CN210484520U - 一种传动装置及多足机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种传动装置及多足机器人，涉及机械传动技术领域。包括机架、设置在所述机架上的驱动组件和齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括对应设置的第一端盖和第二端盖、设置在所述第一端盖和所述第二端盖外圈且与所述第一端盖和所述第二端盖转动连接的内齿圈，以及穿过所述第一端盖中心和所述第二端盖中心设置的曲柄轴组件，所述曲柄轴组件与所述驱动组件传动连接，且与所述内齿圈传动连接，所述内齿圈外圈固定设置有传动臂。能够简化制造难度，易于生产维护，并且能够传递更大的扭矩。

Description

一种传动装置及多足机器人

技术领域

本实用新型涉及机械传动技术领域，具体而言，涉及一种传动装置及多足机器人。

背景技术

机器人是集机械、电子、计算机、传感器、控制技术等多门学科为一体的综合技术，反应了一个工业体系的智能化和自动化的研究水平，同时也是高科技技术的综合表现。足式机器人有优于轮式、履带式和蠕动式机器人的出色表现，拥有多种步态，而且具有一定的越障功能，这大大提高了机器人的应用范围，特别是在复杂地形条件下进行探险、勘察、军事等领域都能得到广泛的应用。

现有的足式机器人所需传动装置多采用谐波齿轮传动，这种传动较一般的齿轮传动具有运动精度高，回差小，传动比大，重量轻，体积小，承载能力大，并能在密闭空间和辐射介质的工况下正常工作等优点。

但是，谐波齿轮传动柔轮和波发生器的制造难度较大，需要专门设备，给单件生产和维修造成了困难。另外，柔轮周期性变形，工作情况恶劣，从而易于疲劳损坏，且柔轮为弹性齿轮受材料弹性极限的限制不能传递较大的扭矩。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种传动装置，能够简化制造难度，易于生产维护，并且能够传递更大的扭矩。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面，提供一种传动装置，包括机架、设置在所述机架上的驱动组件和齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括对应设置的第一端盖和第二端盖、设置在所述第一端盖和所述第二端盖外圈且与所述第一端盖和所述第二端盖转动连接的内齿圈，以及穿过所述第一端盖中心和所述第二端盖中心设置的曲柄轴组件，所述曲柄轴组件与所述驱动组件传动连接，且与所述内齿圈传动连接，所述内齿圈外圈固定设置有传动臂。

可选地，所述曲柄轴组件包括曲柄轴，所述曲柄轴包括同心设置在两端的第一轴段和第二轴段，以及设置在所述第一轴段和所述第二轴段之间的第一偏心轮和第二偏心轮，所述第一偏心轮和所述第二偏心轮之间相位相差180°，所述第一偏心轮上设置有第一摆动齿轮，所述第二偏心轮上设置有第二摆动齿轮，所述第一摆动齿轮和所述第二摆动齿轮分别与所述内齿圈啮合传动连接。

可选地，所述驱动组件包括伺服电机，以及与所述伺服电机传动连接的传动轮，所述传动轮与所述曲柄轴的所述第一轴段远离所述第二轴段的一端固定连接。

可选地，所述机架包括相对设置的第一安装板和第二安装板，所述齿轮传动组件设置在所述第一安装板和所述第二安装板之间，且所述第一端盖和所述第二端盖通过连接件与所述第一安装板固定连接，所述第二端盖还与所述第二安装板固定连接，所述第一安装板上设置有通孔，以使所述传动轮与所述曲柄轴的所述第一轴段远离所述第二轴段的一端穿过所述通孔固定连接。

可选地，所述第一安装板和所述第二安装板相对侧分别设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一端盖卡接在所述第一凹槽内，所述第二端盖卡接在所述第二凹槽内。

可选地，所述曲柄轴组件还包括第一滚针轴承、第二滚针轴承、第三滚针轴承和第四滚针轴承，其中，所述第一滚针轴承设置在所述第一轴段与所述第一端盖之间，所述第二滚针轴承设置在所述第二轴段与所述第二端盖之间，所述第三滚针轴承设置在第一偏心轮和第一摆动齿轮之间，所述第四滚针轴承设置在所述第二偏心轮和所述第二摆动齿轮之间。

