机器人用传动机构、驱动组件及驱动装置的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人用传动机构、驱动组件及驱动装置。

背景技术：

机器人是自动控制机器的俗称，包括一切模拟人类或其他生物行为或思想的机械，被被广泛地应用于生活和工业中。其能够自动执行任务，可以协助甚至取代人类进行工作，使得生活生产变得智能化、高效化和多样化。

目前，对于带有行走轮的机器人，其主要依靠电机，通过传动机构来驱动行走轮的转动以实现机器人移动的目的。其中，传统的机器人用传动机构的传动精度较差。

技术实现要素：

为解决传统的机器人用传动机构的传动精度较差的问题，本发明提供一种机器人用传动机构、驱动组件及驱动装置。

为实现本发明目的提供的一种机器人用传动机构，包括第一转动部、第二转动部以及绕设在第一转动部和第二转动部上的传动条；

传动条上设有啮合结构，与第一转动部和第二转动部的结构相适配。

在其中一具体实施例中，第一转动部和第二转动部均为齿轮，且轴向相互平行设置；

传动条为环形带状结构；传动条的内壁均匀地设有多个啮合齿；通过啮合齿分别与第一转动部、第二转动部啮合连接。

在其中一具体实施例中，还包括转轴和第三转动部；

第三转动部的结构和第二转动部相同；第三转动部固定于转轴的一端；第二转动部的中部开设有第一通孔，通过第一通孔以将第二转动部套接于转轴的中部；

第一转动部的中部开设有第二通孔，通过第二通孔将第一转动部套接在电机的输出轴上；

第三转动部和第一转动部的尺寸均小于第二转动部。

基于同一构思的一种机器人用驱动组件，包括上述任一具体实施例提供的机器人用传动机构，还包括行走轮，且行走轮的轴线与转轴的轴线共线；

行走轮包括轮辋；轮辋的内侧设置有内齿轮结构，内齿轮结构与第三转动部的结构相适配。

在其中一具体实施例中，内齿轮结构包括至少一个内齿圈，内齿圈的外壁与轮辋的内壁固定连接，内壁与第三转动部啮合连接。

基于同一构思的一种机器人用驱动装置，包括上述任一具体实施例提供的机器人用驱动组件，还包括第一壳体和第二壳体；

第一壳体和第二壳体有一侧相扣合连接以形成容纳传动机构的第一容置腔；

还包括电机，电机设于第一容置腔内或第一容置腔外，电机的输出轴上套接有第一转动部，以驱动第一转动部转动；

第二壳体远离第一壳体的一侧设有行走轮；在第二壳体上开设有第四通孔；第三转动部通过第四通孔延伸至第二壳体远离第一壳体的一侧之外。

在其中一具体实施例中，第一壳体远离第二壳体的一侧设有第一侧板，第二壳体远离第一壳体的一侧设有第二侧板，且第二侧板和第一侧板所在平面相互平行；

靠近第一侧板的一端，第一侧板上开设有第三通孔；电机固定于第一侧板的外侧；

靠近第二侧板的另一端，第二侧板上开设有第四通孔；行走轮设于第二侧板的外侧；

转轴的一端转动连接于第二侧板的内侧面；

第一侧板的内侧面固定有整体为闭合环状结构的第一围壁；第一围壁的内壁固定有第一连接筋；第一连接筋的中部开设有第一螺纹孔，且第一螺纹孔的轴向与第一侧板所在平面相互垂直；

相应的，第二侧板的内侧面固定有第二围壁；第二围壁的形状及尺寸与第一围壁相适配；第二围壁的内壁固定有第二连接筋；第二连接筋的中部也开设有第一螺纹孔；

第一螺纹孔为贯穿孔，第一连接筋和第二连接筋的一端相抵接，并使用螺丝通过第一螺纹孔固定连接第一连接筋和第二连接筋以将第一围壁和第二围壁固定连接。

在其中一具体实施例中，第一转动部的一端固定有第一轴承；第一轴承远离第一转动部的一端固定于第二侧板的内侧面；

转轴固定有第三转动部的一端的外壁套接有第二轴承；第二轴承靠近第三转动部的一端面固定于第二侧板的内侧面。

在其中一具体实施例中，在第三通孔所在区域，第一侧板的外侧面固定有中空结构的第一定位座，以容纳电机设有输出轴的一端；

在第四通孔所在区域，第二侧板的内侧面固定有中空结构的第二定位座，以容纳第二轴承；

第二侧板的内侧面与第三通孔相对应的区域开设有定位凹槽，定位凹槽的形状及尺寸与第一轴承相适配，以容纳第一轴承；

第一侧板的外侧面与第四通孔相对应的区域固定有第三定位座；第三定位座为中空结构，且朝向第二侧板的一端为开口结构，以容纳转轴固定有第一转动部的一端的相对端；

第一转动部固定有第一轴承的一端的相对端端面固定有安装板；安装板的中部也开设有第二通孔；在电机设有输出轴的一端端面的中部设有圆筒结构的第一凸起部；第一凸起部的截面的形状及尺寸均与第二通孔相适配；第一凸起部的外壁贴合于安装板上第二通孔的孔壁；

