CN117175850A - 一种驱动装置及机械设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及机械设备技术领域,公开了一种驱动装置及机械设备,以提高驱动装置的驱动可靠性,并降低驱动装置的成本。驱动装置包括底座、驱动组件及输出端座,底座具有第一容纳槽;驱动组件设置于第一容纳槽内,驱动组件上靠近输出轴的位置设置有从动块;输出端座分别与驱动组件的输出轴和底座的内壁固定连接,包括第一端盖、第二端盖和扭簧,第一端盖与第二端盖连接并形成容纳腔,第一端盖设置有第一开口,第二端盖设置有第二开口;扭簧设置于容纳腔内,扭簧的两端分别具有第一扭转臂和第二扭转臂,第一扭转臂由第一开口伸出,第二扭转臂由第二开口伸出;当扭簧处于释能状态时,第一扭转臂与从动块的第一侧抵接,第二扭转臂与从动块的第二侧抵接。
Description
技术领域
本申请涉及机械设备技术领域,尤其涉及到一种驱动装置及机械设备。
背景技术
在机械设备的设计中,经常会遇到物体在垂直方向位移的情况,在物体垂直运动的过程中,如果驱动该物体运动的驱动装置突然断电,运动到半空的物体在重力的作用下容易发生坠落,造成安全隐患。另外,物体在向下运动时,物体的重力可形成为物体运动的助力,因此这个过程中需要驱动装置提供的驱动力相对较小;物体在向上运动时,物体的重力则会形成为物体运动的阻力,这个过程中驱动装置所需提供的驱动力要比向下运动过程中的驱动力大很多。为了使物体在各个运动过程中能够正常运行,在设计驱动装置时需要按照极限状态下的负载来计算其额定力矩,这就导致在物体向下运动的过程中,驱动装置的输出力矩会远小于其额定力矩,这样势必会造成一定的浪费,并且由于对驱动装置的额定力矩要求较高,因此成本也会相对较高。
发明内容
本申请提供了一种驱动装置及机械设备,以提高驱动装置的驱动可靠性,并降低驱动装置的成本。
第一方面,本申请提供了一种驱动装置,该驱动装置可包括底座、驱动组件以及输出端座。其中,底座具有第一容纳槽,驱动组件可设置于该第一容纳槽内,且驱动组件的输出轴与第一容纳槽的中轴线之间呈夹角设置,驱动组件上靠近输出轴的位置还可设置有从动块。输出端座可分别与驱动组件的输出轴和底座的内壁固定连接,以将驱动组件支撑在第一容纳槽内。这样,当驱动组件运转时,由于输出轴与底座相对固定,因此输出轴输出的力矩可反作用于驱动组件自身,从而使驱动组件绕输出轴转动。输出端座可包括第一端盖、第二端盖和扭簧,第一端盖靠近输出轴设置,第二端盖靠近底座的内壁设置,第一端盖与第二端盖可以扣合连接并形成一容纳腔,且第一端盖的周向设置有第一开口,第二端盖的周向设置有第二开口。扭簧可设置于第一端盖与第二端盖所形成的容纳腔内,扭簧的两端分别具有第一扭转臂和第二扭转臂,第一扭转臂可由第一开口伸出并可在第一开口内滑动,第二扭转臂可由第二开口伸出并在第二开口内滑动。当扭簧处于释能状态时,第一扭转臂可与从动块的第一侧抵接,第二扭转臂则与从动块的第二侧抵接。
上述方案中,当驱动组件带动被驱动部件绕输出轴转动时,若驱动组件突然断电,扭簧可以通过变形来吸收被驱动部件的重力所做的功,从而使驱动组件可以实现悬停,避免被驱动部件从高处坠落的风险,提高了驱动装置的驱动可靠性。另外,驱动装置在正常工作时,扭簧可以将被驱动部件的重力所做的正功进行存储,并在其重力做负功时进行释放,从而减小驱动装置在被驱动部件的重力做负功的情况下的输出力矩,进而可以减小驱动装置额定功率,降低驱动装置的成本。
