反应迅速的万向传动系统的制作方法

本发明涉及一种传动系统，特别是一种可以在水平面上任意一个方向上进行传动且反应迅速的万向传动系统。

背景技术：

在许多领域中，如工业生产中物料的运输、快递行业中物品的运输、运动器械中行走或跑步方向的传递等，都需要使用传动装置或系统，传统的传动装置如辊道、物料传送带、跑步机的步带等，大多只能够沿着一个固定的方向进行传送，虽然在工业生产领域也有一些具有多传送方向的传动系统，但这类系统大多存在结构复杂，需要占用庞大的空间，成本高昂等问题，并且即便这样，也无法实现在平面上任意方向的传送，存在较大的局限性。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种能够在平面上向任意一个方向传递运动，并且反应迅速的万向传动系统。

本发明的技术解决方案是：一种反应迅速的万向传动系统，包括底座1，其特征在于：所述的底座1上通过支撑机构2支撑有传动机构3，在传动机构3下方的底座1上还设置有驱动机构4，

所述的传动机构3包括支撑框5，所述的支撑框5为闭环结构，它由首尾相连的顶板6、左侧框7、底板8和右侧框9组成，支撑框5的表面包覆有传动件，

所述的驱动机构4由外驱动组10和内驱动组11构成，所述的外驱动组10和内驱动组11均由12个在圆周上均匀分布的驱动模块13形成，且外驱动组10和内驱动组11中的驱动模块13分别形成两个同心圆，内驱动组11中的任意一个驱动模块13与内驱动组11所形成的圆的圆心连线为l，而外驱动组10上与内驱动组11上的该驱动模块13相邻的两个驱动模块13之间的圆心角为α，且l位于圆心角α的角平分线上，所述的驱动模块13的最底端为连接在底座1上的水平转动电机14，水平转动电机14的工作端与一个转盘相连，在转盘上由下至上依次设置有压力传感器15、纵向弹簧16、竖直方向直线电机17和橡胶轮电机18，在橡胶轮电机18的工作端上还设置有橡胶轮19，且所述的橡胶轮19的顶端与传动件的底端面接触，

所述的支撑机构2包括一个箱体20，所述箱体20的外侧设置有多个与底座1相连的支撑柱21，所述的表面包覆有传动件的支撑框5位于箱体20内，且箱体20的内腔与支撑框5的外轮廓相匹配，在箱体20的上端面和下端面上均开设有过孔，所述的驱动机构4通过其下端面上的过孔与传动件接触。

所述的传动件为传动套22，所述的传动套22为闭环的柔性套状结构，且活动套接在支撑框5外，即传动套22能够在支撑框5的表面进行相对运动。

所述的传动件为传动网23，传动网23由多根传动链24相互连接组成，而传动链24则由多个传动块25组成，所述的传动块25为空心的立方体形，并且同一个传动链24上相邻的传动块25之间相互铰接，而不同传动链24上相对应的传动块25之间则通过连接件26相连，在传动块25相对的两个侧面上分别开设有开口，所述连接件26两端的凸出部27穿过上述开口并分别位于两个传动块25的内腔中。

所述的左侧框7和右侧框9均由依次相接的上弧线部分28、平板部分29和下弧线部分30组成，且所述的顶板6、左侧框7、底板8和右侧框9的侧边也由依次相接的上弧线部分28、平板部分29和下弧线部分30组成。

所述的箱体20内设置有支撑横梁31，所述的支撑横梁31穿接在支撑框5内，在支撑横梁31外套接有断面呈十字形的支撑套32，所述支撑套32的纵向部分分别与支撑框5的顶板6和底板8对应，而支撑套32的水平部分则分别与左侧框7和右侧框9上的平板部分29对应。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本种结构形式的反应迅速的万向传动系统，针对传统的传动系统或装置仅能够向一个或少数几个方向传递运动的不足，设计出一种特殊的传动机构和与其相配的驱动机构，其传动机构包括一个闭环的支撑框，在支撑框外设置有将支撑框全部包裹在其中的传动件，这个传动件可以是一个柔性的套状结构，套在支撑框外，还可以是由多个阵列式的传动块组成的网状结构；其驱动机构则由两组均呈圆形分布的驱动组组成，每个驱动组中都设置有12个在圆周上均匀分布的驱动模块，并且两个驱动组中的驱动模块呈角度错开，这样这套驱动机构便能够驱动传动网向着任意的一个方向进行运动，由于传动件（传动套/传动网）是一个闭合的整体，因此在驱动机构的作用下，最上层的传动件便会作出相应的动作，向着平面空间上任意的一个方向进行运动。它可以应用于工业生产过程中工件的传送、快递行业中物料的传送、运动器械（跑步机）中步带的驱动，尤其是随着vr技术的发展和完善，可以将该装置与vr技术结合，构建出一种仿真vr室内的环境，将本装置铺设在地面上，vr的使用者可以在本装置上配合vr眼镜中观看到的画面进行运动，而本装置则可以根据使用者的运动方向做出相应（相反）的传动，以抵消使用者的移动量，使其相对于房间保持不动，让使用者可以在相对较小的空间内任意做出行走、跑步等动作。因此可以说这种反应迅速的万向传动系统具备了多种优点，其市场前景十分广阔，经济价值不可限量。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的主视图。

