CN117823607A - 一种人形机器人用的齿轮和齿轮减速机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及齿轮减速设备的技术领域，具体公开了一种人形机器人用的齿轮和齿轮减速机，其技术方案要点是：包括机壳、第一传动轴、第二传动轴、第一齿轮组、第二齿轮组和调节机构，第一传动轴和第二传动轴连接于机壳，第一齿轮组包括第一主动齿轮和第一从动齿轮，第二齿轮组包括第二主动齿轮和第二从动齿轮，调节机构用于驱动第二传动轴移动，当第二传动轴移动至第一主动齿轮与第一从动齿轮正对位置时，第一主动齿轮与第一从动齿轮相啮合，当第二传动轴移动至第二主动齿轮与第二从动齿轮正对位置时，第二主动齿轮与第二从动齿轮相啮合。本申请具有提高机器人工作灵活性的效果。
Description
技术领域
本申请涉及齿轮减速设备的技术领域，尤其是涉及一种人形机器人用的齿轮和齿轮减速机。
背景技术
机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。
齿轮减速箱是按照原动机连接减速箱，减速箱再连接工作机的原理来进行工作的，是一种动力传达设备。在机器人领域中，为了避免电机直接带动负载，保护电机，通常在电机的输出轴上连接齿轮减速机，通过不同直径的齿轮啮合，使得改变电机的传动比，从而提高扭矩。
针对上述中的相关技术，发明人认为齿轮减速箱内的齿轮啮合方式固定，使得传动比固定，而机器人的工作要求较高，需要满足各种不同的工作场景，单一的传动比降低了机器人的工作灵活性。
发明内容
为了提高机器人的工作灵活性，本申请提供一种人形机器人用的齿轮和齿轮减速机。
本申请提供的一种人形机器人用的齿轮和齿轮减速机，采用如下的技术方案：
一种人形机器人用的齿轮，包括机壳、第一传动轴、第二传动轴、第一齿轮组、第二齿轮组和调节机构，所述第一传动轴和所述第二传动轴呈平行设置且转动连接于所述机壳，所述第一齿轮组包括第一主动齿轮和第一从动齿轮，所述第二齿轮组包括第二主动齿轮和第二从动齿轮，所述第一主动齿轮和所述第二主动齿轮均固定套设于所述第一传动轴，所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮均固定套设于所述第二传动轴，所述调节机构设置于所述机壳上用于驱动所述第二传动轴沿其长度方向移动，当所述第二传动轴移动至所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮正对位置时，所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮相啮合，当所述第二传动轴移动至所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮正对位置时，所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮相啮合。
通过采用上述技术方案，机壳对第一传动轴、第二传动轴、第一齿轮组、第二齿轮组以及调节机构进行支撑，当调节机构驱动第二传动轴移动至第一主动齿轮与第一从动齿轮正对位置时，第一主动齿轮与第一从动齿轮相啮合，第一传动轴通过相啮合的第一主动齿轮和第一从动齿轮带动第二传动轴转动，此时齿轮输出一种传动比，当调节机构驱动第二传动轴移动至第二主动齿轮与第二从动齿轮正对位置时，第二主动齿轮与第二从动齿轮相啮合，第一传动轴通过相啮合的第二主动齿轮和第二从动齿轮带动第二传动轴转动，此时齿轮输出另一种传动比，有利于提高机器人的工作灵活性，从而可以使得机器人满足更多不同的工作场景。
优选的，所述调节机构包括驱动组件、导向件和连接板，所述连接板的一端转动套设于所述第二传动轴，所述连接板的另一端连接在所述驱动组件上，所述驱动组件设置于所述机壳上用于驱动所述连接板沿所述第二传动轴的长度方向移动，所述导向件对所述连接板的移动进行导向。
