多输出齿轮箱及积木机器人的制作方法

本实用新型涉及齿轮传动领域，尤其涉及一种多输出齿轮箱及具有该多输出齿轮箱的积木机器人。

背景技术：

齿轮箱具有加速减速、改变转动力矩及离合等功能，是机械传动中广泛应用的重要部件。一般的，传统齿轮箱具有一组对应设置的输入轴和输出轴，该种齿轮箱只具有一个输出端，使得应用受限，因此，近年来人们研究开发了多输出齿轮箱，现有多输出齿轮箱均采用输出大齿轮同向连接输出小齿轮的方式实现同一方向上的多输出口设置，然而，该种结构仅能实现同一方向上的多输出，动力传输方向有限，无法满足多个方向力矩输出的需求，因此，急需提供一种能够满足多方向力矩输出需求的齿轮箱。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提出一种多输出齿轮箱，能够满足多方向力矩输出需求。

本实用新型的另一个目的在于提出一种积木机器人，能够满足多方向力矩输出需求。

一方面，为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多输出齿轮箱，包括：壳体和设置在壳体内的多向输出机构，所述多向输出机构包括转速转换装置、第一输出轴、第二输出轴和传动组件，所述第一输出轴和所述第二输出轴垂直设置，所述传动组件分别与所述转速转换装置、所述第一输出轴和所述第二输出轴连接，所述传动组件用于将所述转速转换装置提供的输出力矩同步传输给所述第一输出轴和所述第二输出轴。

上述的多输出齿轮箱，具有相互垂直的第一输出轴和第二输出轴，多输出齿轮箱运行时，传动组件将转速转换装置提供的输出力矩同步传输给第一输出轴和第二输出轴，实现了多个方向上的力矩输出，有效满足多方向力矩输出的需求，适用范围广泛。

其中，传动组件为齿轮传动组件，齿轮传动组件包括齿轮支架、第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮，齿轮支架与壳体连接，第一锥齿轮一端与转速转换装置连接，另一端与齿轮支架连接，第二锥齿轮设置在与第一锥齿轮相对的另一侧与齿轮支架连接，第一输出轴与第二锥齿轮套接连接，第二输出轴与第一输出轴垂直设置，且第二输出轴贯穿齿轮支架，第三锥齿轮套接至第二输出轴的一端，且第三锥齿轮分别与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合连接。

其中，齿轮支架为一柱状支架，柱状支架上开设有用以与第二输出轴连接的通孔，且柱状支架上与通孔垂直的两侧分别设置有用以安装第一锥齿轮和第二锥齿轮的第一安装凸起。

其中，上述多输出齿轮箱还包括第三输出轴，齿轮传动组件还包括第四锥齿轮，齿轮支架上与第二输出轴平行的一侧设置有第二安装凸起，第四锥齿轮与第二安装凸起连接，且第四锥齿轮分别与第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮啮合连接，第三输出轴与第四锥齿轮套接连接。

其中，上述多输出齿轮箱还包括第四输出轴，齿轮传动组件还包括第五锥齿轮，齿轮支架与第二安装凸起相对的另一侧设置有第三安装凸起，第五锥齿轮与第三安装凸起连接，且第五锥齿轮分别与第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮啮合连接，第四输出轴与第五锥齿轮套接连接。

其中，上述多输出齿轮箱还包括电机，电机的输出轴与转速转换装置连接。

其中，上述多输出齿轮箱还包括散热装置，散热装置分别与电机和壳体连接。

其中，上述多输出齿轮箱还包括减震垫，减震垫设置在壳体上，且减震垫与电机接触连接。

其中，齿轮支架还包括轴承，轴承分别与第一安装凸起、第二安装凸起及第三安装凸起套接连接。

另一方面，本实用新型还提供一种积木机器人，包括上述的多输出齿轮箱。

附图说明

图1是一个实施例中多输出齿轮箱的立体图；

图2是图1所示的多输出齿轮箱的结构分解图；

图3是图1中多输出齿轮箱的结构剖视图；

图4是另一个实施例中多向输出齿轮机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。

请参阅图1、图2，一种多输出齿轮箱，包括：具有多个输出孔101的壳体10和设置在壳体10内的多向输出机构20，多向输出机构20具有输出轴的转速转换装置201、第一输出轴202和第二输出轴203和传动组件204，第一输出轴202和第二输出轴203垂直设置，传动组件204分别与转速转换装置201、第一输出轴202和第二输出轴203连接，传动组件204用于将转速转换装置201提供的输出力矩同步传输给第一输出轴202和第二输出轴203。

