CN211693384U - 转动动力驱动结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及驱动结构的技术领域，公开了转动动力驱动结构，包括动力输出轴、电机以及驱动齿轮，电机驱动所述驱动齿轮转动；动力输出轴具有内端部以及与待驱动转动部件连接的外端部，动力输出轴的内端部与驱动齿轮之间通过可相对打滑的啮合结构连接，当动力输出轴与驱动齿轮之间的扭转力小于打滑设定值时，驱动齿轮与动力输出轴同步转动，当动力输出轴与驱动齿轮之间的扭转力大于打滑设定值时，动力输出轴相对于驱动齿轮打滑转动，电机通过驱动齿轮驱动动力输出轴，带动与动力输出轴连接的待驱动转动部件转动，实现自动化转动，当手动驱动待驱动转动部件时，动力输出轴与驱动齿轮之间会打滑，实现手动转动，避免对电极造成损坏，适用范围广。

Description

转动动力驱动结构

技术领域

本实用新型专利涉及驱动结构的技术领域，具体而言，涉及转动动力驱动结构。

背景技术

在实现自动化的各类设备或产品中，驱动结构为必不可少的，其为自动化提供动力驱动。

驱动结构的类型有多种，比较常见的转动动力驱动结构，其包括电机，利用电机带动动力输出轴转动，进而动力输出轴带动外部部件的运动，当然，动力输出轴的转动可以是正转或反转。

现有技术中，转动动力驱动结构的运用非常广，例如运用在魔方中，利用动力输出轴带动魔方的转动面转动等等，但是，由于现时的转动动力驱动结构的动力输出轴由电机带动转动，反之，当需要手动带动与动力输出轴连接的物体转动时，则不可操作，且会损坏电机，因此，现时的转动动力驱动结构只能自动转动，难以实现手动操作转动，适用范围单一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供转动动力驱动结构，旨在解决现有技术中，转动动力驱动结构存在适用范围单一的问题。

本实用新型是这样实现的，转动动力驱动结构，包括动力输出轴、电机以及驱动齿轮，所述电机驱动所述驱动齿轮转动；所述动力输出轴具有内端部以及与待驱动转动部件连接的外端部，所述动力输出轴的内端部与驱动齿轮之间通过可相对打滑的啮合结构连接，当所述动力输出轴与驱动齿轮之间的扭转力小于打滑设定值时，所述驱动齿轮与动力输出轴同步转动，当所述动力输出轴与驱动齿轮之间的扭转力大于打滑设定值时，所述动力输出轴相对于驱动齿轮打滑转动。

进一步的，所述电机具有转动轴，所述转动轴与驱动齿轮之间通过减速结构联动连接。

进一步的，所述电机呈卧式布置，所述电机的转动轴连接有直线齿轮，所述直线齿轮与减速结构啮合。

进一步的，所述减速结构包括多个嵌套啮合的减速齿轮，所述直线齿轮及驱动齿轮分别与减速齿轮啮合。

进一步的，所述驱动齿轮具有朝向动力输出轴的内端部的啮合端面，所述啮合结构包括形成在所述啮合端面的啮合槽或啮合凸块以及设置在所述动力输出轴的内端部的啮合凸块或啮合槽，所述啮合凸块嵌入在所述啮合槽中。

进一步的，所述啮合凸块的外周面与所述啮合凹槽的内侧壁之间设有摩擦层。

进一步的，所述驱动齿轮具有朝向动力输出轴的内端部的啮合端面，所述啮合端面设置有第一啮合齿，所述动力输出轴的内端部设有第二啮合齿，所述第一啮合齿与第二啮合齿啮合；所述驱动齿轮具有与啮合端面相背离的抵接端面，所述抵接端面的下方设有弹性件，所述弹性件的下端固定，所述弹性件的上端抵接在所述驱动齿轮的抵接端面。