可选地，所述第一滚针轴承、所述第二滚针轴承、所述第三滚针轴承和所述第四滚针轴承之间分别设置有第一隔圈，所述第一滚针轴承和所述第二滚针轴承外侧还分别设置有第二隔圈，所述第二隔圈分别与所述第一端盖和所述第二端盖抵持，所述第二隔圈外侧还分别设置有挡圈，所述挡圈也与所述第二隔圈抵持，用于对所述第一滚针轴承、所述第二滚针轴承、所述第三滚针轴承和所述第四滚针轴承进行轴向限位。

可选地，所述第一端盖与所述内齿圈之间设置有第一轴承，所述第二端盖与所述内齿圈之间设置有第二轴承，所述第一端盖对应设置有第一环形凸起，用于对所述第一轴承轴向限位，所述第二端盖对应设置有第二环形凸起，用于对所述第二轴承轴向限位。

可选地，所述第二端盖与所述内齿圈之间还设置有骨架油封，所述骨架油封设置在所述第二轴承外侧。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种多足机器人，包括视觉导航模组、控制器，以及如上所述任意一项所述的传动装置，所述传动装置与行走关节连接，所述传动装置和视觉导航模组分别与所述控制器电连接。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的传动装置及多足机器人，通过机架以及设置在机架上的驱动组件和齿轮传动组件，使多足机器人之间各个部件相互配合，实现所需的传动关系。通过对应设置的第一端盖和第二端盖，使齿轮传动组件更加稳定可靠。通过设置在第一端盖和第二端盖外圈且与第一端盖和第二端盖转动连接的内齿圈，可以对内齿圈进行轴向限位，使内齿圈的转动更加平稳，传动更加可靠。通过穿过第一端盖中心和第二端盖中心设置的曲柄轴组件，使曲柄轴组件与内齿圈传动连接，与传统的谐波齿轮传动相比，能够简化制造难度，易于生产维护，并且能够传递更大的扭矩。转化至内齿圈的扭矩由与外圈固定设置的传动臂形成配合关系，将扭矩转化至传动臂以形成所需的动力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的传动装置的结构示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为图1的剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的曲柄轴的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的多足机器人的结构示意图。

图标：100-传动装置；110-机架；112-第一安装板；1122-通孔；114-第二安装板；1142-第二凹槽；120-驱动组件；122-伺服电机；124-传动轮；130-齿轮传动组件；131-第一端盖；1312-第一环形凸起；132-第二端盖；1322-第二环形凸起；133-内齿圈；1332-针齿部；134-连接件；140-曲柄轴组件；141-曲柄轴；1412-第一轴段；1414-第二轴段；1416-第一偏心轮；1417-第一摆动齿轮；1418-第二偏心轮；1419-第二摆动齿轮；142-第一滚针轴承；143-第二滚针轴承；144-第三滚针轴承；145-第四滚针轴承；146-第一隔圈；147-第二隔圈；148-挡圈；150-传动臂；160-第一轴承；170-第二轴承；180-骨架油封；200-多足机器人；210-视觉导航模组；220-行走关节。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种传动装置100，包括机架110、设置在机架110上的驱动组件120和齿轮传动组件130，请再参照图2，齿轮传动组件130包括对应设置的第一端盖131和第二端盖132、设置在第一端盖131和第二端盖132外圈且与第一端盖131和第二端盖132转动连接的内齿圈133，以及穿过第一端盖131中心和第二端盖132中心设置的曲柄轴组件140，曲柄轴组件140与驱动组件120传动连接，且与内齿圈133传动连接，内齿圈133外圈固定设置有传动臂150。

具体的，第一端盖131和第二端盖132使齿轮传动组件130结构更加的稳定，也起到了连接的作用，方便齿轮传动组件130与其他部件，如机架110的连接。内齿圈133与第一端盖131和第二端盖132转动连接，当第一端盖131和第二端盖132的固定时，内齿圈133可绕第一端盖131和第二端盖132的中心转动，进而带动传动臂150跟随内齿圈133一起运动。

