CN215514133U - 摆动组件及喷头摆动单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人连接件领域，公开了一种摆动组件及喷头摆动单元，所述摆动组件包括：输出轴(100)，包括插接端(101)，摆臂(200)，包括与插接端(101)相连的摆臂连接端(201)，摆臂连接端(201)设有与插接端(101)适配的插装孔(202)，插装紧固机构，用于紧固连接所述插接端(101)与摆臂连接端(201)。插装紧固机构为通过分切平面分切而成的未封闭环状结构，设计合理，结构简单，便于加工。通过紧固连接件产生预紧力使得插接受力平面与插装孔受力平面紧密贴合，减少或消除受力平面间缝隙，使得在较大交变载荷下不会产生虚位，保证运行的稳定性。

Description

摆动组件及喷头摆动单元

技术领域

本实用新型属于机器人连接件领域，具体地，涉及一种摆动组件及喷头摆动单元。

背景技术

虚位是齿轮等器件的连接间通常存在的缝隙。其成因可归结为器件安装需求、加工精度不足、设计缺陷或者是长期使用磨损等。现有输出轴与摆臂连接多采用花键连接或D型轴加顶丝方式，D型轴加顶丝在承受较大交变载荷时极易产生虚位，且其在工程验证阶段对轴的外花键及摆臂的内花键加工不方便，上述问题仍然有待得到改善和优化，以便提高产品的竞争力。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足或缺陷，本实用新型提供摆动组件及喷头摆动单元，方便加工且减少虚位。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种摆动组件，所述摆动组件包括：

转轴，包括插接端，所述插接端的外壁面形成有插接受力平面；

摆臂，包括与所述插接端连接配合的摆臂连接端，所述摆臂连接端设有与所述插接端适配的插装孔，所述插装孔的孔内周面形成有插装孔受力平面；和

插装紧固机构，用于紧固连接所述插接端与所述摆臂连接端并使得所述插接受力平面与所述插装孔受力平面紧密贴合。

在一些实施例中，所述插接端和所述插装孔均具有D形横截面。

在一些实施例中，所述摆臂连接端包括通过分切平面切分出的第一摆臂连接分部和第二摆臂连接分部，所述分切平面切分所述插装孔的横截面并与所述插装孔受力平面相交，所述插装紧固机构包括紧固连接所述第一摆臂连接分部和所述第二摆臂连接分部的紧固连接件。

在一些实施例中，所述分切平面与所述转轴的轴截面重合并垂直于所述插装孔受力平面。

在一些实施例中，所述插装孔受力平面与所述分切平面分设于所述转轴的径向两侧。

在一些实施例中，所述摆臂还包括摆臂本体，所述摆臂连接端呈套筒状套装于所述插接端上，所述摆臂本体从所述插装孔受力平面的外周壁沿径向一侧伸出，所述分切平面沿径向另一侧切分与所述插装孔受力平面相对的外周壁。

在一些实施例中，所述第一摆臂连接分部和所述第二摆臂连接分部上对位设置有供所述紧固连接件穿连的贯通连接孔，所述贯通连接孔的中心轴线平行于所述插装孔受力平面。

在一些实施例中，所述紧固连接件沿所述转轴的轴向间隔布置。

在一些实施例中，所述插接端还包括与所述插接受力平面相连的第一弧形面，所述插装孔还包括有被所述分切平面分割的第二弧形面，在所述紧固连接件的紧固状态下，所述第一弧形面与所述第二弧形面之间紧密贴合。

另外，还提供了一种喷头摆动单元，所述喷头摆动单元包括：

上述的摆动组件；

喷头，安装于所述摆臂的端部；和

舵机，包括作为所述转轴输出动力的舵机输出轴；

其中，所述舵机驱动所述摆臂带动所述喷头摆动。

摆动组件通过上述技术方案，在本实用新型的摆动组件通过插装紧固机构紧固连接转轴和摆臂，摆臂连接端为通过分切平面分切而成的未封闭环状结构，设计合理，结构简单，便于加工。通过紧固连接件产生预紧力，插接端向插装孔受力平面一侧挤压，使得插接受力平面与插装孔受力平面紧密贴合，减少或消除受力平面间缝隙，使得在较大交变载荷下不会产生虚位，保证运行的稳定性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的一种可选实施方式的摆动组件的前视图；