图3为本发明实施例中外驱动组和内驱动组在底座上的分布示意图。

图4为本发明实施例中支撑框部分的主视图。

图5为本发明实施例中支撑框部分的立体结构示意图。

图6为图5中的a部放大图。

图7为本发明实施例中支撑框部分的俯视图。

图8为本发明实施例中传动网部分的结构示意图。

图9为本发明实施例中连接件部分的结构示意图。

图10为本发明实施例中驱动模块部分的结构示意图。

图11为设置有支撑横梁和支撑套状态下支撑框部分的主视图。

图12为设置有支撑横梁和支撑套状态下支撑框部分的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1至图12所示：一种反应迅速的万向传动系统，包括一个作为基础的底座1，在这个底座1上通过支撑机构2支撑有传动机构3，而在传动机构3下方的底座1上还设置有能够对传动机构3进行驱动的驱动机构4；

所述的传动机构3包括一个支撑框5，这个支撑框5为闭环结构，它由首尾相连的顶板6、左侧框7、底板8和右侧框9组成，并且在支撑框5的表面还包覆有传动件，这个传动件也为闭环的，它完全将支撑框5包覆在其中，即传动件将支撑框5的顶板6、左侧框7、底板8和右侧框9的内外两侧以及它们的侧边全都包覆起来，最终形成一个闭环的结构；且这个传动件能够相对于支撑框5做相对运动；

这里的传动件可以有两种结构形式，其一：传动件为传动套22，这个传动套22为闭环的柔性套状结构，该传动套22活动套接在支撑框5外，即传动套22能够在支撑框5的表面进行相对运动；

其二：传动件为传动网23，这个传动网23由多根传动链24相互连接组成，而传动链24则由多个传动块25相互铰接组成，这里的传动块25立方体形，并且在其内部设置有空腔，同一个传动链24上相邻的传动块25之间相互铰接，而不同传动链24上相对应的传动块25之间则通过连接件26相连，所述的连接件26的两端分别设置有凸出部27，使连接件26整体呈工字型，在传动块25相对的两个侧面上分别开设有与其内腔相连通的开口，连接件26两端的凸出部27就穿过上述开口分别位于两个传动块25的内腔中；

也就是说多个传动块25相互铰接，形成一根纵向（或横向）分布的传动链24，而多个传动链24通过多个连接件26相互连接，形成一个完整的传动网23，相邻的传动块25之间能够相对摆动，而相邻的传动链24之间既能够相对摆动，它们之间的距离也可以在一定程度上进行改变；

为了让传动网23能够顺利的在支撑框5的转弯或拐角处运动，上述的左侧框7和右侧框9均由依次相接的上弧线部分28、平板部分29和下弧线部分30组成，同样地，顶板6、左侧框7、底板8和右侧框9的侧边也由依次相接的上弧线部分28、平板部分29和下弧线部分30组成；

由于传动块25与支撑框5相比十分小，因此当任意一个传动块25运动至顶板6、左侧框7、底板8和右侧框9的侧边时，也能够顺利的通过；

驱动机构4由外驱动组10和内驱动组11构成，并且这里的外驱动组10和内驱动组11均由12个在圆周上均匀分布的驱动模块13组成，同时外驱动组10和内驱动组11中的驱动模块13分别形成两个直径不同的同心圆，为了保证驱动效果、消除驱动死角，上述的外驱动组10和内驱动组11中的驱动模块13都相互错开，即假设内驱动组11中的任意一个驱动模块13与内驱动组11所形成的圆的圆心之间的连线为l，而外驱动组10上与上述内驱动组11中所选定的驱动模块13相邻的两个驱动模块13之间所对应的圆心角为α，则l位于上述圆心角α的角平分线上，这样做能够保证在圆周方向上每隔15°便有一个驱动模块13（360/24=15），

驱动模块13包括一个位于最下方、直接与底座1相连的水平转动电机14，这个水平转动电机14的工作端与一个转盘相连，在该转盘上由下至上依次设置有压力传感器15、纵向弹簧16、竖直方向直线电机17和橡胶轮电机18，橡胶轮电机18的工作端上还设置有橡胶轮19，且所述的橡胶轮19的顶端与传动件的底端面接触；