本实用新型实施例提供的传动装置100，通过机架110以及设置在机架110上的驱动组件120和齿轮传动组件130，使各个部件相互配合，实现所需的传动关系。通过对应设置的第一端盖131和第二端盖132，使齿轮传动组件130更加稳定可靠。通过设置在第一端盖131和第二端盖132外圈且与第一端盖131和第二端盖132转动连接的内齿圈133，可以对内齿圈133进行轴向限位，使内齿圈133的转动更加平稳，传动更加可靠。通过穿过第一端盖131中心和第二端盖132中心设置的曲柄轴组件140，使曲柄轴组件140与内齿圈133传动连接，与传统的谐波齿轮传动相比，能够简化制造难度，易于生产维护，并且能够传递更大的扭矩。转化至内齿圈133的扭矩由与外圈固定设置的传动臂150形成配合关系，将扭矩转化至传动臂150以形成所需的动力。

如图2和图4所示，曲柄轴组件140包括曲柄轴141，曲柄轴141包括同心设置在两端的第一轴段1412和第二轴段1414，以及设置在第一轴段1412和第二轴段1414之间的第一偏心轮1416和第二偏心轮1418，第一偏心轮1416和第二偏心轮1418之间相位相差180°，请再参照图3，第一偏心轮1416上设置有第一摆动齿轮1417，第二偏心轮1418上设置有第二摆动齿轮1419，第一摆动齿轮1417和第二摆动齿轮1419分别与内齿圈133啮合传动连接。

具体的，内齿圈133包括针齿部1332，第一摆动齿轮1417和第二摆动齿轮1419分别与内齿圈133的针齿部1332啮合传动连接。第一摆动齿轮1417和第二摆动齿轮1419与内齿圈133之间形成少齿差传动关系。采用上述传动形式，具有减速比大，传动效率高，体积小，重量轻，故障少，寿命长，运转平稳可靠，噪音小，拆装方便，容易维修，结构简单，过载能力强，耐冲击，惯性力矩小等特点，有利于提升传动时的稳定性及可靠性。

如图1和图2所示，驱动组件120包括伺服电机122，以及与伺服电机122传动连接的传动轮124，请再参照图4，传动轮124与曲柄轴141的第一轴段1412远离第二轴段1414的一端固定连接。

具体的，第一轴段1412远离第二轴段1414的端部与传动轮124对应设置有多个安装孔，曲柄轴141与传动轮124通过安装孔固定连接。

需要说明的是，本实用新型实施例对伺服电机122于传动轮124之间的传动形式不做具体限制。示例的，伺服电机122的输出端可通过带传动与传动轮124连接，同样的，也可采用链传动实现连接关系。另外，伺服电机122与传动轮124之间也可采用齿轮啮合传动。只要能够将伺服电机122的动力传递至传动轮124，然后将传递至传动轮124上的力矩和转速传递给曲柄轴141即可。

如图1、图2和图3所示，机架110包括相对设置的第一安装板112和第二安装板114，齿轮传动组件130设置在第一安装板112和第二安装板114之间，且第一端盖131和第二端盖132通过连接件134与第一安装板112固定连接，第二端盖132还与第二安装板114固定连接，第一安装板112上设置有通孔1122，以使传动轮124与曲柄轴141的第一轴段1412远离第二轴段1414的一端穿过通孔1122固定连接。

具体的，如图3所示，连接件134包括依次连接的限位部、第一连接部和第二连接部，其中第一连接部的直径大于第二连接部的直径。第一端盖131和第二端盖132对应设置有沉头孔，限位部卡接在第二端盖132的沉头孔内，第一连接部远离限位部的一端卡接在第一端盖131的沉头孔内，且第二连接部穿过第一端盖131的沉头孔与第一安装板112固定连接。这样一来，可以限制第一端盖131和第二端盖132之间的距离，并形成固定连接关系。

如图1和图2所示，第一安装板112和第二安装板114相对侧分别设置有第一凹槽(图2中未示出)和第二凹槽1142，第一端盖131卡接在第一凹槽内，第二端盖132卡接在第二凹槽1142内。

具体的，第一凹槽和第二凹槽1142分别包括槽底和槽壁，第一端盖131和第二端盖132的侧面分别与槽壁抵持，端面与槽底贴合，以对第一端盖131和第二端盖132形成限位，防止齿轮传动组件130受力偏移，减小第一端盖131与第一安装板112之间固定连接处的冲击力以及第二端盖132与第二安装板114之间固定连接处的冲击力，进而使连接处更加稳定，减少收起维护频率。