图2为图1的拆分结构图，具体展示了转轴、摆臂和插装紧固机构；

图3为图1在不同视角下的立体图；

图4为图1在不同视角下的局部立体图，具体展示了摆臂；

图5为图1在不同视角下的局部立体图，具体展示了转轴。

附图标记说明：

100 转轴 200 摆臂

101 插装轴 102 插接受力平面

201 摆臂连接端 202 插装孔

203 插装孔受力平面 204 摆臂本体

301 紧固连接件 1 分切平面

2 第一摆臂连接分部 3 第二摆臂连接分部

4 贯通连接孔 5 第一弧形面

6 第二弧形面

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

虚位是指齿轮等器件的连接间通常存在的缝隙，其成因可归结为器件安装需求、加工精度不足、设计缺陷或者是长期使用磨损等。虚位的存在影响器件间动力的精准传递，因此消除虚位是机械高效稳定运行的重要保障。发明人进行了不断的思考和创新并设计出本实用新型的摆动组件，参见图1至图5，在本实施例中具体展示了舵机的转轴与摆臂之间的摆动组件。具体地，该摆动组件包括：转轴100、摆臂200和插装紧固机构；

其中，转轴100，包括插接端101，插接端101的外壁面形成有插接受力平面102；

摆臂200，包括与插接端101连接配合的摆臂连接端201，摆臂连接端 201设有与插接端101适配的插装孔202；

和插装紧固机构，用于紧固连接插接端101与摆臂连接端201。

本实施例提供一种摆动组件，以解决转轴与摆臂之间因缝隙产生的虚位问题，以及加工不便的问题，现有转轴与摆臂连接多采用花键连接或D型轴加顶丝方式，转轴与摆臂之间形成受力面，在承受较大交变载荷时，因受力面存在缝隙使得传动过程中极易产生虚位，且转轴的外花键及摆臂的内花键加工不方便，因此，为了能够解决上述问题，设计出本实用新型的摆动组件，以在便于加工的基础上减少虚位。

在本实施例中，针对摆动组件进行设计，本摆动组件可以应用于传动结构中，例如舵机中，舵机的转轴为摆动组件中的转轴100，如图1和图3所示，舵机旋转输出的转轴100与摆臂200之间通过插装紧固机构进行连接。转轴100包括舵机连接端和插接端101，摆臂200包括摆臂连接端201和喷头结构连接端；插装紧固机构包括两种状态，状态一为如图4所示的未紧固状态，即转轴100与摆臂200的未装配状态，此时插装紧固机构上未形成预紧力，使得插接端101与插装孔202为间隙配合，插接端101可自由插入拔出插装孔202，方便安装。状态二为如图1所示的紧固状态，即转轴100与摆臂200的使用状态，此时插接端101与摆臂连接端201相互插接，并使得插接端101向插装孔受力平面203方向偏移，形成插接受力平面102与插装孔受力平面203之间紧密贴合的状态，转轴100旋转带动摆臂200，具有连接稳固、减少虚位的特点。其中为清楚展示，附图中未展示舵机的完整结构。

进一步地，插接端101和插装孔202的横截面可以为具有D形横截面，即插接端101为D形轴结构，插装孔202为与D形插装轴相适配的D形孔，方便加工。D形插接端101与D形插装孔202均包括平直面和弧形面，可以理解的是，插接端101的轴外壁面形成有插接受力平面102，插装孔202的孔内周面形成有插装孔受力平面203。插接端101上与插接受力平面102相连的为第一弧形面5，插装孔202上通过分切平面1分割的为第二弧形面6，在紧固状态下，紧固连接件301使第二弧形面6部分形变并挤压贴合第一弧形面5，此时，第一弧形面5与第二弧形面6之间紧密贴合，在挤压力的作用下插接端101向插装孔受力平面偏移，插接受力平面102与插装孔受力平面203紧密贴合。可以理解为，D形横截面仍然保留了大部分圆形结构，插接端101与插装孔202之间具有一定的同心固定效果，通过平直面作为受力面可更好的传递扭矩，弧形面作为插装紧固的紧固面，可以增大紧固的受力面积，提高紧固效果。此外，插接端101和插装孔202其横截面的结构形状可多种多样，例如B形或矩形结构，本实用新型不限于此。