在实际应用中,底座背离驱动组件的一侧的底面可以作为水平面,则第一容纳槽的中轴线与水平面相垂直。在本申请中,驱动组件的输出轴与第一容纳槽的中轴线也可以相互垂直,此时驱动组件的重心所在的运动平面即为与水平面相垂直的一个竖直平面,驱动组件及被驱动部件所做的运动即在竖直平面内的旋转运动。
具体实施时,输出端座与底座可以通过紧固件固定连接。示例性地,第一端盖朝向第二端盖的一侧可设置有固定柱,固定柱上开设有螺纹孔,第二端盖对应螺纹孔的位置可设置有通孔,底座的外壁对应通孔的位置则可设置有沉孔,紧固件可依次穿过沉孔和通孔后拧紧在螺纹孔内。
在一些可能的实施方案中,第一端盖的第一开口与第二端盖的第二开口沿周向错位设置。第一开口具有靠近第二开口的第一端以及远离第二开口的第二端,相似地,第二开口也具有靠近第一开口的第一端以及远离第一开口的第二端,沿第一容纳槽的中轴线方向,第一开口的第一端位于其第二端的上方,第二开口的第一端也位于其第二端的上方。当扭簧处于释能状态时,第一扭转臂与第一开口的第一端抵接,第二扭转臂与第二开口的第一端抵接。
在一些可能的实施方案中,当驱动组件的从动块带动第一扭转臂向靠近第一开口的第二端的方向转动时,扭簧收缩,被驱动部件的重力所做的正功可转化为弹性势能存储在扭簧中,使扭簧变为蓄能状态,此时第二扭转臂在第二开口的第一端的抵接作用下保持不动。
类似地,当驱动组件的从动块带动第二扭转臂向靠近第二开口的第二端的方向转动时,扭簧收缩,被驱动部件的重力所做的正功可转化为弹性势能存储在扭簧中,使扭簧变为蓄能状态,此时第一扭转臂在第一开口的第一端的抵接作用下保持不动。
在一些可能的实施方案中,驱动组件可以具有两个输出轴,该两个输出轴可由驱动组件的相对的两侧向外延伸,且两个输出轴的轴线重合。这时,驱动装置可对应地设置两个输出端座,两个输出端座可分别将两个输出轴与底座的内壁固定连接,从而可以提高驱动组件的运动平稳性。
在一些可能的实施方案中,驱动组件可以包括马达和支架,支架可以固定在马达背离底座的一端,用于与被驱动部件固定连接,以此降低被驱动部件与驱动组件的连接难度。
在一些可能的实施方案中,支架朝向马达的一端可具有第二容纳槽,马达背离底座的一端可设置于第二容纳槽内,以提高马达与驱动组件的连接可靠性。
在一些可能的实施方案中,从动块可以设置在马达的外壳上,或者也可以设置在支架上。需要说明的是,当从动块设置在支架上时,支架上对应从动块的位置可设置避让孔,以便于从动块可由支架的第二容纳槽伸出,完成与输出端座的配合组装。
第二方面,本申请还提供了一种机械设备,该机械设备可包括被驱动部件以及前述第一方面提供的任一可能的实施方案中的驱动装置,驱动装置的驱动组件可与被驱动部件固定连接,以驱动被驱动部件完成设定的运动。该机械设备的使用安全性较高,且成本相对较低。
在一些可能的实施方案中,机械设备可以为机器人。该机器人可以包括机身和头部,驱动装置的底座可与机身固定连接,驱动组件可与头部固定连接,此时头部即为机械设备的被驱动部件,头部可在驱动装置的驱动下相对机身前后摇摆或者左右摇摆,以实现相应的人机交互功能。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种机械设备的结构示意图;
图2为物体在竖直平面内的运动过程简化示意图;
图3为本申请实施例提供的驱动装置的结构示意图;
图4为图3中所示的驱动装置的分解示意图;
图5为本申请实施例提供的驱动装置的局部结构分解示意图;
图6为本申请实施例提供的输出端座的结构示意图;
图7为图6中所示的输出端座的扭簧的结构示意图;
图8为本申请实施例提供的驱动装置的局部结构侧视图;
图9为图8中所示的驱动装置的在A-A处的截面结构示意图;
图10为本申请实施例提供的驱动装置在一种工作状态下的局部结构侧视图;
