CN206320202U - 齿轮离合器及舵机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种齿轮离合器，包括围绕转轴的长轴分布且能与所述转轴固定连接的至少一个弹性支撑结构、设于所述弹性支撑结构外侧的离合凸起结构及设于齿轮上的内齿槽结构，所述弹性支撑结构为环状支撑结构，所述离合凸起结构能与所述内齿槽结构啮合，所述齿轮与所述转轴之间为过盈配合。本实用新型提供的齿轮离合器通过设置弹性支撑结构与离合凸起结构，遇到堵转时，在电机持续转动的情况下，也能使得齿轮与转轴之间发生相对转动，可以有效地保护齿轮或电机在堵转等情况下不被损坏。
Description
技术领域
本实用新型属于机器人控制技术领域，更具体地说，是涉及一种齿轮离合器及包含该齿轮离合器的舵机。
背景技术
机器人舵机中电机的扭矩传递到舵盘处要经过减速齿轮组，而减速齿轮组用于将高转速小扭矩的电机输出转化为低转速大扭矩的输出。现有减速齿轮组的输出齿轮多为一体式结构，这种结构的齿轮工作时，如遇外力堵转，则可能会损坏电机或者减速齿轮。目前，还没有一种有效的减速结构，能对机器人舵机中整体结构较小的减速齿轮组进行保护的结构。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种齿轮离合器，旨在解决现有技术中存在的机器人舵机中再工作过程中减速齿轮组遇到外力堵转容易损坏电机或减速齿轮的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种齿轮离合器，包括：围绕转轴的长轴分布且能与所述转轴固定连接的至少一个弹性支撑结构、设于所述弹性支撑结构外侧的离合凸起结构及设于齿轮上的内齿槽结构，所述弹性支撑结构为环状支撑结构，所述离合凸起结构能与所述内齿槽结构啮合，所述齿轮与所述转轴之间为过盈配合。
进一步地，还包括同轴且固定地套设于所述转轴外部的套筒，所述套筒与所述弹性支撑结构的内侧面固接。
进一步地，所述套筒的后端面突出于所述弹性支撑结构的后端面，所述齿轮的中心安装孔与所述套筒的外侧面过盈配合。
进一步地，所述弹性支撑结构具有两个，均为扇环状。
进一步地，所述离合凸起结构包括至少一个能与所述内齿槽结构紧密啮合的啮合凸起。
进一步地，所述离合凸起结构还包括至少一个设于所述啮合凸起侧面的缓冲凸起，在所述套筒的同一径向面内，所述缓冲凸起的外端面到所述套筒中轴的最短距离小于所述啮合凸起的外端面到所述套筒中轴的最短距离，且大于所述内齿槽结构的齿顶到所述套筒中轴的最短距离。
进一步地，所述啮合凸起具有一个。
进一步地，所述缓冲凸起具有两个，且对称地设于所述啮合凸起两侧。
进一步地，所述内齿槽结构的齿顶、所述啮合凸起的外侧面及所述缓冲凸起的外侧面均为弧面。
本实用新型提供的齿轮离合器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型齿轮离合器通过设置弹性支撑结构与离合凸起结构，由于弹性支撑结构与转轴固定连接，且齿轮与转轴之间过盈配合，在足够大外力作用下能够发生转动，遇到堵转时，在电机持续转动的情况下，有足够大的外力作用于转轴与齿轮之间，齿轮与转轴之间仍然具有对转动的趋势，离合凸起与内齿槽之间也有相对转动的趋势，当外力足够大时，由于环状的弹性支撑结构具有弹性，在转动趋势的持续作用下会压缩发生弹性形变，使得离合凸起能够脱离初始的齿槽位置，转动到相邻的齿槽中，达到使得齿轮与转轴之间发生相对转动的目的，使电机输出的扭矩仍然能够传递出去，可以有效的保护齿轮或电机在堵转等情况下不被损坏。
本实用新型还提供一种舵机，包括上述的齿轮离合器。
本实用新型提供的舵机的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型舵机采用上述齿轮离合器，能够有效的对减速齿轮组、电机及输出齿轮进行保护，能够有效降低堵转等情况对舵机的损坏，提高舵机的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的齿轮离合器的爆炸结构示意图；
图2为图1的A向结构示意图；
图3为本实用新型实施例所采用的弹性支撑结构、离合凸起结构与转轴的装配结构立体图一；