进一步的，所述弹性件处于预压状态。

进一步的，所述转动动力驱动结构包括外壳，所述电机封设在所述外壳内部，所述动力输出轴的外端部穿过所述外壳，延伸至所述外壳的外部。

进一步的，所述外壳内设有中心轴，所述驱动齿轮及动力输出轴套设在所述中心轴上，且所述驱动齿轮及动力输出轴与所述中心轴之间转动布置。

与现有技术相比，本实用新型提供的转动动力驱动结构，电机通过驱动齿轮驱动动力输出轴，带动与动力输出轴连接的待驱动转动部件转动，实现自动化转动，并且，当需要手动驱动待驱动转动部件时，动力输出轴与驱动齿轮之间会打滑，从而实现手动转动，避免对电极造成损坏，适用范围广。

附图说明

图1是本实用新型提供的交互式魔方的立体示意图；

图2是本实用新型提供的交互式魔方的部分立体示意图；

图3是本实用新型提供的转动动力驱动结构的立体示意图；

图4是本实用新型提供的转动动力驱动结构的部分立体示意图；

图5是本实用新型提供的交互式魔方的操控流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照1-5图所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

本实施例提供的转动动力驱动结构，可以运用在各种需要自动化的产品或设备中，如运用在魔方中，可以实现魔方自动化转动等效果。

以下实施例中，转动动力驱动结构106运用在交互式魔方中，当然，转动动力驱动结构106也可以运用在其他产品或设备中，不仅限制于以下的运用。

交互式魔方，包括控制板、多个与控制板电性连接的转动动力驱动结构106、电源模块、多个中心块103、多个棱块102以及多个角块101；控制板与电源模块电性连接，作为中控中心，其具有运算模块、无线模块以及其他信号传输模块等，这样，控制板则可以与外部的遥控终端进行无线连接，接收或反馈信号或数据，且可以对信号或数据进行运算处理等。转动动力驱动结构106是由控制板控制的动力，用于操作整个魔方的转动运作。

中心块103、棱块102以及角块101为魔方的常规部件，中心块103具有单个朝外的外端面，棱块102具有两个朝外的外端面，角块101则具有三个朝外的外端面；相邻的中心块103之间设有活动的棱块102及角块101，多个中心块103、多个棱块102及多个角块101围合形成多面体，多面体可以是椎体或方体或更高阶的多面体等等，具体可视多个中心块103、多个棱块102以及多个角块101之间的搭配方式而定。多面体具有多个转动面，转动面具有中心块103、角块101以及棱块102。

转动动力驱动结构106设有动力输出轴1061，多个转动动力驱动结构106的动力输出轴1061之间相互背离布置，控制板控制转动动力驱动结构106的动力输出轴1061转动；动力输出轴1061具有朝外延伸的外端部，动力输出轴1061的外端部连接有中心块103；当控制板控制转动动力驱动结构106的动力输出轴1061转动时，动力输出轴1061带动整个转动面转动。

交互式魔方可以通过外部的遥控终端遥控控制板，由控制板驱动转动动力驱动结构106带动转动面转动，从而实现遥控转动魔方的效果，改变以往依靠人手转动魔方的操作，玩法多样化；另外，控制板可以反馈魔方的复原步骤至遥控终端，便于用户学习，大大降低初学者的入门难度。

在转动面中，棱块102与角块101之间具有磁吸结构，这样，当转动动力驱动结构106的动力输出轴1061带动中心块103转动时，整个转动面随之转动，通过磁吸结构，可以保证在转动过程中，棱块102以及角块101随中心块103转动的同步性，避免出现转动偏差的问题，减少多面体转动定位的误差带来的卡顿；或者，也可以同时中心块103与棱块102之间具有磁吸结构，具体可是实际需要而定。

多面体内设有与控制板电性连接的角度传感器1062，角度传感器1062的输出数值与中心块103的转动角度同步变化，角度传感器1062监测动力输出轴1061的转动角度，通过角度传感器1062可以监测动力输出轴1061的转动角度是否为90°的倍数，并实时反馈给控制板，以便实时调整动力输出轴1061的转动，保证动力输出轴1061的转动角度准确性。

