一种智能机器人、俯仰机构及其传动结构的制作方法

本发明涉及机械传动领域，更具体地说，它涉及一种智能机器人、俯仰机构及其传动结构。

背景技术：

机械传动在机械工程中应用非常广泛，主要指利用机械方式传递动力和运动的传动，齿轮与齿条的传动方式属于一种常用传动结构，其广泛应用于各种机械产品上。

例如公告号为cn105818152b的中国专利公开了一种机器人头部运动系统，其包括立轴，立轴的上部伸入到头部内，立轴的下部可旋转的固定在躯干上，从而实现机器人头部的水平旋转，在头部内设置有横轴，头部可绕横轴旋转，在立柱上可转动的连接有齿轮，同时在齿轮下方设置有与其啮合的齿条，齿条与头部固定，从而通过驱使齿轮转动即可带动齿条移动完成头部的俯仰动作，通过齿轮与齿条这样的传动方式虽然能够良好的实现传动，但是齿轮与齿条啮合处会存在较大的间隙，在完成移动动作后，由于较大间隙的存在易导致存在晃动的情况，存在稳定性差的问题，有待进一步改进。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种传动结构，具有传动后稳定性好的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种传动结构，包括基座、齿条以及齿轮，所述齿轮转动连接在基座上，所述齿轮与齿条啮合，所述齿条滑动连接在基座上，所述基座上设置有与齿条抵接的弹性支撑件。

通过在基座上设置弹性支撑件，在齿轮与齿条传动的过程中可以适当驱使弹性支撑件往基座方向收缩，确保足够的间隙让齿轮和齿条能够正常进行传动，完成传动后弹性支撑件会在弹性恢复力作用下恢复原状，使得齿轮和齿条之间的间隙得到减小，从而传动后齿轮和齿条的稳定性更好，不易出现晃动的情况。

本发明进一步设置：所述弹性支撑件包括筒体、抵接体以及弹簧，所述弹簧位于筒体内，所述抵接体与筒体滑动连接，所述抵接体与齿条抵接。

抵接体稳定滑动连接在筒体内，在齿轮和齿条传动过程中驱使抵接体适度往筒体内移动，弹簧被压缩，此时齿轮和齿条能够良好进行传动，完成移动后抵接体在弹簧的弹性作用下外移恢复原位，减小齿条与齿轮之间的间隙，提高稳定性，且弹性支撑件结构简单。

本发明进一步设置：所述齿条包括安装体以及齿体，所述安装体朝向齿轮的一侧开设有供齿体安装的安装槽，所述齿体陷于安装槽中且齿面低于安装体朝向齿轮的表面。

通过安装体的设置用于齿体的安装，而且齿体陷于安装体内，进而安装体可以对齿体起到良好保护作用，避免齿条的齿面被磕碰的情况。

本发明进一步设置：所述安装体的侧壁上开设有导槽，所述基座安装有与导槽适配且在导槽内滑动的轴承。

通过轴承的设置且滑动连接在导槽中，对齿条的移动能够起到良好导向作用，而且轴承外壁与导槽的内壁线接触，起到减少摩擦阻力的作用，使得齿条的移动更加容易和流畅。

本发明进一步设置：所述导槽的两端封闭设置且端部内壁嵌有缓冲垫。

进一步将缓冲垫设置在导槽的端部，在齿条滑动至极限位置时，轴承滑动至导槽的端部碰撞到缓冲垫，起到良好缓冲的作用，避免剧烈撞击导致损坏的情况。

本发明进一步设置：所述齿体的端部沿其长度方向凸设有凸部，所述安装槽的两端凸设有阻挡凸部的加强筋，所述缓冲垫上凸设有安装柱，所述安装柱插接在安装体上且端部抵接在凸部和加强筋的连接处。

加强筋起到结构强度增加的同时对齿体起到端部限位的作用，使得齿体沿长度方向受到限制，而且缓冲垫借助安装柱插接的方式实现安装，安装稳固性好，并且安装柱抵接在凸部上能够对齿体起到宽度方向的限位，从而使得齿体在安装体内的安装牢固性更好。