通过采用上述技术方案，连接板将第二传动轴连接在驱动组件上，当需要对第二传动轴的位置进行调节时，驱动组件驱动连接板沿第二传动轴的长度方向进行移动，使得第一主动齿轮与第一从动齿轮相啮合或使得第二主动齿轮与第二从动齿轮相啮合，从而实现对传动比输出的改变，导向件对连接板的移动进行导向，有利于提高第二传动轴移动时的稳定性。
优选的，所述驱动组件包括驱动件、丝杆以及滑块，所述丝杆平行于所述第二传动轴且转动连接于所述机壳，所述驱动件设置于所述机壳上用于驱动所述丝杆转动，所述滑块螺纹套设于所述丝杆，所述连接板远离所述第二传动轴的一端固定连接于所述滑块。
通过采用上述技术方案，驱动件驱动丝杆转动，转动的丝杆带动滑块沿丝杆的长度方向进行移动，从而带动固定在滑块上的连接板沿丝杆的长度方向移动，连接板再带动第二传动轴进行移动，从而实现对第二传动轴位置的调整。
优选的，所述导向件设置为导向杆，所述导向杆固定设置于所述机壳，且所述导向杆平行于所述第二传动轴，所述导向杆活动穿设于所述连接板。
通过采用上述技术方案，导向杆对连接板的移动进行导向，有利于提高第二传动轴移动时的稳定性。
优选的，所述驱动件包括第一驱动电机、主动轮、从动轮以及皮带，所述所述第一驱动电机固定设置于所述机壳上，所述主动轮固定套设于所述第一驱动电机的输出轴，所述从动轮固定套设于所述丝杆的一端，所述皮带紧凑环绕于所述主动轮和所述从动轮。
通过采用上述技术方案，第一驱动电机的输出轴转动以带动主动轮转动，转动的主动轮通过皮带带动从动轮转动，从动轮转动带动丝杆转动，从而实现带动第二传动轴进行移动。
优选的，所述机壳设置有用于阻挡所述滑块向其一端继续移动的第一限位块，当所述滑块抵接于所述第一限位块时，所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮正对相啮合。
通过采用上述技术方案，当滑块抵接于第一限位块时，第一主动齿轮与第一从动齿轮正对相啮合，第一限位块对滑块的移动进行阻挡限位，有利于提高第一主动齿轮与第一从动齿轮相啮合时的稳定性。
优选的，所述机壳设置有用于阻挡所述滑块向其另一端继续移动的第二限位块，当所述滑块抵接于所述第二限位块时，所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮正对相啮合。
通过采用上述技术方案，当滑块抵接于第二限位块时，第二主动齿轮与第二从动齿轮正对相啮合，第二限位块兑滑块的移动进行阻挡限位，有利于提高第二主动齿轮与第二从动齿轮相啮合时的稳定性。
优选的，所述第一主动齿轮的直径大于所述第一从动齿轮的直径，所述第二主动齿轮的直径小于所述第二从动齿轮的直径。
通过采用上述技术方案，此设置使得齿轮可以输出两种不同的传动比，有利于提高机器人的工作灵活性，从而能够满足更多的工作场景。
优选的，所述第二传动轴的一端设置有连接座，所述连接座包括第一转盘、第二转盘、伸缩杆以及输出轴，所述输出轴转动穿设于所述机壳，所述第一转盘固定套设于所述输出轴穿入所述机壳的端部，所述第二转盘固定套设于所述第二传动轴的端部，所述伸缩杆的一端垂直固定连接于所述第二转盘，所述伸缩杆的另一端活动穿设于所述第一转盘。
通过采用上述技术方案，第一转盘、第二转盘、伸缩杆以及输出轴将第二传动轴的一端连接在机壳上，且随着第二传动轴的移动，由于伸缩杆活动穿设于第一转盘，使得第二传动轴的移动不会带动输出轴移动，从而有利于提高传动比变化时输出轴的稳定性。
一种齿轮减速机，包括上述的齿轮，还包括第二驱动电机、第三主动齿轮以及第三从动齿轮，所述第二驱动电机固定设置于所述机壳，所述第三主动齿轮固定套设于所述第二驱动电机的输出轴，所述第三从动齿轮固定套设于所述第一传动轴，且所述第三主动齿轮与所述第三从动齿轮相啮合