角度传感器1062固定动力模块106上，可以选择固定在动力输出轴1061上，随动力输出轴1061同步转动。当然，角度传感器1062也可以其其他设置方式，不仅限制于固定在动力输出轴1061上。角度传感器1062可以有多种类型，可以是接触式的，也可以是感应式等。

本实施例中，中心块103包括连接板，动力输出轴1061的外端部与连接板的内端面固定连接，且连接板的外周朝外延伸，且相对于转动动力驱动结构106弧形弯曲，形成外周弧形圈板1021，相邻的连接板的外周弧形圈板1021之间具有间隔区域，上述的角块101及棱块102活动嵌入在间隔区域中。

通过设置外周弧形圈板1021，有利于角块101以及棱块102的活动嵌入。

连接板的外端面设置有盖板槽，在盖板槽中填充有盖板1022，且盖板1022封盖盖板槽，外周弧形圈板1021则偏离盖板槽，朝向转动动力驱动结构106弯曲，从而，中心块103周边的棱块102及角块101保持平齐对接，也使得棱块102与角块101的安装更为稳固。

本实施例中，魔方为三阶魔方，多个中心块103、多个角块101以及多个棱块102包围形成方形体，共有六个中心块103、八个角块101以及十二个棱块102，当然，转动动力驱动结构106的数量与中心块103的数量为一致的，也是六个。

六个转动动力驱动结构106的动力输出轴1061之间相互背离布置，且在空间呈立体十字架状布置，当然，正对不同阶数的魔方，中心块103、角块101以及棱块102的数量则对应不同，转动动力驱动结构106的数量也不同；多个转动动力驱动结构106的动力输出轴1061对应转动面的中心块垂直布置，或者，根据实际转动要求，也可以呈倾斜布置。

本实施例还提供交互式魔方的操控方法，控制板与遥控终端无线通讯，用户通过遥控终端发送操控指令给控制板，控制板根据操控指令控制转动动力驱动结构106的动力输出轴1061带动转动面转动，并且，控制板反馈交互式魔方的实时状态及复原步骤至遥控终端。

这样，用户则可以通过遥控终端遥控转动魔方，且控制板将魔方的实时状态及复原步骤反馈至遥控终端，用户则可以实时看到魔方的状态，且根据复原步骤进行操作，便于初学者学习。

控制板上设有无线通讯模块、主控芯片、陀螺仪、加速度计以及电机驱动芯片；魔方上电开机后，主控芯片根据陀螺仪及角度传感器的数值自动复原各个转动动力驱动结构106至初始状态；无线通讯模块实时接收遥控终端的控制指令，主控芯片读取相关控制指令控制对应的转动动力驱动结构106转动，同时，主控芯片也实时将魔方各个转动面的信息发送回遥控终端；通过陀螺仪和加速度计的数值，主控芯片可实时计算出魔方各个转动面对应遥控终端的方位，以避免遥控操作魔方翻面滚动后，引起的方位错乱问题；通过控制不同转动面的转动动力驱动结构106带动对应转动面转动，可以使魔方复原或作出不同的动作组合，如滚动，行走等，形成一个机器人状态。

交互式魔方包括封装壳，上述的转动动力驱动结构106置于封装壳内，且转动动力驱动结构106的动力输出轴1061的外端部延伸出封装壳的外部。为了便于装配等，封装壳包括上壳及下壳，上壳与下壳扣装，且上壳与下壳之间围合形成有封装腔，转动动力驱动结构106置于封装腔内部。

本实施例中，转动动力驱动结构106包括电机1064以及驱动齿轮1067，电机1064与控制板电性连接，控制板控制电机1064带动驱动齿轮1067转动；动力输出轴1061具有内端部，动力输出轴1061的内端部与驱动齿轮1067之间通过可相对互动的啮合结构连接。控制板根据外部遥控终端的指令或者内设的程序控制电机1064带动驱动齿轮1067转动，驱动齿轮1067带动动力输出轴1061转动，从而中心块103则转动，整个转动面转动。

