一种传动装置的制作方法

本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种传动装置。

背景技术：

目前市场上有很多服务机器人采用伺服电机驱动，这虽然可以实现很多复杂的动作，但是成本较高，而且很多的服务机器人的服务类型决定了其并不需要太过复杂的动作或者过于高端的控制即可实现其效益，比如拖地机器人，其核心动作是“前进较长距离——后退较短距离”并以此循环向前，带动清洁器清理地面，我们可以通过纯机械传动来实现这样的动作，以此来降低成本，通过相对而言更加便宜的直流电机来驱动，得到相近的效益。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种传动装置，以解决现有技术中运动类型简单的机器人其传动装置结构复杂，功能冗余的技术问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种传动装置，包括用于输入扭矩的输入轴15，输入轴15驱动一级减速机构，一级减速机构驱动执行机构。

所述一级减速机构包括第二减速齿轮16，第二减速齿轮16固定在输入轴15上；第二减速齿轮16与第三减速齿轮20啮合，第三减速齿轮20与第一减速齿轮9啮合，第一减速齿轮9固定在第二传动轴5上，第三减速齿轮20固定在第一传动轴1上。

所述第三减速齿轮20、第二减速齿轮16和第一减速齿轮9均为外圆柱齿轮且为完全齿轮，第一减速齿轮9和第三减速齿轮20的齿数相同。

所述执行机构包括第二齿轮3，第二齿轮3与第一齿轮2、第三齿轮4啮合；第一齿轮2固定在第一传动轴1上，第三齿轮4固定在第二传动轴5上。

所述第三齿轮4和第一齿轮2均为外圆柱齿轮且为不完全齿轮；第三齿轮4和第一齿轮2的模数相同且分度圆直径相同，第三齿轮4和第一齿轮2安装于两个不同的平行平面内；设所述的第三齿轮(4)的齿数记为z1，分度圆直径记为d1，所述的第一齿轮2的齿数记为z2，分度圆直径记为d2，模数均为m，则有且

所述第二齿轮3为内圆柱齿轮且为完全齿轮。

所述第二齿轮3与第三齿轮4、第一齿轮2不同时啮合。

所述第二齿轮3的分度圆圆心、第三齿轮4的分度圆圆心、第一齿轮2的分度圆圆心在第二齿轮3的端面所在平面上的投影满足三点共线。

所述第一传动轴1和第二传动轴5是形状、尺寸均相同的阶梯轴。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明所述传动装置通过齿轮传动的形式实现前进与后退动作，在一些运动类型简单的机器人上可以完全替代伺服传动机构，没有功能冗余，在满足使用功能的前提下，结构更简单，制造成本更低。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种传动装置结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种传动装置的部分结构剖面示意图；

图3是本发明实施例提供的一种传动装置的固定套与第二齿轮安装示意图；

图中：1.第一传动轴；2.第一齿轮；3.第二齿轮；4.第三齿轮；5.第二传动轴；6.一号键；7.一号套筒；8.二号键；9.第一减速齿轮；10.二号套筒；11.一号圆螺母；12.二号圆螺母；13.三号圆螺母；14.四号圆螺母；15.输入轴；16.第二减速齿轮；17.五号圆螺母；18.六号圆螺母；19.三号键；20.第三减速齿轮；21.三号套筒；22.四号键；23.五号键；24.固定套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1、图2所示，输入轴15用于输入扭矩，第一减速齿轮9、第二减速齿轮16和第三减速齿轮20用于组成一级减速机构，第一齿轮2、第二齿轮3和第三齿轮4用于组成执行机构，第一传动轴1和第二传动轴5为形状尺寸相同的阶梯轴并用于一级减速机构内部；一级减速机构与执行机构之间以及执行机构内部的扭矩传递；第二减速齿轮16通过五号键23周向定位在输入轴15上，第二减速齿轮16通过三号圆螺母13、四号圆螺母14和输入轴15上的轴肩轴向定位在输入轴15上；第二减速齿轮16与第三减速齿轮20啮合，第三减速齿轮20与第一减速齿轮9啮合，第一减速齿轮9通过二号键8周向定位在第二传动轴5上，第一减速齿轮9通过一号套筒7、二号套筒10、一号圆螺母11和二号圆螺母12轴向定位在第二传动轴5上，第三减速齿轮20通过三号键19周向定位在第一传动轴1上，第三减速齿轮20通过三号套筒21、五号圆螺母17和六号圆螺母18轴向定位在第一传动轴1上；第三齿轮4通过一号键6周向定位在第二传动轴5上，第三齿轮4通过一号套筒7和第二传动轴5的轴肩轴向定位在第二传动轴5上，第一齿轮2通过四号键22周向定位在第一传动轴1上，第一齿轮2通过三号套筒21和第一传动轴1的轴肩轴向定位在第一传动轴1上；第二齿轮3不同时与第三齿轮4、第一齿轮2啮合。