通过采用上述技术方案，第二驱动电机的输出轴带动第三主动齿轮转动，第三主动主轮通过相啮合的第三从动齿轮带动第一传动轴转动，从而实现减速机的运行，且减速机通过相啮合的第一主动齿轮和第一从动齿轮或者相啮合的第二主动齿轮和第二从动齿轮实现输出不同的传动比，从而有利于提高机器人的工作灵活性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过设置第一传动轴、第二传动轴、第一齿轮组、第二齿轮组和调节机构，当调节机构驱动第二传动轴移动至第一主动齿轮与第一从动齿轮正对位置时，第一主动齿轮与第一从动齿轮相啮合，第一传动轴通过相啮合的第一主动齿轮和第一从动齿轮带动第二传动轴转动，此时齿轮输出一种传动比，当调节机构驱动第二传动轴移动至第二主动齿轮与第二从动齿轮正对位置时，第二主动齿轮与第二从动齿轮相啮合，第一传动轴通过相啮合的第二主动齿轮和第二从动齿轮带动第二传动轴转动，此时齿轮输出另一种传动比，有利于提高机器人的工作灵活性，从而可以使得机器人满足更多不同的工作场景。
2.通过设置驱动件、丝杆和滑块，驱动件驱动丝杆转动，转动的丝杆带动滑块沿丝杆的长度方向进行移动，从而带动固定在滑块上的连接板沿丝杆的长度方向移动，连接板再带动第二传动轴进行移动，从而实现对第二传动轴位置的调整。
3.通过设置第一驱动电机、主动轮、从动轮以及皮带，第一驱动电机的输出轴转动以带动主动轮转动，转动的主动轮通过皮带带动从动轮转动，从动轮转动带动丝杆转动，从而实现带动第二传动轴进行移动。
附图说明
图1是本申请实施例中齿轮减速机的整体结构示意图。
图2是本申请实施例中齿轮减速机另一视角的结构示意图。
图3是图1中A部的放大图。
图4是图1中B部的放大图。
附图标记说明：
1、机壳；2、第一传动轴；3、第二传动轴；4、第一齿轮组；41、第一主动齿轮；42、第一从动齿轮；5、第二齿轮组；51、第二主动齿轮；52、第二从动齿轮；6、调节机构；61、驱动组件；611、驱动件；6111、第一驱动电机；6112、主动轮；6113、从动轮；6114、皮带；612、丝杆；613、滑块；62、导向杆；63、连接板；7、第一限位块；8、第二限位块；9、连接座；91、第一转盘；92、第二转盘；93、伸缩杆；94、输出轴；10、第二驱动电机；11、第三主动齿轮；12、第三从动齿轮。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种人形机器人用的齿轮，参照图1，包括机壳1、第一传动轴2、第二传动轴3、第一齿轮组4、第二齿轮组5和调节机构6，机壳1对第一传动轴2、第二传动轴3、第一齿轮组4、第二齿轮组5以及调节机构6进行支撑，第一传动轴2和第二传动轴3呈平行设置且转动连接于机壳1，同时，第一传动轴2与第二传动轴3通过第一齿轮组4或第二齿轮组5实现联动，以产生不同的传动比。
参照图1，第一齿轮组4包括第一主动齿轮41和第一从动齿轮42，第二齿轮组5包括第二主动齿轮51和第二从动齿轮52，第一主动齿轮41和第二主动齿轮51均固定套设于第一传动轴2，且第一主动齿轮41与第二主动齿轮51之间具有间隙，第一从动齿轮42和第二从动齿轮52均固定套设于第二传动轴3，且第一从动齿轮42与第二从动齿轮52之间具有间隙，调节机构6设置于机壳1上用于驱动第二传动轴3沿其长度方向移动，以使第一主动齿轮41对准于第一从动齿轮42或使第二主动齿轮51对准于第二从动齿轮52。当第二传动轴3移动至第一主动齿轮41与第一从动齿轮42正对位置时，第一主动齿轮41与第一从动齿轮42相啮合，且第二主动齿轮51与第二从动齿轮52相分离，第一传动轴2通过相啮合的第一主动齿轮41和第一从动齿轮42带动第二传动轴3转动，以产生一种传动比的扭矩；当第二传动轴3移动至第二主动齿轮51与第二从动齿轮52正对位置时，第二主动齿轮51与第二从动齿轮52相啮合，且第一主动齿轮41与第一从动齿轮42相分离，第一传动轴2通过相啮合的第二主动齿轮51和第二从动齿轮52带动第二传动轴3转动，以产生另一种传动比的扭矩。