图11为图10中所示的驱动装置在B-B处的截面结构示意图;
图12为本申请实施例提供的驱动装置在另一种工作状态下的局部结构侧视图;
图13为图12中所示的驱动装置在C-C处的截面结构示意图。
附图标记:
1-机械设备、机器人;10-头部;20-机身;
100-驱动装置;110-底座;111-第一容纳槽;112-第二沉孔;120-驱动组件;121-马达;
1211-输出轴;12111-第一螺纹孔;122-支架;1221-第二容纳槽;1222-从动块;
12221-从动块的第一侧;12222-从动块的第二侧;123-第一紧固件;130-输出端座;
131-第一端盖;1311-固定柱;13111-第二螺纹孔;1312-第一开口;
13121-第一开口的第一端;13122-第一开口的第二端;132-第二端盖;1321-第一沉孔;
1322-第二通孔;1323-第二开口;13231-第二开口的第一端;13232-第二开口的第二端;133-扭簧;1331-第一扭转臂;1332-第二扭转臂。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
图1为本申请实施例提供的一种机械设备的结构示意图。机械设备1可以为机器人、机械臂等等。图1所示的机械设备1以机器人为例进行阐述,该机器人可以应用于家庭、商场、酒店、医院或者旅游景点等多种场景。需要说明的是,下文中机器人与机械设备1的标号相同。机器人1可以包括头部10和机身20,头部10可在驱动装置的驱动作用下相对机身20前后摇摆或左右摇摆,以实现相应的人机交互功能。当然,在其它一些实施例中,机械设备1也可以为具有旋转功能的其它形态的设备,例如云台。云台作为安装相机、摄像机或者手机等具有摄像功能的电子设备的支撑结构,可以通过旋转电子设备来调整其拍摄角度,从而获取所需的影像。
可以理解的是,机器人1的头部10在前后摇摆时,头部10的重心大致在平面A内进行旋转运动;机器人1的头部10在左右摇摆时,头部10的重心大致在平面B内进行旋转运动,平面A与平面B均与机器人1站立的平面相垂直。也就是说,当将机器人1放置在水平面上时,机器人1的头部10无论是前后摇摆或者左右摇摆,头部10的运动形式都是在垂直于水平面的竖直平面(平面A或平面B)内的旋转运动。
对于在竖直平面内旋转运动的物体,物体在运动的过程中必然会收到重力的影响。参考图2所示,图2为物体在竖直平面内的运动过程简化示意图。假设物体在竖直平面内顺时针转动,当物体向下旋转,也即物体的运动区间处于a-c时,物体的重力会给其一个正向的推力,进而形成助力物体运动的重力力矩,重力力矩在a点时为0,当物体运动到b点时达到最大值,到达c点时又回到0。在这个区间段内,物体的实际旋转力矩等于驱动装置的输出力矩与重力力矩之和。当物体向上旋转,也即物体的运动区间处于c-a时,物体的重力会给其一个反向的拉力,进而形成阻碍物体运动的重力力矩,重力力矩在c点时为0,当物体运动到d点时达到最大值,到达a点时又回到0。这个区间段内,物体的实际旋转力矩等于驱动装置的输出力矩与重力力矩之差。
当然,对于机器人1的头部10来说,头部10的运动轨迹并非整周的旋转运动,而是在一定角度内的摇摆。当头部10由中心位置向前、后、左、右转动时,简化到图2中,可以看作为物体在a-c区间内的顺时针转动或逆时针转动,此时头部10的重力会对其转动形成助力作用,即重力所做的功为正功。而当头部10由前、后、左、右复位到中心位置时,简化到图2中,可以看作为物体在c-a区间内的顺时针转动或逆时针转动,此时头部的重力会对其转动形成阻力作用,即重力所做的功为负功。
