一种偏心传动机构及机械臂

专利摘要:
本实用新型公开了一种偏心传动机构及机械臂，涉及传动结构技术领域。偏心传动机构，包括：电机、保持架、传动组件以及输出轴；电机连接在保持架的一端，且电机的输入轴伸入保持架内；传动组件设置在保持架内，传动组件的动力接收端连接输入轴，传动组件的动力输出端连接输出轴的一端；输出轴的另一端伸出保持架；输入轴的轴线与输出轴的轴线平行且不在同一直线上，以使保持架的一侧具有避让空间。本实用新型中输入轴的轴线与输出轴的轴线不在同一直线上，保持架的一侧形成有避让空间，通过在避让空间设置另一个偏心传动机构的电机、保持架或输出轴，可以有效增加空间利用率，从而提高设备的结构紧凑度。
公开号:CN214331375U
申请号:CN202120232386.4U
申请日:2021-01-27
公开日:2021-10-01
发明作者:杨焜
申请人:Shenzhen Ufactory Technology Co ltd；
IPC主号:F16H7-02

专利说明:
[n0001] 本申请涉及传动结构技术领域，尤其涉及一种偏心传动机构及机械臂。
[n0002] 电机作为动力驱动装置，被广泛应用于机器人、无人机、机械臂等领域。一般的，电机的输入轴通过联轴器与输出轴连接组成电机的传动机构，输入轴的轴线与输出轴的轴线为同一直线。当需要在小体积的空间内布置两个或者更多的电机的传动机构时，相邻电机的传动机构在输出轴轴线方向上，需要间隔一定空间错位放置，防止互相干涉。但是，采用这种布置方式使得两个电机的传动机构的输出轴无法设置在同一平面，并且电机的传动机构的壳体会占用较多空间，结构不紧凑。
[n0003] 有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种偏心传动机构及机械臂。
[n0004] 为解决上述问题，本申请提供了：一种偏心传动机构，包括：电机、保持架、传动组件以及输出轴；
[n0005] 所述电机连接在所述保持架的一端，且所述电机的输入轴伸入所述保持架内；所述传动组件设置在所述保持架内，所述传动组件的动力接收端连接所述输入轴，所述传动组件的动力输出端连接所述输出轴的一端；所述输出轴的另一端伸出所述保持架；所述输入轴的轴线与所述输出轴的轴线平行且不在同一直线上，以使所述保持架的一侧具有避让空间。
[n0006] 本实用新型的实施例具有如下优点：
[n0007] 本实用新型提出一种偏心传动机构，传动组件设置在保持架内，安装在保持架一端的电机的输入轴与传动组件的动力接收端连接，传动组件的动力输出端连接有输出轴，输出轴的另一端伸出保持架外，由于输入轴的轴线与输出轴的轴线不在同一直线上，所以保持架的一侧形成有避让空间；当设备需要在小体积的空间内布置两个或者更多的偏心传动机构，通过在避让空间设置另一个偏心传动机构的电机、保持架或输出轴，可以有效增加空间利用率，从而提高设备的结构紧凑度。
[n0008] 可选的，所述输入轴的轴线与所述输出轴的轴线相互平行。
[n0009] 可选的，所述保持架包括第一安装板、第二安装板、以及连接在第一安装板和第二安装板之间的连接架；所述电机设置在所述第一安装板上，所述输出轴设置在所述第二安装板上，所述传动组件设置在所述连接架内；所述第一安装板所在平面与所述连接架的架体长度方向垂直；所述第二安装板所在平面与所述连接架的架体长度方向垂直设置。
[n0010] 可选的，所述第一安装板的面积小于所述第二安装板的面积。
[n0011] 可选的，所述传动组件包括：第一带轮、第二带轮以及同步带；所述第一带轮与所述输入轴连接，所述第二带轮与所述输出轴连接，所述同步带的一端套设在第一带轮上，所述同步带的另一端套设在第二带轮上。
[n0012] 可选的，所述第二带轮的齿数大于所述第一带轮的齿数。
[n0013] 可选的，所述传动组件还包括张紧件，所述张紧件用以调节所述同步带的松紧度。
[n0014] 可选的，所述传动组件还包括用以调整所述张紧件位置的调整件。
[n0015] 可选的，所述张紧件包括自润滑材料层。
[n0016] 本实用新型实施例提供的另一技术方案：一种机械臂，包括上述的偏心传动机构。
[n0017] 本实用新型实施例的机械臂，由于使用有上述的偏心传动机构。在机械臂内布置两个或者更多的偏心传动机构时，通过在避让空间设置另一个偏心传动机构的电机、保持架或输出轴，可以有效增加空间利用率，提高机械臂结构的紧凑度。
[n0018] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