上述的水平转动电机14能够带动转盘上方的所有机构转动，以获得不同的传动角度；压力传感器15能够随时监测每个驱动模块13所承受的压力值；纵向弹簧16一方面能够起到缓冲的作用，另一方面还可以保证在驱动状态下的驱动模块13上的橡胶轮19始终能够与传动件接触，并对传动件保持正向压力；而当不需要某个驱动模块13与传动件接触时，则通过竖直方向直线电机17带动橡胶轮19下降，让该橡胶轮19与传动件脱离接触；橡胶轮电机18则用于驱动橡胶轮19转动，并最终带动传动件进行传动；

支撑机构2包括一个空腔的箱体20，在箱体20的外侧设置有多个与底座1相连的支撑柱21，而支撑框5连同其表面包覆的传动件则位于箱体20内，并且箱体20的内腔与支撑框5的外轮廓相互匹配，在箱体20的上端面和下端面上均开设有过孔，其上端面上开设的过孔即为有效传动空间，而驱动机构4中的所有的橡胶轮19则通过其下端面上的过孔与传动件接触；在这种结构中，箱体20的底端面由下至上对支撑框5进行支撑，当传动件在驱动机构4的作用下相对于支撑框5运动时，也会与箱体20之间发生相对运动（二者之间为滑动摩擦）；

在箱体20内还可以设置一个支撑横梁31，这个支撑横梁31横向穿接在支撑框5内，并且在支撑横梁31外还套接有支撑套32，这个支撑套32的断面呈十字形，并且支撑套32的纵向部分分别与支撑框5上的顶板6和底板8相对应，而支撑套32的水平部分则分别与支撑框5上的左侧框7和右侧框9上的平板部分29相对应，也就是说支撑套32在上的纵向部分会顶在顶板6下方的传动件上，对支撑框5进行支撑，而支撑套32左右两侧的水平部分则会辅助套在左侧框7和右侧框9上的平板部分29外的传动件进行定位和传动；当传动件在驱动机构4的作用下相对于支撑框5运动时，也会与支撑套32之间发生相对运动（二者存在正向压力的接触面处为滑动摩擦）；

上述驱动机构4中的水平转动电机14、压力传感器15、竖直方向直线电机17和橡胶轮电机18均通过控制系统统一进行控制。

本发明实施例的反应迅速的万向传动系统的工作过程如下：需要本系统向某个方向进行传动时，控制系统发出指令，控制与该传动方向相对应的驱动模块13（或多个驱动模块13）工作，其上的橡胶轮电机18工作，带动橡胶轮19转动，由于橡胶轮19的顶端与传动件接触，并且橡胶轮19与传动件之间的摩擦力相对较大，因此在该摩擦力的作用下，传动件会作出相应的动作，由于传动件是一种整体包覆在支撑框5表面的网状（或套状）结构，因此底板8下方的传动件的动作，必然会导致顶板6上方的传动件做出与之对应的动作，即实现了利用驱动机构4驱动顶板6上方的传动件动作的目的；

由于驱动机构4中包含了两套圆形的驱动组，并且这两套驱动组中的驱动模块13之间的排布角度相互错开，这种设计能够无死角的覆盖传动件，再加上每个驱动模块13都能够在自身底部的水平转动电机14的作用下旋转，因此能够满足各种方向上的传动需求；

同样地，只要系统接收到传动方向的指令后，马上就能够控制与该传动方向对应的（一个或几个）传动模块13工作，因此可以实现快速反应；

当需要顶板6上方的传动套22或传动网23做x轴方向或y轴方向的运动时，直接利用与该方向相适应的驱动模块13驱动传动套22或传动网23动作即可；

当需要顶板6上方的传动套22或传动网23做沿45°角方向运动时，以传统套22上的某一点或者一个传动块25为例，只需要先让该点/传动块25沿x轴方向运动一个单位距离，再让该点/传动块25沿着y轴方向运动一个单位距离，如此反复，便可让该点或传动块25沿着45°的方向运动，只需要同时让某个区域中所有的点或传动块25都按照上述方式运动，便可实现对某个物体沿45°方向的传送；

当需要顶板6上方的传动套22或传动网23做任意角度（非水平/竖直/45°角）的运动时，仍传统套22上的某一点或者一个传动块25为例，只需要先让该点/传动块25沿着x轴方向运动a个单位距离，再让该点/传动块25沿着y轴方向运动b个单位距离，预先根据所要运动的角度来设定a与b之间的比例（该角度值与a、b之间遵循三角函数关系），并如此反复，便可让该点/传动块25沿着需要的角度方向运动，只需要同时让某个区域中所有的点/传动块25都按照上述方式运动，便可实现对某个物体沿任意角度（非水平/竖直/45°角）方向的传送；

在上述过程中，传动件（传动套22或传动网23）相对于支撑框5运动，二者之间为滑动摩擦，同时传动件（传动套22或传动网23）也会相对于箱体20或支撑套32运动，它们之间同样为滑动摩擦，由于箱体20的内腔与支撑框5的外轮廓相互匹配，因此在上述动作过程中，箱体20的内腔对支撑框5起到限位的作用，让支撑框5与底座1之间保持固定。