当动力输出轴1061与驱动齿轮1067之间的扭转力小于打滑设定值时，驱动齿轮1067与动力输出轴1061同步转动，当动力输出轴1061与驱动齿轮1067之间的扭转力大于打滑设定值时，动力输出轴1061相对于驱动齿轮1067打滑转动。这样，当需要遥控操作魔方转动时，电机1064带动驱动齿轮1067转动，且驱动齿轮1067与动力输出轴1061之间的扭转力小于打滑设定值，这样，动力输出轴1061则与驱动齿轮1067同步转动，进而多面体转动，当不需要遥控魔方转动，采用人工转动魔方时，此时，电机1064处于停机状态，驱动齿轮1067与电机1064联动，也处于固定状态，人工转动整个多面体，此时，动力输出轴1061转动，随着转动的扭转力增大至大于打滑设定值时，动力输出轴1061与驱动齿轮1067之间打滑，从而，可以保证在电机1064停止的状态下，依旧可以人工转动多面体。

当然，动力输出轴1061与驱动齿轮1067之间的扭转力的打滑设定值，可以视情况而定，通过结构的布置来设定。另外，在本实施例中，电机1064与控制板电性连接，由控制板来进行控制，当然，电机1064也可以直接有开关以及其他方式进行控制等。

上述提供的转动动力驱动结构106，电机1064通过驱动齿轮1067驱动动力输出轴1061，进而带动与动力输出轴1061连接的待驱动转动部件转动，实现自动化转动，并且，当需要手动驱动待驱动转动部件时，动力输出轴1061与驱动齿轮1067之间会打滑，从而实现手动转动，避免对电极造成损坏，适用范围广。

电机1064具有转动轴，转动轴与驱动齿轮1067之间通过减速结构1068联动连接，这样，当遥控控制转动魔方时，电机1064的转动轴带动减速结构1068转动，减速结构1068带动驱动齿轮1067转动，驱动齿轮1067带动动力输出轴1061转动，动力输出轴1061带动转动面转动，通过设置减速结构1068，可以减低转动轴至转动面的速度传递，避免驱动齿轮1067与动力输出轴1061之间的打滑；当人工带动转动面转动时，此时的减速结构1068反向成为增速结构，随着动力输出轴1061与驱动齿轮1067之间的扭转力增大直至动力输出轴1061与驱动齿轮1067之间打滑，传递至电机1064的扭转力则大大降低，避免损坏电机1064。

啮合结构具有多种方式，可以根据实际需要而定，作为优选的实施例，驱动齿轮1067具有朝向动力输出轴1061的内端部的啮合端面，啮合结构包括形成在啮合端面的啮合槽以及设置在动力输出轴1061的内端部的啮合凸块，啮合凸块嵌入在所述啮合槽中。这样，啮合凸块与啮合槽之间的临近摩擦力则为上述的打滑设定值。

或者，啮合凸块设置在驱动齿轮1067的啮合端面，而啮合凹槽设置在动力输出轴1061的内端部。

为了增大打滑设定值，在啮合凸块的外周面与啮合凹槽的内侧壁之间设有摩擦层，摩擦层可以是弹性的，也可以是硬质的。

作为另一优选实施例，驱动齿轮1067具有朝向动力输出轴1061的内端部的啮合端面，啮合端面设置有第一啮合齿，动力输出轴1061的内端部设有第二啮合齿，第一啮合齿与第二啮合齿啮合，此时，打滑设定值可视第一啮合齿及第二啮合齿的倾斜度而定。

驱动齿轮1067具有与啮合端面相背离的抵接端面，抵接端面的下方设有弹性件1066，弹性件1066的下端固定，弹性件1066的上端抵接在驱动齿轮1067的抵接端面。这样，当动力输出轴1061与驱动齿轮1067之间的扭转力大于打滑设定值时，动力输出轴1061挤压驱动齿轮1067朝下挤压弹性件1066，弹性件1066被压缩，动力输出轴1061与驱动齿轮1067打滑，实现人工驱动转动面转动。