相较于现有的插装结构，如图2和图4所示，本实用新型的摆臂连接端 201包括通过分切平面1切分出的第一摆臂连接分部2和第二摆臂连接分部 3，分切平面1切分插装孔202的横截面并与插装孔受力平面203相交，插装紧固机构包括紧固连接第一摆臂连接分部2和第二摆臂连接分部3的紧固连接件301，摆臂连接端201设计合理，结构简单，便于加工。

可以理解的是，摆臂连接端201整体呈C形，与插接端101相适配的插装孔202为一个未封闭的孔状结构，因插装孔202未封闭使得插装孔202在外力作用下孔径可变，由此可在未紧固状态和紧固状态下切换，易于插装和固定；

具体地，摆臂连接端201为一个环状结构，其中该环状结构的插装孔202 同心设置于摆臂连接端201上，摆臂连接端201的一侧通过分切平面1分割成第一摆臂连接分部2和第二摆臂连接分部3两个端部，开口端部之间通过紧固连接件301进行连接与调节，当紧固连接件301对第一摆臂连接分部2 和第二摆臂连接分部3施加预紧力时，插装孔202的弧形面向插接端101一侧挤压使得插接受力平面102与插装孔受力平面203紧密贴合，极大消除二者之间的缝隙，使得在较大交变载荷下不会产生虚位，保证运行的稳定性；此外，摆臂连接端201也可以为其他带有插孔的结构，即摆臂连接端201的外轮廓可多种多样，如带D形孔的方形块或圆形块等，分切平面1可以在摆臂连接端201的外周壁与插装孔202之间的其它径向位置上，本实用新型不限于此。

进一步地，如图1所示分切平面1与转轴100的轴截面重合并垂直于插装孔受力平面203，插装孔受力平面203与分切平面1分设于转轴100的径向两侧。紧固状态下，第二弧形面6在紧固连接件301作用下形成预紧力的施力面，预紧力的方向指向插装孔受力平面203方向，使得插装孔受力平面 203与插接受力平面102受力均匀，贴合度高。

更进一步地，如图3所示，第一摆臂连接分部2和第二摆臂连接分部3 上对位设置有供紧固连接件301穿连的贯通连接孔4，贯通连接孔4的中心轴线平行于插装孔受力平面203。在一些实施例中，紧固连接件301为螺栓件，贯通连接孔4为螺纹孔，紧固连接件301与贯通连接孔4螺纹配合连接。如此，通过对位设置的贯通连接孔4便于安装紧固连接件301以固定第一摆臂连接分部2和第二摆布连接分部3，且紧固连接件301的设置方向与插装孔受力平面203相平行，进一步保证施力面产生的预紧力指向紧固插装孔受力平面203方向，且紧固连接件301沿转轴100的轴向间隔布置，可增加第一摆臂连接分部2和第二摆布连接分部3连接的受力点，提高摆臂连接端201 的受力强度。

此外，如图4所示，摆臂200还可以包括摆臂本体204，摆臂连接端201 呈套筒状套装于插接端101上，摆臂本体204从插装孔受力平面203的外周壁沿径向一侧伸出，分切平面1沿径向另一侧切分与插装孔受力平面203相对的外周壁，摆臂本体204与摆臂连接端201可以为一体成型结构，摆臂本体204呈板状结构与分切平面1分设于插装孔受力平面203两侧，保证摆臂本体204位于插接受力平面102一侧，摆臂200与转轴100刚性连接，保证转轴100的传递效果，此外，摆臂本体204可以为齿轮状或圆形等其它多种类型，实现转轴100与摆臂200之间的传动。