[n0019] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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。
[n0020] 图1示出了本实用新型实施例其中一实施方式的偏心传动机构的结构示意图；
[n0021] 图2示出了本实验新型实施例其中一实施方式中两个偏心传动机构的布置示意图；
[n0022] 图3为图1中的偏心传动机构中第二安装板、连接架和传动组件的结构示意图；
[n0023] 图4为图3中传动组件的结构示意图；
[n0024] 图5为图1的剖面结构示意图；
[n0025] 图6为图3中沿V1-V1的剖面示意图。
[n0026] 主要元件符号说明：
[n0027] 10-保持架；11-第一安装板；12-第二安装板；13-连接架；
[n0028] 20-电机；
[n0029] 30-传动组件；31-第一带轮；32-第二带轮；33-同步带；34-张紧件；35-调整件；36-限位杆；
[n0030] 40-输入轴；
[n0031] 50-输出轴；51-压板
[n0032] 60-避让空间。
[n0033] 下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[n0034] 在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。
[n0035] 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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[n0036] 在本申请中，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；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。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申请中的具体含义。
[n0037] 在本申请中，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。
[n0038] 下面结合附图，对本实用新型实施例提供的一种偏心传动机构及机械臂进行详细说明。
[n0039] 实施例一
[n0040] 请参阅图1和图2，本实用新型提供的偏心传动机构，包括：电机20、保持架10、传动组件30以及输出轴50。
[n0041] 电机20连接在保持架10的一端，且电机20的输入轴40伸入保持架10内；传动组件30设置在保持架10内，传动组件30的动力接收端连接输入轴40，传动组件30的动力输出端连接输出轴50的一端，通过传动组件30，将电机20的驱动力传递给输出轴50。输出轴50的另一端伸出保持架10；输入轴40的轴线与输出轴50的轴线不在同一直线上，以使保持架10的一侧具有避让空间60。
[n0042] 本实用新型实施例中提出的偏心传动机构，由于输入轴40的轴线与输出轴50的轴线不在同一直线上，所以在输出轴50轴线与输出轴50轴线错位的空间内可以设置避让空间60，当设备需要在小体积的空间内布置两个或者更多的偏心传动机构，通过在避让空间60设置另一个偏心传动机构的电机20、保持架10或输出轴50，可以有效增加空间利用率，从而提高设备的结构紧凑度。
[n0043] 请参阅图2，在本实用新型的一个实施例中，通过在一个偏心传动机构的避让空间60上，布置另外一个偏心传动机构的电机20，并重合两个偏心传动机构避让空间60的一部分，从而有效增加空间利用率，提高设备结构的紧凑度。
[n0044] 其中，输入轴40的轴线和输出轴50的轴线可以设置有多种位置关系，可以在同一平面内呈一定角度相交、或者设置在不同平面内、或者设置为相互平行的关系，根据设备结构布置的需求，通过调整输入轴40和输出轴50的位置关系，以匹配不同结构布置的需求。
[n0045] 具体的，在本实施例中，输入轴40的轴线与输出轴50的轴线相互平行。由于输入轴40的轴线与输出轴50的轴线相互平行，通过电机20传递的驱动力矩，可以沿着与输出轴50的轴线径向平行的路径，传递给输出轴50，从而保证偏心传动机构的机械传动效率。
[n0046] 请参阅图1和图5，在一些实施例中，保持架10包括第一安装板11、第二安装板12、以及连接在第一安装板11和第二安装板12之间的连接架13的三个部分；第一安装板11与连接架13通过螺钉、螺栓或销等固定件连接，第二安装板12与连接架13也通过螺钉、螺栓或销等固定件连接。在本实施例中，第一安装板11和第二安装板12均通过螺栓与连接架13连接。