本发明进一步设置：所述导槽的底壁一侧设置有凸条，所述凸条与轴承的外圈抵接且沿齿条长度方向设置。

通过凸条的设置，轴承只有外圈与凸条抵接，从而在轴承的移动过程中，轴承的外圈只有一侧受到摩擦阻力，进而轴承的外圈在其移动的过程中能够相对于内圈发生转动，将滑动摩擦转换成滚动摩擦，使得摩擦阻力进一步降低，齿条的移动更加流畅。

本发明进一步设置：所述导槽与基座之间同样设置有弹性支撑件，所述导槽底壁以及安装体底壁沿其长度方向均开设有与弹性支撑件端部匹配的滑槽，所述弹性支撑件的端部滑动连接在滑槽内。

在安装体的两侧同样设置弹性支撑件，其可以起到宽度方向上的间隙调整，使得安装体安装在基座上的左右稳定性更好，不易出现左右方向上的晃动。

本发明的目的还在于提供一种俯仰机构，具有完成俯仰动作后稳定性好的优点。

为实现该目的，本发明提供了如下技术方案：

一种俯仰机构，包括活动体以及上述的传动结构，所述齿条呈弧形且与活动体固定。

由于俯仰机构包括上述的传动结构，从而同样具备传动后稳定性好的优点，而且由于齿条呈弧形且与活动体固定，从而驱动齿轮转动时，活动体在弧形的齿条沿其弧度方向移动，达到驱使活动体完成俯仰动作。

本发明的目的还在于提供一种智能机器人，具有头部完成俯仰动作后稳定性好的优点。

为实现该目的，本发明提供了如下技术方案：

一种智能机器人，包括上述俯仰机构，还包括机身，所述活动体为机器人头部，所述基座连接在机身上。

机器人采用上述俯仰机构，从而机器人头部能够进行大幅度的俯仰动作来分别代表唤醒状态和休眠状态，而且在机器人处于唤醒状态或休眠状态其头部稳定性好，不易出现上下或者左右方向的晃动。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过在安装体的底部以及两侧均设置弹性支撑件，齿条传动的过程中能够顺利进行，完成传动后弹性支撑件恢复原状能够使得其上下以及左右方向上的间隙减小，从而传动后能够保持良好的稳定性；

2、两侧的导槽与轴承的配合能够对齿条的移动起到良好导向作用，且移动过程中轴承的外圈在摩擦阻力的作用下相对于内圈转动，达到减少摩擦阻力的作用，使得齿条的移动更加流畅；

3、导槽两端的缓冲垫能够起到良好缓冲作用，避免移动过程中轴承发生强烈撞击易损坏的情况，而且缓冲垫上的安装柱使得其安装牢固的同时，对齿体的安装起到进一步稳固作用；

4、将该俯仰机构应用在智能机器人上，使得机器人头部俯仰角度较大且俯仰动作后稳定好，机器人头部不易出现晃动的情况。

附图说明

图1为实施例1的顶部视图；

图2为实施例1的侧向视图；

图3为实施例1中导槽的结构图；

图4为实施例1中弹性支撑件的结构图；

图5为实施例2的整体结构图；

图6为实施例2中活动体的内部结构图；

图7为实施例3的整体结构图。

附图标记：1、基座；2、齿轮；3、齿条；31、安装体；32、安装槽；33、齿体；4、通槽；5、电机；6、导槽；7、轴承；8、凸条；9、缓冲垫；10、安装柱；11、加强筋；12、凸部；13、筒体；14、抵接体；15、弹簧；16、收口；17、活动体；18、穿入部；19、活动槽；20、机身；21、滑槽；22、弹性支撑件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种传动结构，如图1和图2所示，包括基座1、齿条3以及齿轮2，其中齿条3呈弧条状，其中齿轮2转动连接在基座1内，齿条3沿其弧度方向滑动连接在基座1上，基座1中部开设有供齿条3穿过的通槽4，并且在基座1的一侧设置有用于驱使齿轮2转动的电机5，从而通过开启电机5即可驱使齿轮2转动并带动齿条3移动；其中齿条3包括外部的安装体31以及内部的齿体33，在安装体31的上表面开设有呈弧形的安装槽32，齿体33安装在该安装槽32内且通过螺钉固定，其中齿条3的齿面低于安装体31的顶面，从而使得齿体33的齿面不会外露，安装体31能够对齿体33起到良好的保护作用。

