。

Description

一种差动减速箱及其肩肘一体化助力机构
技术领域
本发明涉及减速器技术领域，特别涉及一种差动减速箱及其肩肘一体化助力机构。
背景技术
目前市面上的助力机构大都缺乏主动助力功能，无法满足力量极为薄弱，难以通过被动助力方式实现助力的对象的需求。进一步的，现有的减速箱对于应用于可穿戴式的主动助力机构而言，其体积大，且过于沉重，维护困难，使得可用性相对较低。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种差动减速箱及其肩肘一体化助力机构，能够具有传动效率高和工作平稳等优点，且体积小，重量轻。
根据本发明的第一方面实施例，提供一种差动减速箱，包括：
驱动组件；
第一传动齿轮，与所述驱动组件连接；
复合齿轮，一侧设置为与所述第一传动齿轮啮合的外齿轮，另一侧设置为行星架；
行星齿轮系，设置在所述行星架内，所述行星齿轮系包括太阳轮和至少一个行星轮，所述行星轮穿设有输出轴；
第二传动齿轮，与所述第一传动齿轮连接，所述第二传动齿轮穿设有传动轴，所述传动轴用于驱动所述太阳轮。
有益效果：此差动减速箱通过第一传动齿轮分别与复合齿轮和第二传动齿轮连接，第二传动齿轮带动太阳轮转动，太阳轮带动行星轮转动，使其与复合齿轮共同组成差动轮系，最终通过输出轴输出转动力，由于复合齿轮的结构设计，使得整体传动更为紧凑，具有体积小，重量轻，传动比范围大，传动效率高和工作平稳等优点。
根据本发明第一方面实施例的差动减速箱，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮通过惰轮连接。
根据本发明第一方面实施例的差动减速箱，所述第一传动齿轮、所述复合齿轮、所述太阳轮、所述行星轮、所述第二传动齿轮和所述惰轮中的至少其中之一设置有轴承。
根据本发明第一方面实施例的差动减速箱，所述驱动组件设置为抱闸电机。
根据本发明第一方面实施例的差动减速箱，所述行星轮设置三个，各所述行星轮上分别穿设有输出轴。
根据本发明第一方面实施例的差动减速箱，各所述输出轴上均设置有轴套。
根据本发明第一方面实施例的差动减速箱，还包括箱体，所述第一传动齿轮、所述复合齿轮、所述行星齿轮系和所述第二传动齿轮均设置在所述箱体内，所述箱体上设有行星盖，所述行星盖的一侧与所述输出轴连接，所述行星盖的另一端设有用于连接的安装位。
根据本发明第一方面实施例的差动减速箱，所述箱体具有流线型的外形轮廓。
根据本发明第一方面实施例的差动减速箱，所述箱体上设有连接口和给油口。
根据本发明的第二方面实施例，提供一种肩肘一体化助力机构，包括：如本发明第一方面实施例的差动减速箱。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1为本发明实施例的正视图；
图2为本发明实施例的另一方向结构示意图；
图3为本发明实施例的外形图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1～图3，一种差动减速箱，包括：驱动组件9、第一传动齿轮1、复合齿轮2、行星齿轮系和第二传动齿轮3。其中驱动组件9作为主动助力的动力来源，用于输出驱动力；其中第一传动齿轮1与驱动组件9连接，作为主动件接收驱动力并输出至从动件；其中复合齿轮2的一侧设置为与第一传动齿轮1啮合的外齿轮，复合齿轮2的另一侧设置为行星架，行星架包括内齿圈和设置在内齿圈的架体；其中行星齿轮系设置在行星架内，行星齿轮系包括太阳轮5和至少一个行星轮6，行星轮6穿设有输出轴13，太阳轮5与行星轮6啮合，行星轮6与内齿圈啮合；其中第二传动齿轮3与第一传动齿轮1连接，第二传动齿轮3穿设有传动轴4，传动轴4用于驱动太阳轮5。此差动减速箱通过第一传动齿轮1分别与复合齿轮2和第二传动齿轮3连接，第二传动齿轮3带动太阳轮5转动，太阳轮5带动行星轮6转动，使其与复合齿轮2共同组成差动轮系，最终通过输出轴13输出转动力，由于复合齿轮2的结构设计，使得整体传动更为紧凑，具有体积小，重量轻，传动比范围大，传动效率高和工作平稳等优点。由于复合齿轮2与行星轮6的转速不同，故系统具有两个自由度，为差动轮系。
优选的，第一传动齿轮1与第二传动齿轮3通过惰轮7连接。具体的，第一传动齿轮1与第二传动齿轮3均作为主动轮，第一传动齿轮1与复合齿轮2外啮合，因此为了保证传动和连接的合理，在第一传动齿轮1与第二传动齿轮3中间设置起传递作用的惰轮7，惰轮7分别啮合第一传动齿轮1和第二传动齿轮3。同时为了使得整体结构设计更紧凑，第二传动齿轮3设置在了复合齿轮2的一侧并利用惰轮7传动，结构更加合理。
优选的，第一传动齿轮1、复合齿轮2、太阳轮5、行星轮6、第二传动齿轮3和惰轮7中的至少其中之一设置有轴承。在一些实施例中，第一传动齿轮1、复合齿轮2、太阳轮5、行星轮6、第二传动齿轮3和惰轮7上均设置有轴承，轴承的具体选型在此不作限定，优选的轴承采用滚动轴承效果更佳。通过轴承将所有会轴向窜动的齿轮都进行定位，并减少了其选择时收到的摩擦力，提高传动效率。