假设机器人1的头部10最大转动角度为θ,当头部10转动到最大角度的位置时,头部10的重力所形成的重力力矩为Mgsinθ×R,其中,M为头部10的质量,R为头部10的转动半径。可以理解的,在重力做负功的过程中,头部10的最大转动角度位置同时也是驱动装置负载最大的位置,因此,在设计时需要按照该极限状态下的负载来确定驱动装置的额定力矩,也就是说,驱动装置的额定力矩N额需要不小于重力力矩与实际旋转力矩F旋转之和,即:
N额≥Mgsinθ×R+F旋转
然而,由于机器人1的头部10绝大部分时刻都是在非极限状态下运动,若根据以上公式设计驱动装置的最大负载,会导致头部10在非极限状态下运动时驱动装置的输出力矩远小于其额定力矩,这样势必会造成一定的浪费,并且由于对驱动装置的额定功率要求较高,因此成本也会相对较高。另外,若机器人1的头部10在转动过程中,驱动装置突然断电,机器人1的头部10在重力的作用下会发生坠落,从而造成安全隐患。
针对上述情况,本申请实施例提供了一种用于驱动物体在竖直平面内旋转运动的驱动装置,该驱动装置不仅可以在突然断电的情况下避免物体快速坠落,提高运动安全性,并且可以将物体转动时重力所做的正功进行存储,并在重力做负功时进行释放,从而减小驱动装置在物体的重力做负功的情况下的输出力矩,进而可以减小驱动装置的额定功率,降低驱动装置的成本。下面结合具体的实施例对该驱动装置进行说明。
参考图3所示,图3为本申请实施例提供的驱动装置的结构示意图,图4为图3中所示的驱动装置的分解示意图。驱动装置100可包括底座110、驱动组件120和输出端座130。其中,底座110具有第一容纳槽111,驱动组件120可通过输出端座130转动设置于该第一容纳槽111内。在将该驱动装置100应用于机器人上时,底座110可与机器人的机身固定连接,驱动组件120则可与机器人的头部固定连接。这样,当驱动组件120相对底座110转动时,即可带动机器人的头部转动,进而实现头部与机身的相对运动。
在本实施例中,底座110背离驱动组件120的一侧的底面可以看作为水平面,可以理解的,第一容纳槽111的中轴线与水平面相垂直。驱动组件120的旋转轴线与第一容纳槽111的中轴线可具有一定的夹角,这时,驱动组件120的重心所在的运动平面与水平面之间也呈夹角设置。示例性地,驱动组件120的旋转轴线与第一容纳槽111的中轴线可以相互垂直,此时驱动组件120的重心所在的运动平面即为与水平面相垂直的一个竖直平面。
请继续参考图3和图4,驱动组件120可包括马达121和支架122,支架122固定设置在马达121背离底座110的一端,以便于与被驱动部件(例如机器人的头部)连接。支架122可具有第二容纳槽1221,马达121背离底座110的一端可设置在第二容纳槽1221内,或者可以理解为,支架122部分罩设在马达121上。支架122朝向底座110的一端可部分伸入第一容纳槽111内,以提高驱动装置100的结构紧凑性。具体实施时,支架122与马达121之间可以通过第一紧固件123固定连接。示例性地,第一紧固件123的数量可以为多个,以提高支架122与马达121的连接可靠性。
输出端座130可设置于马达121的外壁与底座110的内壁之间,且输出端座130分别与马达121的输出轴和底座110的内壁固定连接,如此即可通过输出端座130将马达121支撑设置在第一容纳槽111内。马达121运转时,由于输出轴与底座110相对固定,基于力的相互作用原理,输出轴输出的力矩可以反向作用于马达121自身,从而驱动马达121绕输出轴转动,马达121的旋转轴线也即输出轴的轴线。