如图2和图3，在安装体31的两侧壁开设有导槽6，导槽6沿齿条3的长度方向设置且呈弧形，导槽6的两端封闭设置，同时在通槽4的内壁上设置有与导槽6匹配且滑动连接在导槽6内的轴承7，该轴承7的内圈与基座1固定，这样齿条3在移动的过程中能稳定的沿导槽6方向稳定移动，且轴承7的顶部和底部与导槽6的内壁线接触，摩擦阻力较小，使得齿条3移动更加流畅；而且在导槽6底壁的上部设置有外凸的凸条8，该凸条8用于与轴承7的外圈一侧抵接，轴承7的外圈另一侧不与导槽6底壁抵接，从而在齿条3移动的过程中，轴承7的外圈一侧受到凸条8的摩擦阻力相对于内圈发生转动，有效将滑动摩擦转化成轴承7的滚动摩擦，进一步降低齿条3移动时的摩擦阻力。

如图1和图3所示，在导槽6的两端部设置有缓冲垫9，该缓冲垫9为橡胶材质，缓冲垫9的一侧延伸有安装柱10且借助安装柱10插接在安装体31上，在安装体31对应安装槽32的内壁凸设有加强筋11，加强筋11分别位于安装槽32的两端且能够对齿体33起到长度方向上的限位，齿体33的端部沿其长度方向凸设有凸部12，缓冲垫9的安装柱10抵接在凸部12与加强筋11的连接处，从而安装柱10对齿体33的宽度方向起到一定的定位作用，从而从各个方向对齿体33进行限位，使得齿体33在安装时能被良好定位，便于后续螺钉的固定操作。

如图2和图3所示，在通槽4的底壁与安装体31、通槽4的侧壁与安装体31之间均设置有弹性支撑件22，弹性支撑件22的端部均抵接在安装体31的表面，借助弹性支撑件22的设置能够有效缩小齿条3与齿轮2之间的间隙，侧边的弹性支撑件22能够对齿条3起到宽度方向上的间隙调整，使得齿条3移动完成后能够处于良好稳定的状态，不易出现晃动的情况；同时在安装体31上开设有与弹性支撑件22端部匹配的滑槽21，在齿条3移动的过程中弹性支撑件22的端部在滑槽21内稳定移动。

如图4所示，弹性支撑件22包括筒体13、抵接体14以及弹簧15，筒体13固定在基座1上，其中抵接体14呈球状且滑动连接在筒体13内，弹簧15设在筒体13内，弹簧15一端固定在筒体13底壁，另一端固定在抵接体14上，抵接体14端部部分凸出筒体13顶壁，并且在筒体13的顶部开口处设置有向内收缩的收口16，收口16的宽度小于抵接体14的直径，收口16能够对抵接体14起到限位作用，使得抵接体14不易从筒体13顶部脱出；这样弹性支撑件22整体结构简单，借助弹簧15的弹力实现弹性支撑。

实施例2：一种俯仰机构，如图5和图6所示，其包括活动体17以及实施例1，其中活动体17内部中空且电机5、齿轮2以及齿条3等结构均设置在活动体17内，这样使得传动结构内置隐蔽性较好，使得俯仰机构外部整体性更好，而且更加美观；其中活动体17与齿条3固定，基座1上设置有穿过活动体17的穿入部18，活动体17上开设有供穿入部18滑动的活动槽19，从而需要驱使活动体17完成俯仰动作时，开启电机5驱使齿轮2转动即可，且活动体17具有稳定性好的优点。

实施例3：一种智能机器人，如图7所示，其包括机身20以及实施例2，其中活动体17为机器人头部，其中基座1底部水平转动连接在机身20上，从而机器人头部不仅能够相对机身20发生水平方向转动，同时活动体17能够进行俯仰达到唤醒和休眠状态的切换。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。