本实施例中，弹性件1066处于预压状态，这样，可以增大动力输出轴1061与驱动齿轮1067之间的打滑设定值，或者，弹性件1066也可以是正常状态。弹性件1066可以是弹簧，也可以是其他受压变形且能复位的弹性体。

减速结构1068为多个嵌套啮合的减速齿轮1068，减速级数根据实际需求而定。电机1064呈卧式布置，其转动轴连接有直线齿轮，直线齿轮及驱动齿轮1067分别与减速齿轮1068啮合，改变传动方向。

转动动力驱动结构106包括外壳1063，上述的减速结构1068以及电机1064封设在外壳1063内部，动力输出轴1061的外端部穿过外壳1063，延伸至外壳1063的外部。在外壳1063中设置有中心轴，上述的驱动齿轮1067以及动力输出轴1061套设在中心轴上，且与中心轴之间转动布置。

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.转动动力驱动结构，其特征在于，包括动力输出轴、电机以及驱动齿轮，所述电机驱动所述驱动齿轮转动；所述动力输出轴具有内端部以及与待驱动转动部件连接的外端部，所述动力输出轴的内端部与驱动齿轮之间通过可相对打滑的啮合结构连接，当所述动力输出轴与驱动齿轮之间的扭转力小于打滑设定值时，所述驱动齿轮与动力输出轴同步转动，当所述动力输出轴与驱动齿轮之间的扭转力大于打滑设定值时，所述动力输出轴相对于驱动齿轮打滑转动。

2.如权利要求1所述的转动动力驱动结构，其特征在于，所述电机具有转动轴，所述转动轴与驱动齿轮之间通过减速结构联动连接。

3.如权利要求2所述的转动动力驱动结构，其特征在于，所述电机呈卧式布置，所述电机的转动轴连接有直线齿轮，所述直线齿轮与减速结构啮合。

4.如权利要求3所述的转动动力驱动结构，其特征在于，所述减速结构包括多个嵌套啮合的减速齿轮，所述直线齿轮及驱动齿轮分别与减速齿轮啮合。

5.如权利要求1至4任一项所述的转动动力驱动结构，其特征在于，所述驱动齿轮具有朝向动力输出轴的内端部的啮合端面，所述啮合结构包括形成在所述啮合端面的啮合槽或啮合凸块以及设置在所述动力输出轴的内端部的啮合凸块或啮合槽，所述啮合凸块嵌入在所述啮合槽中。

6.如权利要求5所述的转动动力驱动结构，其特征在于，所述啮合凸块的外周面与所述啮合槽的内侧壁之间设有摩擦层。

7.如权利要求1至4任一项所述的转动动力驱动结构，其特征在于，所述驱动齿轮具有朝向动力输出轴的内端部的啮合端面，所述啮合端面设置有第一啮合齿，所述动力输出轴的内端部设有第二啮合齿，所述第一啮合齿与第二啮合齿啮合；所述驱动齿轮具有与啮合端面相背离的抵接端面，所述抵接端面的下方设有弹性件，所述弹性件的下端固定，所述弹性件的上端抵接在所述驱动齿轮的抵接端面。

8.如权利要求7所述的转动动力驱动结构，其特征在于，所述弹性件处于预压状态。

9.如权利要求1至4任一项所述的转动动力驱动结构，其特征在于，所述转动动力驱动结构包括外壳，所述电机封设在所述外壳内部，所述动力输出轴的外端部穿过所述外壳，延伸至所述外壳的外部。

10.如权利要求9所述的转动动力驱动结构，其特征在于，所述外壳内设有中心轴，所述驱动齿轮及动力输出轴套设在所述中心轴上，且所述驱动齿轮及动力输出轴与所述中心轴之间转动布置。

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