上述的多输出齿轮箱，具有相互垂直的第一输出轴202和第二输出轴203，多输出齿轮箱运行时，传动组件204将转速转换装置201提供的输出力矩同步传输给第一输出轴202和第二输出轴203，实现了多个方向上的力矩输出，有效满足多方向力矩输出的需求，适用范围广泛。

如图2所示，在一个实施例中，传动组件204为齿轮传动组件，齿轮传动组件包括齿轮支架2041、第一锥齿轮2042、第二锥齿轮2043和第三锥齿轮2044，齿轮支架2041与壳体10连接，第一锥齿轮2042一端与转速转换装置201的输出轴套接连接，另一端与齿轮支架2041连接，第二锥齿轮2043设置在与第一锥齿轮2042相对的另一侧与齿轮支架2041连接，第一输出轴202一端与第二锥齿轮2043套接连接，另一端与对应的输出孔101套接连接，第二输出轴203与第一输出轴202垂直设置，且第二输出轴203贯穿齿轮支架2041，第二输出轴203的两端分别与对应的输出孔101套接连接，第三锥齿轮2044套接至第二输出轴203的一端，且第三锥齿轮2044分别与第一锥齿轮202和第二锥齿轮2043啮合连接。

上述的多输出齿轮箱，具有相互垂直的第一输出轴202和第二输出轴203，且第二输出轴203贯穿齿轮支架2041两端分别与对应的输出孔101套接连接，形成两个输出端，多输出齿轮箱运行时，通过转速转换装置201带动第一锥齿轮2042转动，第一锥齿轮2042转动带动与其啮合的第三锥齿轮2044转动，第三锥齿轮2044带动第二锥齿轮2043转动，同时，第一输出轴202随第二锥齿轮2043转动，第二输出轴203随第三锥齿轮2044转动，第二输出轴203具有两个输出端，多输出齿轮箱实现了多三方向上的力矩输出，能够有效满足多方向力矩输出的需求，适用范围广泛。

壳体10包括上壳体102和下壳体103，下壳体103内设置有用于安装多向输出机构20的安装部，并设置有多个对多向输出机构20进行定位的限位凸起104，上壳体102与下壳体103上均对应开设有半圆形凹槽，上壳体102和下壳体103连接后对应的两个半圆形凹槽形成输出孔101。本实施例中，多输出齿轮箱应用于积木拼接换向，因此，上壳体102和下壳体103上均设置有拼接凸起105，然而，本实用新型中壳体10的结构并不仅限于此，实际应用中，上壳体102和下壳体103的具体结构可根据实际需要任意设置，只要能够满足多向输出机构20的安装需求即可，本实施例并不做具体限定。

齿轮支架2041用以为第一锥齿轮2042、第二锥齿轮2043和第三锥齿轮2044提供安装支撑，如图2、图3所示，齿轮支架2041为一柱状支架，柱状支架一端与下壳体103连接，另一端延伸出下壳体103，柱状支架上开设有用以与第二输出轴203连接的通孔，且柱状支架上与通孔垂直的两侧分别设置有用以安装第一锥齿轮2042和第二锥齿轮2043的第一安装凸起2047。第二输出轴203穿过通孔与齿轮支架2041套接连接，第一锥齿轮2042和第二锥齿轮2043分别与对应的第一安装凸起2047套接连接。

如图4所示，在一个实施例中，上述多输出齿轮箱还包括第三输出轴205，齿轮传动组件还包括第四锥齿轮2045齿轮支架2041上与第二输出轴203平行的一侧设置有第二安装凸起(未示出)，第四锥齿轮2045与第二安装凸起连接，且第四锥齿轮2045分别与第一锥齿轮2042、第二锥齿轮2043和第三锥齿轮2044啮合连接，第三输出轴205一端与第四锥齿轮2045套接连接，另一端与对应的输出孔套接连接。

本实施例中，齿轮支架2041上设置有第二安装凸起，相应地，上壳体102上与第二安装凸起位置相对应的位置开设有输出孔，第四锥齿轮2045一端与第二安装凸起套接连接，另一端与第三输出轴205的一端套接连接，第三输出轴205的另一端与上壳体102上的输出孔套接连接。具体地，第二安装凸起设置在齿轮支架2041上与第二输出轴203平行的一侧面上，第三输出轴205安装后分别与第一输出轴202和第二输出轴203垂直设置，第一输出轴202、第二输出轴203和第三输出轴205形成以齿轮支架2041的重心为圆点的三维坐标系，第四锥齿轮2045随第一锥齿轮2042、第二锥齿轮2043和第三锥齿轮2044转动一起转动，形成第四输出方向，实现四个方向上的力矩输出，进一步扩大多输出齿轮箱的适用范围。