[n0047] 具体的，在一些实施例中，电机20设置在第一安装板11上，输出轴50设置在第二安装板12上，传动组件30设置在连接架13内，电机20的输入轴40穿过第一安装板11与传动组件30的动力接收端连接，输出轴50穿过第二安装板12与传动组件30的动力输出端连接。第一安装板11所在平面通过与连接架13的架体长度方向垂直设置，使安装在第一安装板11的电机20与连接架13呈“L”或“T”形布置，从而形成方正规整的避让空间60；并且，第二安装板12所在平面通过与连接架13的架体长度方向垂直设置，使设置在第二安装板12的输出轴50与连接架13也呈“L”或“T”形布置，从而形成方正规整的避让空间60。
[n0048] 由于偏心传动机构设有方正规整的避让空间60，当两个或多个偏心传动机构布置在小体积空间内时，可以方便的重叠避让空间60，或者在避让空间60内设置另一个偏心传动机构的电机20、保持架10或输出轴50等，从而有效增加空间利用率，提高设备的结构紧凑度。
[n0049] 进一步的，在一些实施例中，第一安装板11的面积小于第二安装板12的面积。当第一安装板11所在平面和第二安装板12所在平面均与连接架13的架体长度方向垂直设置，则第一安装板11与第二安装板12相互平行。本实施例中，由于第一安装板11的面积小于第二安装板12的面积，第二安装板12在竖直空间内除去第一安装板11及电机20的空间的部位，便可以设置为避让空间60。
[n0050] 偏心传动机构还需要考虑机械传动效率，由于本实施例中，电机20的动力输入轴40不是直接与输出轴50连接，而是通过传动组件30传递动力，在动力传输过程中，存在额外的机械损耗，所以传动组件30需要设置为机械损耗较少的形式。例如齿轮传动、链条链轮传动、涡轮蜗杆传动、摩擦轮传动或带传动等传动形式。优选的，本实施例中，传动组件30设置为带传动的形式，带传动的传动效率高，机械损耗较少，传动平稳，且可以在紧凑的空间内进行布置。
[n0051] 请参阅图3、图4和图6，在一些实施例中，传动组件30的动力接收端设置有第一带轮31，第一带轮31与电机20的输入轴40连接；传动组件30的动力输出端设置有第二带轮32，第二带轮32与输出轴50连接。第一带轮31和第二带轮32上套设有同步带33，通过同步带33将第一带轮31的驱动力传递给第二带轮32。输出轴50与输入轴40中设置有同步带33，当输出轴50承受过大的瞬间冲击力或振动时，该瞬间冲击力或振动会由与输出轴50连接的第二带轮32传递给同步带33，由于同步带33具有缓冲作用，避免电机20承受过大的瞬间冲击力，从而实现对电机20的保护。
[n0052] 请参阅图6，本实施例中，电机20通过键连接或花键连接等方式与输入轴40连接，输入轴40的两端通过轴承安装在连接架13上，第一带轮31通过紧定螺钉或螺钉等固定件固定在输入轴40上，通过该紧凑布置方式，提高空间利用率。
[n0053] 进一步的，输出轴50通过压板51和两个轴承安装在第二安装板12内，第二带轮32通过紧定螺钉或螺钉等固定件固定在输出轴50上，通过该紧凑布置方式，提高空间利用率。在一些实施例中，在输出轴50与第二安装板12之间设置有油封；或者，在输入轴40和连接架13之间设置有油封。
[n0054] 请继续参阅图3、图4和图6，本实施例中，传动组件30还包括张紧件34，张紧件34可转动的安装在限位杆36上，限位杆36通过螺母安装在连接架13内。该张紧件34设置在同步带33的外侧，通过抵压同步带33，从而调节同步带33的松紧度。
[n0055] 进一步的，在一些实施例中，传动组件30还包括用以调整张紧件34位置的调整件35。连接架13上用于安装限位杆36的凹槽设置为长条状，提供限位杆36移动的空间，从而带动安装在限位杆36的张紧件34的产生移动，进而调整张紧件34的位置。限位杆36的侧面设有紧定螺钉，螺栓等调整件35，该调整件35与限位杆36抵接，通过移动调整件35的位置，可以调整张紧件34的位置，从而保证同步带33的松紧度，进而保证驱动力传递的稳定性。
[n0056] 优选的，本实施例中，调整件35设置为紧定螺钉，紧定螺钉通过螺纹连接在连接架13内，并且紧定螺钉的一侧与限位杆36抵接，通过调节紧定螺钉的锁紧位置，在同步带33的弹力作用下，调节安装在限位杆36的张紧件34的位置。
[n0057] 在一些实施例中，张紧件34还包括自润滑材料层，张紧件34可以整体设置为自润滑材料，或者在表面设置一层自润滑材料层。通过在张紧件34的表面设置自润滑材料层，降低同步带33与张紧件34的摩擦力，提高机械传动效率。