电机设有输出轴的一端端面固定有定位杆，且定位杆的轴向与电机轴向相互平行；第一定位座的内壁设有第二凸起部；第二凸起部上开设有定位孔，以供定位杆插入。

在其中一具体实施例中，还包括轮罩；轮罩整体为中空，且一端开口的结构；

轮罩包括第一轮盖和第二轮盖；第一轮盖和第二轮盖有一侧相扣合连接以形成容纳行走轮的第二容置腔；

第一轮盖远离第二轮盖的一侧面固定于第二壳体远离第一壳体的一侧面。

本发明的有益效果：本发明的行走轮通过在传动条上设有啮合结构，且啮合结构与第一转动部和第二转动部的结构相适配，使得第一转动部与传动条之间以及第二转动部与传动条之间的传动更为精密，有效地提高了传动机构的传动的精度，改善了动力学性能。

附图说明

图1是本发明一种机器人用驱动装置一具体实施例的内部结构示意图；

图2是图1所示的机器人用驱动装置中传动条一具体实施例的结构示意图；

图3是图1所示的机器人用驱动装置中第二转动部、第三转动部、第二轴承和转轴一具体实施例的组合结构示意图；

图4是图1所示的机器人用驱动装置中第一转动部、第一轴承和安装板一具体实施例的组合结构示意图；

图5是图1所示的机器人用驱动装置中行走轮一具体实施例的结构示意图；

图6是图1所示的机器人用驱动装置一具体实施例的结构示意图；

图7是图6所示的机器人用驱动装置中第一壳体一具体实施例的结构示意图；

图8是图6所示的机器人用驱动装置中第二壳体一具体实施例的结构示意图；

图9是图6所示的机器人用驱动装置中电机一具体实施例的结构示意图；

图10是图6所示的机器人用驱动装置另一视角的结构示意图；

图11是图10所示的机器人用驱动装置中第二轮盖一具体实施例的结构示意图。

附图中，110、第一转动部；111、第二通孔；120、第二转动部；130、传动条；131、啮合齿；140、转轴；150、第三转动部；160、第一轴承；170、第二轴承；180、安装板；200、行走轮；210、轮辋；220、内齿圈；230、轮胎；300、第一壳体；310、第一侧板；311、第三通孔；320、第一围壁；330、第一定位座；331、第二凸起部；3311、定位孔；340、第三定位座；400、第二壳体；410、第二侧板；411、第四通孔；412、定位凹槽；420、第二围壁；430、第二连接筋；431、第一螺纹孔；440、第二定位座；500、电机；510、第一凸起部；520、定位杆；600、轮罩；610、第一轮盖；620、第二轮盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

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符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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“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发明或简化描述，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发明的限制。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“衔接”、“铰接”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；可以是直接连接，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发明中的具体含义。

参照图1、图2、图3和图4，一种机器人用传动机构，包括第一转动部110、第二转动部120以及绕设在第一转动部110和第二转动部120上的传动条130。其中，第一转动部110与电机500的输出轴固定连接，电机500可与固定于机器人上的电源电连接，电源能够供电给电机500，电机500能够将电能转换成动能。电机500的输出轴能够驱动第一转动部110进行转动，第一转动部110通过传动条130带动第二转动部120进行同步转动。其中，在传动条130上设有啮合结构，且啮合结构与第一转动部110和第二转动部120的结构相适配。啮合结构使得第一转动部110与传动条130之间以及第二转动部120与传动条130之间的传动更为精密，有效地提高了传动机构的传动的精度，改善了动力学性能。

具体地，第一转动部110和第二转动部120均为齿轮，且轴向相互平行设置。相应的，传动条130为环形带状结构，传动条130的内壁均匀地设有多个啮合齿131。通过啮合齿131分别与第一转动部110、第二转动部120啮合连接。传动条130上的啮合齿131配合第一转动部110上以及第二转动部120上的啮合齿131使得传动更为精密。在其他一些实施例中，传动条130可为链条，链条由多个链节相连组成，链节配合第一转动部110上以及第二转动部120上的啮合齿131也可使得传动更为精密。