在本实施例中，第一主动齿轮41的直径大于第一从动齿轮42的直径，第二主动齿轮51的直径小于第二从动齿轮52的直径。
参照图1和图2，第二传动轴3的一端设置有连接座9，具体的，连接座9包括第一转盘91、第二转盘92、伸缩杆93以及输出轴94，输出轴94转动穿设于机壳1，且输出轴94与第二传动轴3位于同一轴线上，第一转盘91固定套设于输出轴94穿入机壳1的端部，第二转盘92固定套设于第二传动轴3的端部，伸缩杆93的一端垂直固定连接于第二转盘92，伸缩杆93的另一端活动穿设于第一转盘91，在本实施例中，伸缩杆93的数量设置有四个，四个伸缩杆93均匀间隔环绕于转轴的周侧，以进一步提高第二传动轴3移动时的稳定性。
参照图1，调节机构6包括驱动组件61、导向件和连接板63，连接板63的一端通过轴承转动套设于第二传动轴3，连接板63的另一端连接在驱动组件61上，驱动组件61设置于机壳1上用于驱动连接板63沿第二传动轴3的长度方向移动，以实现第一主动齿轮41与第一从动齿轮42的啮合或实现第二主动齿轮51与第二从动齿轮52的啮合。同时，导向件对连接板63的移动进行导向。
参照图1，驱动组件61包括驱动件611、丝杆612以及滑块613，丝杆612平行于第二传动轴3且转动连接于机壳1，驱动件611设置于机壳1上用于驱动丝杆612转动，滑块613螺纹套设于丝杆612，连接板63远离第二传动轴3的一端固定连接于滑块613的侧壁。当驱动件611驱动丝杆612转动时，转动的丝杆612带动滑块613沿丝杆612的长度方向进行移动，移动的滑块613通过连接板63带动第二传动轴3移动。在本实施例中，导向件设置为导向杆62，导向杆62固定设置于机壳1，且导向杆62平行于第二传动轴3，导向杆62活动穿设于连接板63，当连接板63在滑块613的带动下移动时，导向杆62对连接块的移动进行导向，同时有利于提高第二传动轴3移动时的稳定性。
参照图1和图3，驱动件611包括第一驱动电机6111、主动轮6112、从动轮6113以及皮带6114，具体的，第一驱动电机6111固定设置于机壳1上，且第一驱动电机6111的输出轴平行于丝杆612，主动轮6112固定套设于第一驱动电机6111的输出轴，从动轮6113固定套设于丝杆612靠近于第一驱动电机6111的一端，且皮带6114紧凑环绕于主动轮6112和从动轮6113。第一驱动电机6111输出轴的转动带动主动轮6112转动，主动轮6112通过皮带6114带动从动轮6113转动，从动轮6113带动丝杆612转动，从而实现带动第二传动轴3的移动。需要说明的是，第一驱动电机6111选用为可正反转的伺服电机。
参照图1和图4，机壳1设置有用于阻挡滑块613向其一端继续移动的第一限位块7，当滑块613抵接于第一限位块7时，第一主动齿轮41与第一从动齿轮42正对相啮合，以防止第一主动齿轮41和第一从动齿轮42需要啮合时分离。同时，机壳1还设置有用于阻挡滑块613向其另一端继续移动的第二限位块8，当滑块613抵接于第二限位块8时，第二主动齿轮51与第二从动齿轮52正对相啮合，以防止第二主动齿轮51和第二从动齿轮52需要啮合时分离。
本申请实施例还公开一种齿轮减速机，参照图1和图2，包括上述的齿轮，还包括第二驱动电机10、第三主动齿轮11以及第三从动齿轮12，第二驱动电机10固定设置于机壳1，且第二驱动电机10的输出轴平行于第一传动轴2，第三主动齿轮11固定套设于第二驱动电机10的输出轴，第三从动齿轮12固定套设于第一传动轴2的一端，且第三主动齿轮11与第三从动齿轮12相啮合。第二驱动电机10输出轴的转动带动第三主动齿轮11转动，第三主动齿轮11通过相啮合的第三从动齿轮12带动第一传动轴2转动，从而实现减速机的运转。