本实施例提供的摆动组件可应用于喷头摆动单元，该喷头摆动单元包括上述摆动组件，将常规的喷头(图中未显示)与无人机机体的舵机(图中未显示)之间采用摆动组件连接，该无人机可以获取无人机的各旋翼产生的各自旋翼风场的方位，在无人机升力系统角度改变时，根据相应的旋翼风场的方位对应地调节位于旋翼下方的喷头，使得喷头的喷洒方向与旋翼风场的流动方向的朝向相同，使喷头更高效的利用无人机风场进行作业，其中该无人机的结构类型可多种多样，无人机可以为单旋翼、双旋翼、六旋翼或八旋翼等结构。

需要特别说明的是，根据本实用新型实施例中的摆动组件的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种摆动组件，其特征在于，所述摆动组件包括：

转轴(100)，包括插接端(101)，所述插接端(101)的外壁面形成有插接受力平面(102)；

摆臂(200)，包括与所述插接端(101)连接配合的摆臂连接端(201)，所述摆臂连接端(201)设有与所述插接端(101)适配的插装孔(202)，所述插装孔(202)的孔内周面形成有插装孔受力平面(203)；和

插装紧固机构，用于紧固连接所述插接端(101)与所述摆臂连接端(201)并使得所述插接受力平面(102)与所述插装孔受力平面(203)紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的摆动组件，其特征在于，所述插接端(101)和所述插装孔(202)均具有D形横截面。

3.根据权利要求1所述的摆动组件，其特征在于，所述摆臂连接端(201)包括通过分切平面(1)切分出的第一摆臂连接分部(2)和第二摆臂连接分部(3)，所述分切平面(1)切分所述插装孔(202)的横截面并与所述插装孔受力平面(203)相交，所述插装紧固机构包括紧固连接所述第一摆臂连接分部(2)和所述第二摆臂连接分部(3)的紧固连接件(301)。

4.根据权利要求3所述的摆动组件，其特征在于，所述分切平面(1)与所述转轴(100)的轴截面重合并垂直于所述插装孔受力平面(203)。

5.根据权利要求4所述的摆动组件，其特征在于，所述插装孔受力平面(203)与所述分切平面(1)分设于所述转轴(100)的径向两侧。

6.根据权利要求5所述的摆动组件，其特征在于，所述摆臂(200)还包括摆臂本体(204)，所述摆臂连接端(201)呈套筒状套装于所述插接端(101)上，所述摆臂本体(204)从所述插装孔受力平面(203)的外周壁沿径向一侧伸出，所述分切平面(1)沿径向另一侧切分与所述插装孔受力平面(203)相对的外周壁。

7.根据权利要求3所述的摆动组件，其特征在于，所述第一摆臂连接分部(2)和所述第二摆臂连接分部(3)上对位设置有供所述紧固连接件(301)穿连的贯通连接孔(4)，所述贯通连接孔(4)的中心轴线平行于所述插装孔受力平面(203)。

8.根据权利要求7所述的摆动组件，其特征在于，所述紧固连接件(301)沿所述转轴(100)的轴向间隔布置。

9.根据权利要求3～7中任意一项所述的摆动组件，其特征在于，所述插接端(101)还包括与所述插接受力平面(102)相连的第一弧形面(5)，所述插装孔(202)还包括有被所述分切平面(1)分割的第二弧形面(6)，在所述紧固连接件(301)的紧固状态下，所述第一弧形面(5)与所述第二弧形面(6)之间紧密贴合。

10.一种喷头摆动单元，其特征在于，所述喷头摆动单元包括：

根据权利要求1～9中任意一项所述的摆动组件；

喷头，安装于所述摆臂(200)的端部；和

舵机，包括作为所述转轴(100)输出动力的舵机输出轴；

其中，所述舵机驱动所述摆臂(200)带动所述喷头摆动。

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