如图3和图4所示，曲柄轴组件140还包括第一滚针轴承142、第二滚针轴承143、第三滚针轴承144和第四滚针轴承145，其中，第一滚针轴承142设置在第一轴段1412与第一端盖131之间，第二滚针轴承143设置在第二轴段1414与第二端盖132之间，第三滚针轴承144设置在第一偏心轮1416和第一摆动齿轮1417之间，第四滚针轴承145设置在第二偏心轮1418和第二摆动齿轮1419之间。

这样一来，通过第一滚针轴承142和第二滚针轴承143，曲柄轴141与第一端盖131和第二端盖132发生相对转动时，避免曲柄轴141与第一端盖131和第二端盖132之间直接摩擦，有利于延长曲柄轴141、第一端盖131和第二端盖132的使用寿命。同样的，第三滚针轴承144和第四滚针轴承145能够避免第一摆动齿轮1417与第二摆动齿轮1419与曲柄轴141发生转动时相互磨损，有利于延长第一摆动齿轮1417与第二摆动齿轮1419的使用寿命，并且增加传动的平稳性，减小传动时产生的噪音。

如图3所示，第一滚针轴承142、第二滚针轴承143、第三滚针轴承144和第四滚针轴承145之间分别设置有第一隔圈146，第一滚针轴承142和第二滚针轴承143外侧还分别设置有第二隔圈147，第二隔圈147分别与第一端盖131和第二端盖132抵持，第二隔圈147外侧还分别设置有挡圈148，挡圈148也与第二隔圈147抵持，用于对第一滚针轴承142、第二滚针轴承143、第三滚针轴承144和第四滚针轴承145进行轴向限位。

具体的，曲柄轴141上对应设置有多个环形凹槽，用于卡接第一隔圈146、第二隔圈147和挡圈148，以使第一隔圈146、第二隔圈147和挡圈148固定在对应位置上。这样一来，可以使第一滚针轴承142、第二滚针轴承143、第三滚针轴承144和第四滚针轴承145在固定位置上传动，避免受力轴向窜动，提升传动时的稳定性。

如图2和图3所示，第一端盖131与内齿圈133之间设置有第一轴承160，第二端盖132与内齿圈133之间设置有第二轴承170，第一端盖131对应设置有第一环形凸起1312，用于对第一轴承160轴向限位，第二端盖132对应设置有第二环形凸起1322，用于对第二轴承170轴向限位。

采用上述结构，可以减小第一端盖131和第二端盖132与内齿圈133之间的摩擦力，较小了摩擦损耗，也延长了内齿圈133的使用寿命。另外，通过第一环形凸起1312和第二环形凸起1322分别使第一轴承160和第二轴承170避免因受力轴向窜动，有利于传动的稳定性。同时也保证了传动臂150对内齿圈133产生的弯矩由第一轴承160和第二轴承170来承受，不影响内齿圈133、针齿部1332、第一摆动齿轮1417和第二摆动齿轮1419之间的啮合。

如图2所示，第二端盖132与内齿圈133之间还设置有骨架油封180，骨架油封180设置在第二轴承170外侧。这样一来，骨架油封180对第二端盖132和内齿圈133之间的旋转运动进行径向密封，保证了不会泄露润滑脂，有利于提升齿轮传动组件130的密封性和稳定性。

传动装置100的工作原理是如下：传动轮124将扭矩和转速传递至曲柄轴141后，曲柄轴141的第一偏心轮1416和第二偏心轮1418分别通过第三滚针轴承144和第四滚针轴承145将自身的扭矩和转速传递给第一摆动齿轮1417和第二摆动齿轮1419。此时，第一摆动齿轮1417和第二摆动齿轮1419均围绕第一端盖131和第二端盖132的旋转轴线进行公转运动，由于发生公转，第一摆动齿轮1417和第二摆动齿轮1419均与针齿部1332发生啮合接触，由于针齿部1332安装在内齿圈133的针齿槽部位中，因此针齿部1332与第一摆动齿轮1417和第二摆动齿轮1419接触过程中会受到反作用力，该反向作用力会推动内齿圈133产生与之前公转方向相同的运动，即产生围绕第二端盖132的旋转轴线进行公转运动(因为此时机架110不动，第一端盖131和第二端盖132都安装固定在机架110上，只能引起内齿圈133转动)，进而内齿圈133的旋转方向和曲柄轴141的自转方向相同，因此保证了传动臂150通过齿轮传动组件130相对于机架110进行旋转运动。