在一些实施例中,马达121具体可以为双输出马达,也就是说,马达121可以具有两个输出轴,两个输出轴分别由马达121相对的两侧向外延伸,且两个输出轴的轴线相重合。这时,马达121的两个输出轴可分别通过对应的输出端座130与底座固定连接,从而提高马达121的运动平稳性。
一并参考图4和图5所示,图5为本申请实施例提供的驱动装置的局部结构分解示意图。输出端座130可以包括第一端盖131、第二端盖132和扭簧133,第一端盖131可以与第二端盖132扣合连接并形成一容纳腔,扭簧133即设置于该容纳腔内。在将输出端座130与马达121的输出轴1211及底座110固定连接时,第一端盖131可位于靠近马达121的一侧,第二端盖132可位于靠近底座110的内壁的一侧。
在一些实施例中,输出端座130与马达121的输出轴1211之间可以通过第二紧固件(图中未示出)固定连接。具体实施时,马达121的输出轴1211可开设有沿其轴向设置的第一螺纹孔12111,输出端座130的第一端盖131对应该第一螺纹孔12111的位置可设置有第一通孔,第二端盖132背离第一端盖131的一侧对应第一通孔的位置则设置有第一沉孔1321,第二紧固件可依次穿过第一沉孔1321和第一通孔后拧紧在第一螺纹孔12111内,从而实现输出端座130与输出轴1211的相对固定。
在一些实施例中,输出端座130与底座110之间可以通过第三紧固件固定连接。这时,第一端盖131朝向第二端盖132的一侧可设置有固定柱1311,固定柱1311可开设有沿其轴向设置的第二螺纹孔13111,第二端盖132对应该固定柱1311的位置可设置有第二通孔1322,底座的外壁对应第二通孔1322的位置则设置有第二沉孔112,第三紧固件可依次穿过第二沉孔112和第二通孔1322后拧紧在第二螺纹孔13111内,从而实现输出端座130与底座110的相对固定。另外,为了提高输出端座130与底座110的连接强度,可以适当增加第二紧固件的设置数量,相应地,第一端盖131上也需设置与第二紧固件的数量相匹配的多个固定柱1311,例如图4中示出了第一端盖131上设置有三个固定柱1311的情况。示例性地,第一端盖131上的三个固定柱1311可以呈三角形的形式进行排布,以保证输出端座130的受力均匀性。在将扭簧133设置在第一端盖131与第二端盖132形成的容纳腔内时,扭簧133具体可套设在三个固定柱1311的外围,这时三个固定柱1311还可以起到对扭簧133的定位作用。
一并参考图5、图6和图7所示,图6为本申请实施例提供的输出端座的结构示意图,图7为图6中所示的输出端座的扭簧的结构示意图。第一端盖131沿周向设置有第一开口1312,第二端盖132沿周向设置有第二开口1323,在将第一端盖131与第二端盖132扣合后,第一开口1312与第二开口1323之间错位设置。第一开口1312具有靠近第二开口1323的第一端13121和远离第二开口1323的第二端13122,类似地,第二开口1323也具有靠近第一开口1312的第一端13231和远离第一开口1312的第二端13232。
扭簧133靠近第一端盖131的一端具有第一扭转臂1331,扭簧133靠近第二端盖132的一端具有第二扭转臂1332,第一扭转臂1331和第二扭转臂1332分别沿扭簧133的径向延伸,且第一扭转臂1331可由第一开口1312延伸至输出端座130的外部,第二扭转臂1332可由第二开口1323延伸至输出端座130的外部。扭簧133处于初始状态时,第一扭转臂1331与第一开口1312的第一端13121接触,第二扭转臂1332与第二开口1323的第一端13231接触。当第一扭转臂1331受力向靠近第一开口1312的第二端13122的方向转动时,扭簧133收缩,并由初始的释能状态变为蓄能状态,第二扭转臂1332在第二开口1323的第一端13231的抵接作用下保持不动;当第二扭转臂1332受力向靠近第二开口1323的第二端13232的方向转动时,扭簧133由初始的释能状态变为蓄能状态,第一扭转臂1331在第一开口1312的第一端13121的抵接作用下保持不动。