图4为本实用新型实施例所采用的弹性支撑结构、离合凸起结构与转轴的装配结构立体图二。
图中：1、转轴；2、弹性支撑结构；3、离合凸起结构；31、啮合凸起；32、缓冲凸起；4、齿轮；5、内齿槽结构；6、套筒；7、中心安装孔。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请一并参阅图1至图4，现对本实用新型提供的齿轮离合器进行说明。所述齿轮离合器，包括围绕转轴1的长轴分布且能与转轴1固定连接的至少一个弹性支撑结构2、设于弹性支撑结构2外侧的离合凸起结构3及设于齿轮4上的内齿槽结构5，弹性支撑结构2为环状支撑结构，离合凸起结构3能与内齿槽结构5啮合，齿轮4与转轴1之间为过盈配合。其中,内齿槽结构5的齿牙围绕转轴1的中轴分布。
本实用新型提供的齿轮离合器，与现有技术相比，通过设置弹性支撑结构与离合凸起结构，由于弹性支撑结构2与转轴固定连接，且齿轮5与转轴1之间过盈配合，在足够大外力作用下能够发生转动，遇到堵转时，在电机持续转动的情况下，有足够大的外力作用于转轴1与齿轮5之间，齿轮5与转轴1之间仍然具有相对转动的趋势，离合凸起结构3与内齿槽结构5之间也有相对转动的趋势，当外力足够大时，由于环状的弹性支撑结构2具有弹性，在转动趋势的持续作用下会压缩发生弹性形变，使得离合凸起结构3能够脱离初始的齿槽位置，转动到相邻的齿槽中，达到使得齿轮5与转轴1之间发生相对转动的目的，使电机输出的扭矩仍然能够传递出去，可以有效的保护齿轮或电机在堵转等情况下不被损坏。在正常工作情况下，外力作用不明显，离合凸起还能够防止齿轮与转轴之间发生相对转动。
需要注意的是，转动可能是不连续的，当离合凸起结构3达到相邻齿槽中时，会停止旋转，等待电机持续转动至外力足够大，进而发生下一次的转动，因此，出现堵转的情况后，能发现该处运动出现不连续的卡顿动作，进而及时的停转进行检修。
需要注意的是，由于在发生相对转动的过程中，离合凸起结构3会受到很大的径向力的作用，采用环状的弹性支撑结构2能对离合凸起结构3进行稳定的支撑，防止弹性支撑结构2损坏进而使离合凸起结构3偏离正常工作位置导致离合作用失效。
优选地，请一并参阅图1至图4，作为本实用新型提供的齿轮离合器的一种具体实施方式，弹性支撑结构2围绕转轴1的长轴均匀且对称的分布,能够保证离合器、转轴1及齿轮4均受力均匀，有利于提高保护效果。
进一步地，请一并参阅图1至图4，作为本实用新型提供的齿轮离合器的一种具体实施方式，还包括同轴且固定地套设于转轴1外部的套筒6，套筒6与弹性支撑结构2的内侧面固接。套筒6与弹性支撑结构2及离合凸起结构之间可为一体设置，方便了弹性支撑结构2与转轴1之间的连接，套筒6与转轴1之间可为键连接等连接方式，主要目的是使套筒6能与转轴1相对固定，且不会发生沿转轴1的长轴方向的相对转动。
进一步地，请参阅图1及图3，作为本实用新型提供的齿轮离合器的一种具体实施方式，为使离合作用更有效的进行，套筒6的后端面突出于弹性支撑结构2的后端面，齿轮5的中心安装孔7与套筒6的外侧面过盈配合。弹性支撑结构2及离合凸起结构3能直接与齿轮4进行相互作用，便于离合作用更有效的进行；在装配时，齿轮4能在到达转轴1的安装位置后再与套筒6过盈配合，方便齿轮4与转轴1之间的组装，提高装配效率。
进一步地，参阅图1至图4，作为本实用新型提供的齿轮离合器的一种具体实施方式，弹性支撑结构2具有两个，均为扇环状。扇环状结构在受到径向力时能够最稳定地进行形变，防止径向力损坏弹性支撑结构2。需要注意的是，弹性支撑结构2的内环面应始终与转轴1的长轴保持平行，如此才能有效地进行离合动作。
具体地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的齿轮离合器的一种具体实施方式，离合凸起结构3包括至少一个能与内齿槽结构5紧密啮合的啮合凸起31。啮合凸起31在正常工作的情况下受到较小的外力，能对齿轮4起到限位作用，防止齿轮4在工作状态下相对转轴1转动，进而影响正常运作。在遇到堵转的情况下，啮合凸起31在弹性支撑结构2与内齿槽结构5之间传递压力，进而能达到使齿轮4持续转动的目的。