如图5所示，本实用新型实施例还公开了一种多足机器人200，包括视觉导航模组210、控制器，以及如上任意一项的传动装置100。该传动装置100与行走关节220连接，传动装置100和视觉导航模组210分别与控制器电连接。该多足机器人200包含与前述实施例中的传动装置100相同的结构和有益效果。传动装置100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种传动装置，其特征在于，包括机架、设置在所述机架上的驱动组件和齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括对应设置的第一端盖和第二端盖、设置在所述第一端盖和所述第二端盖外圈且与所述第一端盖和所述第二端盖转动连接的内齿圈，以及穿过所述第一端盖中心和所述第二端盖中心设置的曲柄轴组件，所述曲柄轴组件与所述驱动组件传动连接，且与所述内齿圈传动连接，所述内齿圈外圈固定设置有传动臂。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述曲柄轴组件包括曲柄轴，所述曲柄轴包括同心设置在两端的第一轴段和第二轴段，以及设置在所述第一轴段和所述第二轴段之间的第一偏心轮和第二偏心轮，所述第一偏心轮和所述第二偏心轮之间相位相差180°，所述第一偏心轮上设置有第一摆动齿轮，所述第二偏心轮上设置有第二摆动齿轮，所述第一摆动齿轮和所述第二摆动齿轮分别与所述内齿圈啮合传动连接。

3.根据权利要求2所述的传动装置，其特征在于，所述驱动组件包括伺服电机，以及与所述伺服电机传动连接的传动轮，所述传动轮与所述曲柄轴的所述第一轴段远离所述第二轴段的一端固定连接。

4.根据权利要求3所述的传动装置，其特征在于，所述机架包括相对设置的第一安装板和第二安装板，所述齿轮传动组件设置在所述第一安装板和所述第二安装板之间，且所述第一端盖和所述第二端盖通过连接件与所述第一安装板固定连接，所述第二端盖还与所述第二安装板固定连接，所述第一安装板上设置有通孔，以使所述传动轮与所述曲柄轴的所述第一轴段远离所述第二轴段的一端穿过所述通孔固定连接。

5.根据权利要求4所述的传动装置，其特征在于，所述第一安装板和所述第二安装板相对侧分别设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一端盖卡接在所述第一凹槽内，所述第二端盖卡接在所述第二凹槽内。

6.根据权利要求2所述的传动装置，其特征在于，所述曲柄轴组件还包括第一滚针轴承、第二滚针轴承、第三滚针轴承和第四滚针轴承，其中，所述第一滚针轴承设置在所述第一轴段与所述第一端盖之间，所述第二滚针轴承设置在所述第二轴段与所述第二端盖之间，所述第三滚针轴承设置在第一偏心轮和第一摆动齿轮之间，所述第四滚针轴承设置在所述第二偏心轮和所述第二摆动齿轮之间。

7.根据权利要求6所述的传动装置，其特征在于，所述第一滚针轴承、所述第二滚针轴承、所述第三滚针轴承和所述第四滚针轴承之间分别设置有第一隔圈，所述第一滚针轴承和所述第二滚针轴承外侧还分别设置有第二隔圈，所述第二隔圈分别与所述第一端盖和所述第二端盖抵持，所述第二隔圈外侧还分别设置有挡圈，所述挡圈也与所述第二隔圈抵持，用于对所述第一滚针轴承、所述第二滚针轴承、所述第三滚针轴承和所述第四滚针轴承进行轴向限位。

8.根据权利要求1或2所述的传动装置，其特征在于，所述第一端盖与所述内齿圈之间设置有第一轴承，所述第二端盖与所述内齿圈之间设置有第二轴承，所述第一端盖对应设置有第一环形凸起，用于对所述第一轴承轴向限位，所述第二端盖对应设置有第二环形凸起，用于对所述第二轴承轴向限位。

9.根据权利要求8所述的传动装置，其特征在于，所述第二端盖与所述内齿圈之间还设置有骨架油封，所述骨架油封设置在所述第二轴承外侧。

10.一种多足机器人，其特征在于，包括视觉导航模组、控制器，以及权利要求1-9任意一项所述的传动装置，所述传动装置与行走关节连接，所述传动装置和视觉导航模组分别与所述控制器电连接。

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