需要说明的是,扭簧133的释能状态是相对于其蓄能状态而言的,本申请实施例中,当扭簧133在外力作用下收缩时可理解为处于蓄能状态,当外力撤销时可理解为处于释能状态。
一并参考图8和图9所示,图8为本申请实施例提供的驱动装置的局部结构侧视图,图9为图8中所示的驱动装置在A-A处的截面结构示意图。需要说明的是,图8中仅示出了支架122靠近马达121的部分结构,而并非完整的支架122。支架122上靠近输出端座130的位置设置有从动块1222,在将驱动装置的各部件依次组装后,扭簧133的第一扭转臂1331和第二扭转臂1332朝向靠近支架122的方向延伸,且第一扭转臂1331和第二扭转臂1332可分别位于从动块1222的两侧。当扭簧133处于初始状态时,第一扭转臂1331在与第一开口1312的第一端接触的同时,还可与从动块1222的第一侧12221抵接,类似地,第二扭转臂1332在与第二开口1323的第一端接触的同时,还可与从动块1222的第二侧12222抵接。也就是说,从动块1222的第一侧12221与第一开口1312的第一端可大致位于同一平面内,从动块1222的第二侧12222与第二开口1323的第一端可大致位于同一平面内。
当然,在其它一些实施例中,上述从动块也可以设置在马达的外壳上,这时,支架上对应从动块的位置可设置避让孔,以便于从动块可由支架的第二容纳槽伸出,完成与输出端座的配合组装。
一并参考图10和图11所示,图10为本申请实施例提供的驱动装置在一种工作状态下的局部结构侧视图,图11为图10中所示的驱动装置在B-B处的截面结构示意图。当马达由初始位置绕输出轴向右侧(顺时针)转动时,马达121及被驱动部件(例如支架和机器人头部)的重力正功,对于下侧的输出端座130来说,扭簧133的第一扭转臂1331在对应的从动块1222的驱动下随同马达121同步转动,第二扭转臂1332与第二开口1323的第一端13231抵接,保持不动;对于上侧的输出端座130来说,扭簧133的第一扭转臂1331与第一开口1312的第一端13121抵接,保持不动,第二扭转臂1332在对应的从动块1222的驱动下随同马达121同步转动。随着马达121的转动,两侧的扭簧133逐渐收缩,在此过程中,马达121及被驱动部件的重力所做的正功可转化为弹性势能储存在扭簧133中,使扭簧133变为蓄能状态。当马达121由右侧回正时,马达121及被驱动部件的重力做负功,在此过程中,除马达121的驱动力外,扭簧133也会释放所储存的势能,因此可以抵消或部分抵消马达121及被驱动部件的重力所做的负功。需要说明的是,本实施例的驱动装置所采用“上”“下”“左”“右”等方位用词主要依据驱动装置于图10和图11中的展示方位进行阐述,并不形成对驱动装置于实际应用场景中的方位的限定。
应当理解的是,在上述过程中,马达121向右侧的最大转动角度可以由下侧的第一扭转臂1331在第一开口1312内的转动角度所决定,当第一扭转臂1331在从动块1222的带动下与第一开口1312的第二端13122抵接时,即可以理解为马达121已转动至右侧极限位置。在实际应用中,可以根据机械设备的运动需求来设计第一开口1312的大小,此处不再过多赘述。