进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的齿轮离合器的一种具体实施方式，离合凸起结构3还包括至少一个设于啮合凸起31侧面的缓冲凸起32，在套筒6的同一径向面内，缓冲凸起32的外端面到套筒6中轴的最短距离小于啮合凸起31的外端面到套筒6中轴的最短距离，缓冲凸起32的外端面到套筒6中轴的最短距离大于内齿槽结构5的齿顶到套筒6中轴的最短距离。缓冲凸起32在正常工作的情况下与啮合凸起31配合对齿轮4进行限位，限位效果更好。在遇到堵转的情况下，由于缓冲凸起32较为短小，也不会影响齿轮4的转动动作。
进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的齿轮离合器的一种具体实施方式，内齿槽结构5的齿顶、啮合凸起31的外侧面及缓冲凸起32的外侧面均为弧面。在堵转情况下，内齿槽结构5与啮合凸起31及缓冲凸起32之间没有带有棱角的结构阻碍转动，能使啮合凸起31及缓冲凸起32顺畅的脱离齿槽进行转动，在啮合凸起31及缓冲凸起32于内齿槽结构5之间一离一合的动作中，内齿槽结构5及啮合凸起31和缓冲凸起32均不会受到棱角的刮擦损坏，提高齿轮离合器的使用寿命。
进一步地，参阅图1至图4，作为本实用新型提供的齿轮离合器的一种具体实施方式，啮合凸起31具有一个。
进一步地，请参阅图1至图4，作为本实用新型提供的齿轮离合器的一种具体实施方式，缓冲凸起32具有两个，且对称地设于啮合凸起31两侧。
在每一个弹性支撑结构2的外侧均有一个啮合凸起31及两个缓冲凸起32相互配合，能达到在正常工作下的限位作用，还能尽量降低堵转时能使齿轮4转动的最小外力进一步防止电机受损。
本实用新型还提供一种舵机，所述舵机包括上述的齿轮离合器。
本实用新型提供的舵机，采用了上述的齿轮离合器，能够有效的对减速齿轮组、电机及输出齿轮进行保护，能够有效降低堵转等情况对舵机的损坏，提高舵机的使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.齿轮离合器，其特征在于：包括围绕转轴的长轴分布且能与所述转轴固定连接的至少一个弹性支撑结构、设于所述弹性支撑结构外侧的离合凸起结构及设于齿轮上的内齿槽结构，所述弹性支撑结构为环状支撑结构，所述离合凸起结构能与所述内齿槽结构啮合，所述齿轮与所述转轴之间为过盈配合。
2.如权利要求1所述的齿轮离合器，其特征在于：还包括同轴且固定地套设于所述转轴外部的套筒，所述套筒与所述弹性支撑结构的内侧面固接。
3.如权利要求2所述的齿轮离合器，其特征在于：所述套筒的后端面突出于所述弹性支撑结构的后端面，所述齿轮的中心安装孔与所述套筒的外侧面过盈配合。
4.如权利要求2所述的齿轮离合器，其特征在于：所述弹性支撑结构具有两个，均为扇环状。
5.如权利要求4所述的齿轮离合器，其特征在于：所述离合凸起结构包括至少一个能与所述内齿槽结构紧密啮合的啮合凸起。
6.如权利要求5所述的齿轮离合器，其特征在于：所述离合凸起结构还包括至少一个设于所述啮合凸起侧面的缓冲凸起，在所述套筒的同一径向面内，所述缓冲凸起的外端面到所述套筒中轴的最短距离小于所述啮合凸起的外端面到所述套筒中轴的最短距离，且大于所述内齿槽结构的齿顶到所述套筒中轴的最短距离。
7.如权利要求6所述的齿轮离合器，其特征在于：所述啮合凸起具有一个。
8.如权利要求7所述的齿轮离合器，其特征在于：所述缓冲凸起具有两个，且对称地设于所述啮合凸起两侧。
9.如权利要求6所述的齿轮离合器，其特征在于：所述内齿槽结构的齿顶、所述啮合凸起的外侧面及所述缓冲凸起的外侧面均为弧面。
10.舵机，其特征在于：包括如权利要求1-9中任意一项所述的齿轮离合器。
Priority Applications (1)
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| CN111015643A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-17 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | 离合器、舵机及机器人 |
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