[n0058] 进一步的，张紧件34的两端通过轴承安装在限位杆36上，降低张紧件34与限位杆36的摩擦力，提高机械传动效率。
[n0059] 在一些实施例中，第二带轮32的齿数大于第一带轮31的齿数，从而形成一个减数比，通过调节第二带轮32的齿数和第一带轮31的齿数，可以形成不同的减速比，从而满足偏心传动机构对于输出不同大小转矩的需求。通过调节减速比的大小，可以降低对电机20输入的驱动转矩的需求，通过使用高转速且低转矩的电机20来满足需求，由于低转矩的电机20的体积一般较小，从而减小偏心传动机构的体积大小，提高空间利用率。
[n0060] 实施例二
[n0061] 本实用新型实施例还提供了一种机械臂，包括实施例一的偏心传动机构。
[n0062] 由于使用有实施例一的偏心传动机构。输入轴40的轴线与输出轴50的轴线不在同一直线上，所以在输出轴50轴线与输出轴50轴线错位的空间内可以设置避让空间60，当设备需要在小体积的空间内布置两个或者更多的偏心传动机构，通过在避让空间60设置另一个偏心传动机构的电机20、保持架10或输出轴50，可以有效增加空间利用率，从而提高设备的结构紧凑度。
[n0063] 请参阅图2，本实施例中，在机械臂内动力驱动装置的局部小体积空间内，通过在一个偏心传动机构的避让空间60上，布置另外一个偏心传动机构的电机20，并重合两个偏心传动机构的避让空间60的一部分，可以有效增加机械臂内部的空间利用率，从而提高机械臂的结构紧凑度。
[n0064] 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申请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。
[n0065] 尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种偏心传动机构，其特征在于，包括：电机、保持架、传动组件以及输出轴；
所述电机连接在所述保持架的一端，且所述电机的输入轴伸入所述保持架内；所述传动组件设置在所述保持架内，所述传动组件的动力接收端连接所述输入轴，所述传动组件的动力输出端连接所述输出轴的一端；所述输出轴的另一端伸出所述保持架；所述输入轴的轴线与所述输出轴的轴线不在同一直线上，以使所述保持架的一侧具有避让空间。
[0002] 2.根据权利要求1所述的偏心传动机构，其特征在于，所述输入轴的轴线与所述输出轴的轴线相互平行。
[0003] 3.根据权利要求1所述的偏心传动机构，其特征在于，所述保持架包括第一安装板、第二安装板、以及连接在所述第一安装板和所述第二安装板之间的连接架；所述电机设置在所述第一安装板上，所述输出轴设置在所述第二安装板上，所述传动组件设置在所述连接架内；所述第一安装板所在平面与所述连接架的架体长度方向垂直；所述第二安装板所在平面与所述连接架的架体长度方向垂直设置。
[0004] 4.根据权利要求3所述的偏心传动机构，其特征在于，所述第一安装板的面积小于所述第二安装板的面积。
[0005] 5.根据权利要求1所述的偏心传动机构，其特征在于，所述传动组件包括：第一带轮、第二带轮以及同步带；所述第一带轮与所述输入轴连接，所述第二带轮与所述输出轴连接，所述同步带的一端套设在第一带轮上，所述同步带的另一端套设在第二带轮上。
[0006] 6.根据权利要求5所述的偏心传动机构，其特征在于，所述第二带轮的齿数大于所述第一带轮的齿数。
[0007] 7.根据权利要求5所述的偏心传动机构，其特征在于，所述传动组件还包括张紧件，所述张紧件用以调节所述同步带的松紧度。
[0008] 8.根据权利要求7所述的偏心传动机构，其特征在于，所述传动组件还包括用以调整所述张紧件位置的调整件。
[0009] 9.根据权利要求7所述的偏心传动机构，其特征在于，所述张紧件包括自润滑材料层。
[0010] 10.一种机械臂，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的偏心传动机构。

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120232386.4U|CN214331375U|2021-01-27|2021-01-27|一种偏心传动机构及机械臂|CN202120232386.4U| CN214331375U|2021-01-27|2021-01-27|一种偏心传动机构及机械臂|