当然,在其它一些实施方式中,马达121向右侧的最大转动角度也可以由上侧的第二扭转臂1332在第二开口1323内的转动角度决定,当第二扭转臂1332在从动块1222的带动下与第二开口1323的第二端13232抵接时,可以理解为马达121已转动至右侧极限位置。示例性地,下侧输出端座130的第一开口1312与上侧输出端座130的第二开口1323的尺寸可以一致,这样当马达121转动至极限位置时两侧的输出端座130可以同时对其限位,从而可以提高驱动装置的工作可靠性。
另外需要说明的是,通过将马达121的两个输出轴分别通过输出端座130与底座转动连接,一方面可以提高马达121的运行平稳性,另一方面,马达121及被驱动部件的重力所做的功可以由两侧的两个输出端座130的扭簧133共同承担,因此可以降低对扭簧133的储能要求,进而可以减小输出端座130的成本。具体实施时,由于两侧的输出端座130结构相同,两者可以实现共用,因此可以进一步降低设计及制造成本。
一并参考图12和图13所示,图12为本申请实施例提供的驱动装置在另一种工作状态下的局部结构侧视图,图13为图12中所示的驱动装置在C-C处的截面结构示意图。当马达由初始位置绕输出轴向左侧(逆时针)转动时,马达121及被驱动部件的重力做正功,对于下侧的输出端座130来说,扭簧133的第一扭转臂1331与第一开口1312的第一端13121抵接,保持不动,第二扭转臂1332在对应的从动块1222的驱动下随同马达121同步转动;对于上侧的输出端座130来说,扭簧133的第一扭转臂1331在对应的从动块1222的驱动下随同马达121同步转动,第二扭转臂1332与第二开口1323的第一端13231抵接,保持不动。随着马达121的转动,两侧的扭簧133逐渐收紧,在此过程中,马达121及被驱动部件的重力所做的正功可转化为弹性势能储存在扭簧133中,使扭簧133变为蓄能状态。当马达由左侧回正时,马达121及被驱动部件的重力做负功,在此过程中,除马达121的驱动力外,扭簧133也会释放所储存的势能,以抵消或部分抵消马达121及被驱动部件的重力所做的负功。需要说明的是,本实施例的驱动装置所采用“上”“下”“左”“右”等方位用词主要依据驱动装置于图12和图13中的展示方位进行阐述,并不形成对驱动装置于实际应用场景中的方位的限定。
类似地,在上述过程中,马达121向左侧的最大转动角度可以由下侧的第二扭转臂1332在第二开口1323内的转动角度所决定,当第二扭转臂1332在从动块1222的带动下与第二开口1323的第二端13232抵接时,即可以理解为马达121已转动至左侧极限位置。或者,马达121向左侧的最大转动角度也可以由上侧的第一扭转臂1331在第一开口1312内的转动角度决定。示例性地,下侧输出端座130的第二开口1323与上侧输出端座130的第一开口1312的尺寸可以一致,这样当马达121转动至极限位置时两侧的输出端座130可以同时对其进行限位,从而可以提高驱动装置的工作可靠性。
通过以上分析可以看出,在马达121及被驱动部件由左侧或右侧回正的过程中,利用扭簧133所释放的势能来抵消或部分抵消马达121及被驱动部件的重力所做的负功,以此减小马达121在回正过程中的输出力矩。根据前文所述,马达121及被驱动部件的重力做负功的阶段是马达121的输出力矩最大的阶段,因此通过减小马达121在此过程中的输出力矩即可以达到减小马达121的额定功率的目的,进而可以降低所选用马达121的规格,降低马达121的成本。