进一步的，如图4所示，上述多输出齿轮箱还包括第四输出轴206，齿轮传动组件还包括第五锥齿轮2046，齿轮支架2041与第二安装凸起相对的另一侧设置有第三安装凸起(未示出)，第五锥齿轮2046与第三安装凸起连接，且第五锥齿轮2046分别与第一锥齿轮2042、第二锥齿轮2043和第三锥齿轮2044啮合连接，第四输出轴206一端与第五锥齿轮2046套接连接，另一端与对应的输出孔套接连接。

本实施例中，齿轮支架2041上设置有第三安装凸起，相应地，下壳体103上与第三安装凸起位置相对应的位置开设有输出孔，第三凸起设置在齿轮支架2041上与第二凸起相对的另一侧面上，第四输出轴206与第三输出轴205对应设置，第五锥齿轮2046随第一锥齿轮2042、第二锥齿轮2043和第三锥齿轮2044转动一起转动带动第四输出轴206转动，实现五个方向上的力矩输出。

进一步的，在一个实施例中，上述齿轮支架2041还包括轴承，轴承分别与第一安装凸起2047、第二安装凸起及第三安装凸起套接连接。连接第一锥齿轮2042和第二锥齿轮2043或第四锥齿轮2045及第五锥齿轮2046时，将第一锥齿轮2042和第二锥齿轮2043与第一安装凸起2047上的轴承套接连接，将第四锥齿轮2045与第二安装凸起上的轴承套接连接，将第五锥齿轮2046与第三安装凸起上的轴承套接连接，轴承设置第一锥齿轮2042或第二锥齿轮2043与第一安装凸起2047之间、第四锥齿轮2045与第二安装凸起之间，或，第五锥齿轮2046与第三安装凸起之间。本实施例通过在对应的安装凸起与锥齿轮之间设置轴承可有效减少转动摩擦，降低转动阻力，有利于提升传动效率及传动稳定性。进一步地，还可以在第二输出轴203与齿轮支架2041的通孔之间设置轴承，提升第二输出轴203的输出稳定性。

在一个实施中，上述多输出齿轮箱还包括用以提供动力的电机207，电机207的输出轴与转速转换装置连接。转速转换装置201用于实现转速与力矩转换，讲电机207的转动输出转换为输出力矩传送给第一锥齿轮2042，具体地，转速转换装置201为行星齿轮箱，通过行星齿轮箱确保转速与力矩转换，并可有效减小多输出齿轮机构20的体积，节约安装空间。

进一步地，上述多输出齿轮箱还包括散热装置和减震垫，其中，散热装置设置在壳体10内分别与电机207和壳体10连接，用于对电机207进行降温，保证电机207运行稳定，具体地，散热装置可以采用风扇、散热片或导热硅胶中的任意一种或多种，本实施例并不做具体限定。减震垫也设置在壳体10内，且减震垫与电机207接触连接，具体地，减震垫设置在客体10与电机207之间用于吸收电机207的震动，提升多输出齿轮箱的输出稳定性，降低多输出齿轮箱的噪音。更进一步地，在一个实施例中，上述多输出齿轮箱还包括消音棉，消音棉设置在电机207与壳体10之间，用以进一步降低多输出齿轮箱的噪音。

上述多输出齿轮箱运行时，电机207运行带动行星齿轮箱运行，行星齿轮箱初步实现力矩与转速的变化，行星齿轮箱的输出轴带动第一锥齿轮2042转动，第一锥齿轮2042带动与其啮合的第三锥齿轮2044转动，进一步实现力矩方向转换，第三锥齿轮2044带动第二输出轴203转动传递扭矩，形成两个输出口，第三锥齿轮2带动与其啮合的第二锥齿轮2043转动进一步带动第一输出轴202转动，再次实现力矩方向转换，在与第二输出轴203相垂直的方向上形成输出口，共形成3个输出口，可以满足很多搭建场合同时需要两个转向相同的输出。进一步的，当需要更多转向输出是，还可以进一步设置第四锥齿轮2045与第三输出轴205，及第五锥齿轮2046和第四输出轴206，可以进一步实现4个输出口或5个输出口，满足更多应用需求。上述多输出齿轮箱可根据实际需要任意设置输出口的方面及数量，应用非常灵活，适用范围广泛。

本实用新型还提供一种积木机器人，包括上述的多输出齿轮箱，通过上述多输出齿轮箱能够实现积木机器人多个转向输出，能够有效提升积木机器人搭建效率、降低搭建难度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。