本申请实施例一种人形机器人用的齿轮和齿轮减速机的实施原理为：第二驱动电机10通过第三主动齿轮11和第三从动齿轮12带动第一传动轴2转动，当第一驱动电机6111带动第二传动轴3移动，使得第一主动齿轮41与第一从动齿轮42相啮合时，转动的第一传动轴2通过相啮合的第一主动齿轮41和第一从动齿轮42带动第二传动轴3转动，第二传动轴3转动以带动输出轴94以一种传动比的扭矩进行转动；当第一驱动电机6111带动第二传动轴3移动，使得第二主动齿轮51与第二从动齿轮52相啮合时，转动的第一传动轴2通过相啮合的第二主动齿轮51和第二从动齿轮52带动第二传动轴3转动，第二传动轴3转动以带动输出轴94以另一种传动比的扭矩进行转动，有利于提高机器人的工作灵活性，从而可以使得机器人满足更多不同的工作场景。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种人形机器人用的齿轮，其特征在于：包括机壳(1)、第一传动轴(2)、第二传动轴(3)、第一齿轮组(4)、第二齿轮组(5)和调节机构(6)，所述第一传动轴(2)和所述第二传动轴(3)呈平行设置且转动连接于所述机壳(1)，所述第一齿轮组(4)包括第一主动齿轮(41)和第一从动齿轮(42)，所述第二齿轮组(5)包括第二主动齿轮(51)和第二从动齿轮(52)，所述第一主动齿轮(41)和所述第二主动齿轮(51)均固定套设于所述第一传动轴(2)，所述第一从动齿轮(42)和所述第二从动齿轮(52)均固定套设于所述第二传动轴(3)，所述调节机构(6)设置于所述机壳(1)上用于驱动所述第二传动轴(3)沿其长度方向移动，当所述第二传动轴(3)移动至所述第一主动齿轮(41)与所述第一从动齿轮(42)正对位置时，所述第一主动齿轮(41)与所述第一从动齿轮(42)相啮合，当所述第二传动轴(3)移动至所述第二主动齿轮(51)与所述第二从动齿轮(52)正对位置时，所述第二主动齿轮(51)与所述第二从动齿轮(52)相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种人形机器人用的齿轮，其特征在于：所述调节机构(6)包括驱动组件(61)、导向件和连接板(63)，所述连接板(63)的一端转动套设于所述第二传动轴(3)，所述连接板(63)的另一端连接在所述驱动组件(61)上，所述驱动组件(61)设置于所述机壳(1)上用于驱动所述连接板(63)沿所述第二传动轴(3)的长度方向移动，所述导向件对所述连接板(63)的移动进行导向。
3.根据权利要求2所述的一种人形机器人用的齿轮，其特征在于：所述驱动组件(61)包括驱动件(611)、丝杆(612)以及滑块(613)，所述丝杆(612)平行于所述第二传动轴(3)且转动连接于所述机壳(1)，所述驱动件(611)设置于所述机壳(1)上用于驱动所述丝杆(612)转动，所述滑块(613)螺纹套设于所述丝杆(612)，所述连接板(63)远离所述第二传动轴(3)的一端固定连接于所述滑块(613)。
4.根据权利要求2所述的一种人形机器人用的齿轮，其特征在于：所述导向件设置为导向杆(62)，所述导向杆(62)固定设置于所述机壳(1)，且所述导向杆(62)平行于所述第二传动轴(3)，所述导向杆(62)活动穿设于所述连接板(63)。
5.根据权利要求3所述的一种人形机器人用的齿轮，其特征在于：所述驱动件(611)包括第一驱动电机(6111)、主动轮(6112)、从动轮(6113)以及皮带(6114)，所述第一驱动电机(6111)固定设置于所述机壳(1)上，所述主动轮(6112)固定套设于所述第一驱动电机(6111)的输出轴，所述从动轮(6113)固定套设于所述丝杆(612)的一端，所述皮带(6114)紧凑环绕于所述主动轮(6112)和所述从动轮(6113)。
6.根据权利要求3所述的一种人形机器人用的齿轮，其特征在于：所述机壳(1)设置有用于阻挡所述滑块(613)向其一端继续移动的第一限位块(7)，当所述滑块(613)抵接于所述第一限位块(7)时，所述第一主动齿轮(41)与所述第一从动齿轮(42)正对相啮合。