在本发明一具体实施例中，传动机构还包括转轴140和第三转动部150。第三转动部150的结构与第二转动部120相同，且固定在转轴140的一端。在第二转动部120的中部开设有第一通孔，通过第一通孔以将第二转动部120套接于转轴140的中部。采用转轴140配合第二转动部120以及第三转动部150的形式，提高了重合度，保障了传动精度，减少了空间的占用率。在第一转动部110的中部开设有第二通孔111，通过第二通孔111将第一转动部110套接在电机500的输出轴上。并且，第三转动部150和第一转动部110的尺寸均小于第二转动部120。

在此实施例中，转轴140与行走轮200固定连接，用于驱动行走轮200进行360度旋转。借助传动条130完成一级减速，第二转动部120、转轴140配合第三转动部150完成二级减速。相对使用多级齿轮减速的形式，有效地避免了多级齿轮之间间隙的累积，提高了传动精度，改善了动力学性能。而且，采用传送带传动的形式，相对多级齿轮传动的形式，降低了工作时的噪音。整体上，简化了传动机构的整体结构，减少了零件的使用数量，便于传动机构的组装和维修。另外，由于第一转动部110安装在电机500的输出轴上，其转速较高，采用传动条130与第一转动部110连接的形式，相对于齿轮与齿轮直接啮合连接的形式，有效地降低了对第一转动部110的磨损，提高了第一转动部110的使用寿命。

参照图1、图2、图3、图4和图5，本发明还提供一种机器人用驱动组件，包括上述提供的机器人用传动机构，还包括行走轮200，且行走轮200的轴线与转轴140的轴线共线。行走轮200包括轮辋210，在轮辋210的内侧设置有内齿轮结构，内齿轮结构与第三转动部150的结构相适配。采用内齿轮结构与第三转动部150相配合的形式，相对传统的转轴140与轮毂固定连接的形式，使得转轴140转动产生的扭矩能够更稳定被传递。同时，由于轮辋210的尺寸大于轮毂的尺寸，可有效地提高连接处接触面积，使得连接处的应力能够较好地被分散，降低了应力集中的风险，可有效地降低连接处发生断裂的风险。具体地，内齿轮结构可为直接设在轮辋210内壁的啮合齿131，也可由一个以上内齿圈220组成。在其中一个实施例中，内齿轮结构包括一个内齿圈220，内齿圈220靠近轮辋210的一端面设置，内齿圈220的外壁与轮辋210的内壁固定连接，内壁与第三转动部150啮合连接。在其他一些实施例中，内齿圈220为两个以上，并排固定在轮辋210的内侧壁上。采用行走轮200和内齿圈220合并设计的形式，简化了整体的结构，降低了零部件的使用数量，便于安装和拆卸。另外，在第三转动部150和内齿圈220之间可设置轴承，可使传动引起的噪音维持在较低的水平。

在本发明一具体实施例中，轮辋210的外壁套设有轮胎230。靠近轮胎230的一端面，轮胎230的外壁开设有第一防滑凹槽。靠近轮胎230的另一端面，轮胎230的外壁开设有第二防滑凹槽，第一防滑凹槽和第二防滑凹槽均为多个，沿轮胎230的周向均匀地交替设置。第一防滑凹槽和第二防滑凹槽有效地增强了轮胎230与地面之间的摩擦力，提高了行驶时的稳定性。同时，第一防滑凹槽和第二防滑凹槽降低了轮胎230的重量，实现了轻量化设计。靠近轮辋210的另一端面，轮辋210内的中部设有轮毂，轮毂的外壁固定有长条结构的辐条，且辐条的一端朝远离轮毂的方向延伸。辐条远离轮毂的一端固定于轮辋210的内壁。轮毂配合辐条作为设置于轮辋210内的支撑组件，有效地提高了轮辋210的抗冲性和抗性变性。