第三减速齿轮20、第二减速齿轮16和第一减速齿轮9均为外圆柱齿轮且为完全齿轮，并且第一减速齿轮9和第三减速齿轮20的齿数相同；第三齿轮4和第一齿轮2均为外圆柱齿轮且为不完全齿轮，第三齿轮4和第一齿轮2的模数相同且分度圆直径相同，第三齿轮4和第一齿轮2安装于2个不同的平行平面内，设第三齿轮4的齿数记为z1，分度圆直径记为d1，第一齿轮2的齿数记为z2，分度圆直径记为d2，模数均为m，则有且第二齿轮3为内圆柱齿轮且为完全齿轮，第二齿轮3与第三齿轮4和第一齿轮2均能满足啮合条件且不同时啮合，即，当第二齿轮3与第三齿轮4退出啮合后，第二齿轮3与第一齿轮2进入啮合，当第二齿轮3与第一齿轮2退出啮合后，第二齿轮3与第三齿轮4进入啮合，由此来实现一个周期内第二齿轮3的换向回转运动，第二齿轮3的分度圆的圆心与第三齿轮4和第一齿轮2的分度圆的圆心在第二齿轮3的端面所在平面上的投影满足三点共线。

本发明中所用到的键、套筒、圆螺母均为本技术领域的标准件或者属于常规设置。用于实现齿轮在轴上的定位及扭矩传递。

本发明通过纯机械传动来实现“前进较长距离——后退较短距离”这一核心动作，并以此循环向前。只需依靠普通直流电机，即可实现稳定的带回程的步进运动，可以用于拖地机器人上以实现其往复式的前进动作。拖地机器人的行走机构为四轮机构，且前轮为驱动轮并由一根驱动轴驱动，后轮为从动轮并由另一根轴带动；直流电机与输入轴15通过弹性联轴器连接；如图3所示，第二齿轮3安装于固定套24一端的内孔中并通过紧钉螺钉固连，固定套24另一端的外伸端安装于拖地机器人机身上的轴承孔中，即第二齿轮3可将扭矩传递到固定套24上并带动其转动。固定套24的外伸端和拖地机器人的驱动轴上对应安装有带轮并通过皮带连接起来，即固定套24可通过带传动将扭矩传递到驱动轴并由此带动驱动轮转动。固定套24通过带传动带动驱动轴正向转动，驱动轴带动前轮正向转动，由此机器人前进一段距离，固定套24通过带传动带动驱动轴反向转动，驱动轴带动前轮反向转动。

本发明所述传动装置用于拖地机器人时的具体工作过程如下：电机轴匀速单向转动并输入转矩加载于输入轴15上，输入轴15带动第二减速齿轮16转动，第二减速齿轮16带动第三减速齿轮20转动，第三减速齿轮20带动第一减速齿轮9转动，因此，第一减速齿轮9和第三减速齿轮20转向相反；一方面，第一减速齿轮9带动第二传动轴5转动，第二传动轴5带动齿轮4转动；另一方面第二减速齿轮20带动第一传动轴1转动，第一传动轴1带动第一齿轮2转动；因此，第一齿轮2与第三齿轮4转向相反。当第一齿轮2与第二齿轮3啮合时，第三齿轮4不与第二齿轮3啮合，此时，第一齿轮2带动第二齿轮3正向转动，第二齿轮3通过固定套24及带传动带动驱动轴正向转动，驱动轴带动前轮正向转动，由此拖地机器人前进一段距离；在第一齿轮2与第二齿轮3脱离啮合的同时第三齿轮4与第二齿轮3进入啮合，第三齿轮4带动第二齿轮3反向转动，第二齿轮3通过固定套24及带传动带动驱动轴反向转动，驱动轴带动前轮反向转动，由此拖地机器人后退一段距离，且该段距离为上一段前进距离的一半；第三齿轮4与第二齿轮3脱离啮合的同时第一齿轮2与第二齿轮3再次进入啮合，至此完成一个工作循环。本发明所述传动装置在一些运动类型较简单的机器人上可以完全替代控制复杂、价格较高的伺服传动机构，且没有功能冗余，在满足使用功能的前提下，结构更简单，制造成本更低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。