7.根据权利要求3所述的一种人形机器人用的齿轮，其特征在于：所述机壳(1)设置有用于阻挡所述滑块(613)向其另一端继续移动的第二限位块(8)，当所述滑块(613)抵接于所述第二限位块(8)时，所述第二主动齿轮(51)与所述第二从动齿轮(52)正对相啮合。
8.根据权利要求1所述的一种人形机器人用的齿轮，其特征在于：所述第一主动齿轮(41)的直径大于所述第一从动齿轮(42)的直径，所述第二主动齿轮(51)的直径小于所述第二从动齿轮(52)的直径。
9.根据权利要求1所述的一种人形机器人用的齿轮，其特征在于：所述第二传动轴(3)的一端设置有连接座(9)，所述连接座(9)包括第一转盘(91)、第二转盘(92)、伸缩杆(93)以及输出轴(94)，所述输出轴(94)转动穿设于所述机壳(1)，所述第一转盘(91)固定套设于所述输出轴(94)穿入所述机壳(1)的端部，所述第二转盘(92)固定套设于所述第二传动轴(3)的端部，所述伸缩杆(93)的一端垂直固定连接于所述第二转盘(92)，所述伸缩杆(93)的另一端活动穿设于所述第一转盘(91)。
10.一种齿轮减速机，包括权利1-9任一项所述的齿轮，其特征在于：还包括第二驱动电机(10)、第三主动齿轮(11)以及第三从动齿轮(12)，所述第二驱动电机(10)固定设置于所述机壳(1)，所述第三主动齿轮(11)固定套设于所述第二驱动电机(10)的输出轴，所述第三从动齿轮(12)固定套设于所述第一传动轴(2)，且所述第三主动齿轮(11)与所述第三从动齿轮(12)相啮合。
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| CN202410024577.XA CN117823607A (zh) | 2024-01-06 | 2024-01-06 | 一种人形机器人用的齿轮和齿轮减速机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117823607A true CN117823607A (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=90511520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410024577.XA Pending CN117823607A (zh) | 2024-01-06 | 2024-01-06 | 一种人形机器人用的齿轮和齿轮减速机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117823607A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119370759A (zh) * | 2024-12-26 | 2025-01-28 | 江苏奥德减速机有限公司 | 一种凿井绞车用双速比减速机 |
| CN119437169A (zh) * | 2025-01-08 | 2025-02-14 | 陕西省外经贸建设集团有限公司 | 一种房建施工用墙体垂直度检测仪 |
-
2024
- 2024-01-06 CN CN202410024577.XA patent/CN117823607A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119370759A (zh) * | 2024-12-26 | 2025-01-28 | 江苏奥德减速机有限公司 | 一种凿井绞车用双速比减速机 |
| CN119437169A (zh) * | 2025-01-08 | 2025-02-14 | 陕西省外经贸建设集团有限公司 | 一种房建施工用墙体垂直度检测仪 |
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