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9，本发明还提供一种机器人用驱动装置，包括上述提供的机器人用驱动组件，还包括第一壳体300和第二壳体400。第一壳体300和第二壳体400从一侧面向另一侧面的正投影为两端圆弧，两侧直线的结构，并且，其中一圆弧端对应的曲率半径大于其中另一圆弧端。第一转动部110设于设于曲率半径较小的圆弧端，第二转动部120和第三转动部150设于曲率半径较大的圆弧端，整体设计较为美观合理。第一壳体300和第二壳体400有一侧相扣合连接以形成容纳传动机构的第一容置腔，能够有效的对传动机构进行支撑和保护，并对其位置进行有效地约束。其中，还包括电机500，电机可以设于第一容纳腔内或容纳腔外。在其中一些实施例中，电机500固定在第一壳体300远离第二壳体400的一侧。对应的，在第一壳体300上开设有第三通孔311，且第三通孔311的形状及尺寸均与电机500的输出轴的截面尺寸相适配，电机500的输出轴通过第三通孔311延伸至第一容置腔内。输出轴上套接有第一转动部110，以驱动第一转动部110转动。在第二壳体400远离第一壳体300的一侧设有行走轮200。在第二壳体400上开设有第四通孔411，且第四通孔411的形状及尺寸均与第三安装部的端面相适配，第三转动部150通过第四通孔411延伸至第二壳体400远离第一壳体300的一侧之外。

具体地，第一壳体300远离第二壳体400的一侧设有第一侧板310，第二壳体400远离第一壳体300的一侧设有第二侧板410，且第二侧板410和第一侧板310所在平面相互平行。此处，需要说明的是，第一侧板310和第二侧板410从一侧面向另一侧面的正投影为两端圆弧，两侧直线的结构。另外，将第一侧板310靠近第二侧板410的一侧面定义为第一侧板310的内侧面，远离第二侧板410的一侧面定义为第一侧板310的外侧面，将第二侧板410靠近第一侧板310的一侧面定义为第二侧板410的内侧面，远离第一侧板310的一侧面定义为第二侧板410的外侧面，以便于下面描述。其中，靠近第一侧板310的一端，第一侧板310上开设有第三通孔311，电机500对应第三通孔311所在区域固定在第一侧板310的外侧面上。靠近第二侧板410的另一端，第二侧板410上开设有第四通孔411，行走轮200对应第四通孔411所在区域设于第二侧板410的外侧。转轴140固定有第三转动部150的一端转动连接于第二侧板410的内侧面。在第一侧板310的内侧面固定有整体为闭合环状结构的第一围壁320，相应的，第二侧板410的内侧面固定有第二围壁420，第二围壁420的形状及尺寸与第一围壁320相适配，以使第一壳体300和第二壳体400固定连接时，在内部可形成相对封闭的空间。具体地，第一围壁320和第二围壁420均为两端圆弧，两侧直线的结构。第一围壁320的内壁固定有第一连接筋(图中未示出)，第一连接筋的中部开设有第一螺纹孔431，且第一螺纹孔431的轴向与第一侧板310所在平面相互垂直。第二围壁420的内壁固定有第二连接筋430，第二连接筋430的中部也开设有第一螺纹孔431。第一螺纹孔431为贯穿孔，第一连接筋和第二连接筋430的一端相抵接，并使用螺丝通过第一螺纹孔431固定连接第一连接筋和第二连接筋430以将第一围壁320和第二围壁420固定连接，进而使得第一壳体300和第二壳体400固定连接，便于第一壳体300和第二壳体400的组装和拆卸。其中，将第一连接筋和第二连接筋430设置在内侧，相对设置在外侧，提高了空间的利用率，并使得第一连接筋和第二连接筋430不易受损，延长了第一连接筋和第二连接筋430的使用寿命。

在本发明一具体实施例中，第一转动部110的一端固定有第一轴承160，第一轴承160远离第一转动部110的一端固定于第二侧板410的内侧面。第一轴承160使得第一转动部110能够转动连接于第二侧板410，以使第二侧板410能够对第一转动部110进行有效地支撑，提高了第一转动部110转动时位置的稳定性，进而提高了传动精度。转轴140固定有第三转动部150的一端的外壁套接有第二轴承170，第二轴承170靠近第三转动部150的一端面固定于第二侧板410的内侧面。第二侧板410能够对转轴140进行有效地支撑，提高了转轴140转动时位置的稳定性，进而提高了第三转动部150和第二输出齿轮转动时位置的稳定性，进一步提高了传动精度。