此外,若马达121在转动过程中突然断电,马达121及被驱动部件在重力的作用下向左侧或者右侧转动坠落时,扭簧133同样能够通过收缩变形来吸收马达121及被驱动部件的重力所做的功,此时相当于利用扭簧133对马达121进行了制动,因此可以使马达121的转速逐渐降低至零,最终使马达121及被驱动部件可以悬停在某一位置,进而可以避免被驱动部件从高处快速坠落而发生意外的风险。
除上述突然断电的情况之外,当被驱动部件收到外力冲击时,外界冲击力也会优先作用在扭簧133上,这时扭簧133同样可以通过收缩变形来吸收外力所做的功,从而缓解冲击力对被驱动部件的影响,降低马达121失效的风险。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种驱动装置,其特征在于,包括底座、驱动组件以及输出端座,其中:
所述底座具有第一容纳槽;
所述驱动组件设置于所述第一容纳槽内,所述驱动组件的输出轴与所述第一容纳槽的中轴线呈夹角设置,所述驱动组件上靠近所述输出轴的位置设置有从动块;
所述输出端座分别与所述驱动组件的输出轴和所述底座的内壁固定连接,以将所述驱动组件支撑于所述第一容纳槽内;所述输出端座包括第一端盖、第二端盖和扭簧,所述第一端盖与所述第二端盖扣合连接并形成容纳腔,所述第一端盖靠近所述输出轴设置,所述第一端盖沿周向设置有第一开口,所述第二端盖沿周向设置有第二开口;所述扭簧设置于所述容纳腔内,所述扭簧的两端分别具有第一扭转臂和第二扭转臂,所述第一扭转臂由所述第一开口伸出并可在所述第一开口内滑动,所述第二扭转臂由所述第二开口伸出并可在所述第二开口内滑动;当所述扭簧处于释能状态时,所述第一扭转臂与所述从动块的第一侧抵接,所述第二扭转臂与所述从动块的第二侧抵接。
2.如权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述输出轴与所述第一容纳槽的中轴线垂直设置。
3.如权利要求1或2所述的驱动装置,其特征在于,所述第一开口与所述第二开口沿周向错位设置;
所述第一开口具有靠近所述第二开口的第一端以及远离所述第二开口的第二端,所述第二开口具有靠近所述第一开口的第一端以及远离所述第一开口的第二端;
当所述扭簧处于释能状态时,所述第一扭转臂与所述第一开口的第一端抵接,所述第二扭转臂与所述第二开口的第一端抵接。
4.如权利要求3所述的驱动装置,其特征在于,当所述从动块带动所述第一扭转臂由所述第一开口的第一端向所述第一开口的第二端滑动时,所述扭簧收缩,并由释能状态变为蓄能状态。
5.如权利要求3或4所述的驱动装置,其特征在于,当所述从动块带动所述第二扭转臂由所述第二开口的第一端向所述第二开口的第二端滑动时,所述扭簧收缩,并由释能状态变为蓄能状态。
6.如权利要求1~5任一项所述的驱动装置,其特征在于,所述驱动组件具有两个所述输出轴,两个所述输出轴由所述驱动组件相对的两侧向外延伸,且两个所述输出轴的轴线重合;
所述输出端座的数量为两个,两个所述输出端座分别将两个所述输出轴与所述底座的内壁固定连接。
7.如权利要求1~6任一项所述的驱动装置,其特征在于,所述驱动组件包括马达和支架,所述支架固定设置于所述马达背离所述底座的一端,所述支架用于与被驱动部件固定连接。
8.如权利要求7所述的驱动装置,其特征在于,所述支架具有第二容纳槽,所述马达背离所述底座的一端设置于所述第二容纳槽内。
9.如权利要求7或8所述的驱动装置,其特征在于,所述从动块设置于所述马达的外壳上;或者,所述从动块设置于所述支架上。
10.一种机械设备,其特征在于,包括被驱动部件以及如权利要求1~9任一项所述的驱动装置,所述被驱动部件与所述驱动组件固定连接。
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