优选的，驱动组件9设置为抱闸电机。由于驱动组件9与第一传动齿轮1直接连接，当此差动减速箱中的某个部位失灵时，抱闸电机可以断电抱闸，锁死转轴使第一传动齿轮1无法转动，从而实现对使用者的保护。
优选的，行星轮6设置三个，各行星轮6上分别穿设有输出轴13。在一些实施例中，通过三个输出轴13与同一其他机构连接，对其集中输出转动力，使得输出的转动力更加稳定，使用于相对大型、重型的机构的驱动效果更佳。
优选的，各输出轴13上均设置有轴套。对输出轴13进行定位，提高装配精度，减少输出轴13工作时受到的摩擦力，提高输出效率。
优选的，还包括箱体8，第一传动齿轮1、复合齿轮2、行星齿轮系和第二传动齿轮3均设置在箱体8内，箱体8上设有行星盖10，行星盖10的一侧与输出轴13连接，行星盖10的另一端设有用于连接的安装位。箱体8包括外壳和箱盖两个部分，起一定的保护作用之余，方便安装和后续的拆卸维修，同时箱体8也方便与其他机构如外骨骼助力机构进行装配，优选的，其他机构如外骨骼助力机构等会与行星盖10连接，接收此差动减速器输出的转动力。在一些实施例中，行星盖10上设有若干安装孔，通过螺纹紧固件穿设于其他机构和安装孔的方式实现可拆卸连接。
优选的，箱体8具有流线型的外形轮廓。能够与其他机构更好地适配，使得造型更加美观之余，减少使用的阻力，简化安装步骤。
优选的，箱体8上设有连接口11和给油口12。连接口11一方面用于固定将外壳和箱盖进行固定安装，另一方面用于固定和定位第一传动齿轮1、复合齿轮2、太阳轮5、行星轮6、第二传动齿轮3和惰轮7。给油口12用于维护第一传动齿轮1、复合齿轮2、太阳轮5、行星轮6、第二传动齿轮3和惰轮7，保证其处于合适的工作环境。在一些实施例中，给油口12分别设置于惰轮7与第二传动齿轮3的啮合处以及惰轮7与第一传动齿轮1的啮合处。
一种肩肘一体化助力机构，包括：如本发明第一方面实施例的差动减速箱，使用该差动减速箱时能降低转速、增加转矩之余，使此助力机构的使用者的安全性有所保障，整体传动更为紧凑，实现体积小，重量轻，传动比范围大，传动效率高和工作平稳等优点。既包含定轴轮系，又包含行星传动，形成混合轮系。此外，此差动减速箱可避免电机承受额外径向力，便于润滑、热量容易散失，工作中不会出现齿面严重磨损、发热、甚至胶合的现象，齿轮传动效率高、润滑良好、使用寿命长，易装配、易拆卸，便于维修。基于上述优点，本产品适用于可穿戴式的肩肘一体化助力机构的主动助力功能中对于小型电动机的减速。在一些实施例中，应用于外骨骼助力机构的主动助力功能同样中具有优异效果。
实际应用中，可为使用者手臂提供主动助力，使其在无法自主发力时也能够完成上抬或下放手臂等操作。经减速器降速后，具体转动速度可通过对电机转速的控制来进行调节。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种差动减速箱，其特征在于，包括：
驱动组件；
第一传动齿轮，与所述驱动组件连接；
复合齿轮，一侧设置为与所述第一传动齿轮啮合的外齿轮，另一侧设置为行星架；
行星齿轮系，设置在所述行星架内，所述行星齿轮系包括太阳轮和至少一个行星轮，所述行星轮穿设有输出轴；
第二传动齿轮，与所述第一传动齿轮连接，所述第二传动齿轮穿设有传动轴，所述传动轴用于驱动所述太阳轮。
2.根据权利要求1所述的差动减速箱,其特征在于：所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮通过惰轮连接。
3.根据权利要求2所述的差动减速箱,其特征在于：所述第一传动齿轮、所述复合齿轮、所述太阳轮、所述行星轮、所述第二传动齿轮和所述惰轮中的至少其中之一设置有轴承。
4.根据权利要求1所述的差动减速箱,其特征在于：所述驱动组件设置为抱闸电机。
5.根据权利要求1所述的差动减速箱,其特征在于：所述行星轮设置三个，各所述行星轮上分别穿设有输出轴。
6.根据权利要求5所述的差动减速箱,其特征在于：各所述输出轴上均设置有轴套。
7.根据权利要求1至6任一项所述的差动减速箱,其特征在于：还包括箱体，所述第一传动齿轮、所述复合齿轮、所述行星齿轮系和所述第二传动齿轮均设置在所述箱体内，所述箱体上设有行星盖，所述行星盖的一侧与所述输出轴连接，所述行星盖的另一端设有用于连接的安装位。
8.根据权利要求7所述的差动减速箱,其特征在于：所述箱体具有流线型的外形轮廓。
9.根据权利要求7所述的差动减速箱,其特征在于：所述箱体上设有连接口和给油口。
10.一种肩肘一体化助力机构，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的差动减速箱。
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