在本发明一具体实施例中，在第三通孔311所在区域，第一侧板310的外侧面固定有中空结构的第一定位座330，以容纳电机500设有输出轴的一端。如此，电机500设有输出轴的一端能够定位安装在第一定位座330内，有效地提高了电机500和第一侧板310连接的稳定性，使得电机500工作时位置的稳定性较高。在第四通孔411所在区域，第二侧板410的内侧面固定有中空结构的第二定位座440，以容纳第二轴承170。如此，第二轴承170能够定位安装在第二定位座440内，有效地提高了第二轴承170和第二侧板410连接的稳定性，使得第二轴承170转动时位置的稳定性较高。在第二侧板410的内侧面与第三通孔311相对应的区域开设有定位凹槽412，定位凹槽412的形状及尺寸与第一轴承160相适配，以容纳第一轴承160。如此，第一轴承160能够定位安装在定位凹槽412内，使得第一轴承160转动时位置的稳定性较高。第一侧板310的外侧面与第四通孔411相对应的区域固定有第三定位座340；第三定位座340为中空结构，且朝向第二侧板410的一端为开口结构，以容纳转轴140固定有第一转动部110的一端的相对端。第三定位座340能够有效地支撑转轴140固定有第一转动部110的一端的相对端，并对其进行位置的限定，进一步地提高了转轴140转动时位置的稳定性。第一转动部110固定有第一轴承160的一端的相对端端面固定有安装板180，安装板180的中部也开设有第二通孔111。相对应的，在电机500设有输出轴的一端端面的中部设有圆筒结构的第一凸起部510，第一凸起部510的截面的形状及尺寸均与第二通孔111相适配，第一凸起部510的外壁贴合于安装板180上第二通孔111的孔壁。安装板180上的第二通孔111配合第一凸起部510提高了第一转动部110安装时的定位精度，并使得第一转动部110套接在输出轴上后，第一转动部110与输出轴连接的稳定性更高，输出轴转动产生的扭矩能够更好地传递给第一转动部110。电机500设有输出轴的一端端面固定有定位杆520，且定位杆520的轴向与电机500轴向相互平行。第一定位座330的内壁设有第二凸起部331，第二凸起部331上开设有定位孔3311，以供定位杆520插入。采用定位杆520配合定位孔3311的形式，提高了电机500安装时的定位精度，并对安装后的电机500进行位置的限定，提高了电机500工作时位置的稳定性。第二输出齿轮靠近第三转动部150的一端面的中部开设有用于容纳第二定位座440的定位座容纳槽，以使第二定位座440能够有效地对第二输出齿轮进行支撑和位置的限定，保障了传动精度。在其中一些实施例中，第一定位座330、第三定位座340、第一连接筋、第一围壁320和第一侧板310为一体成型，减少了加工步骤，提高了制造效率。第二定位座440、第二连接筋430、第二围壁420和第二侧板410也为一体成型。第一壳体300和第二壳体400的材质可为耐磨塑料，质量较轻，实现轻量化设计。整体设计上，拐角处均进行了倒圆角处理，避免局部应力集中产生断裂，较为美观实用。

参照图10和图11，在本发明一具体实施例中，还包括轮罩600，轮罩600整体为中空，且一端开口的结构。行走轮200的一部分位于轮罩600内，另一部分通过轮罩600的开口端延伸至轮罩600外。轮罩600能够对行走轮200进行有效地支撑，并对行走轮200进行保护，降低行走轮200收到冲撞的风险，进而提高了行走轮200的使用寿命。轮罩600整体从一侧向另一侧的正投影为一端抛物线，另一端圆弧的结构，整体设计较为实用。具体地，轮罩600包括第一轮盖610和第二轮盖620。第一轮盖610和第二轮盖620有一侧相扣合连接以形成容纳行走轮200的第二容置腔。第一轮盖610远离第二轮盖620的一侧面固定于第二壳体400远离第一壳体300的一侧面。第一轮盖610的外壁设有第三连接筋，第三连接筋的中部开设有第二螺纹孔，且第二螺纹孔的轴向与第二侧板410所在平面相互垂直。相应的，第二轮盖620的外壁设有第四连接筋，第四连接筋的中部也开设有第二螺纹孔。第二螺纹孔也为贯穿孔，对接第三连接筋和第四连接筋，并使用螺丝通过第二螺纹孔固定连接第三连接筋和第四连接筋以将第一轮盖610和第二轮盖620固定连接。如此，使得轮罩600的组装和拆卸较为方便。另外，第一轮盖610可与第一壳体300一体成型。在行走轮200的中部设有轮毂，相对应的，在第二轮盖620的内侧面设有轮毂容纳槽，以容纳所述轮毂。轮毂能够在轮毂容纳槽内转动。轮毂容纳槽能够有效地对轮毂进行支撑和位置的限定，提高了轮毂转动时位置的稳定性，进而提高了行走轮200转动时位置的稳定性。另外，在第二轮盖620的外侧面设有加强筋，提高了第二轮盖620的抗冲性和抗形变能力。

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”、“一个具体实施例”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发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明的构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。