一种多传动比的圆盘分布式输出机构的制作方法

[0001]
本发明涉及减速机领域，具体而言，涉及一种多传动比的圆盘分布式输出机构。


背景技术：

[0002]
机器机械技术发展了几百年，各种各样的传动方式已经很丰富，纯机械的齿轮传动更是日臻完善，几乎各种机械设计需求都能找到成熟的解决办法，但是在最近十几年快速发展起来并被预测未来将会无处不在的机器人市场，传统的齿轮传动方式却处于边缘地位，而这本身就是现有齿轮传动的自身特性导致的，传统齿轮传动比与齿轮之间的直径比有着直接关系，通常齿轮要进行多传动比齿轮的设计的话，驱动轮与被动轮必须符合相应的直径关系，这一情况往往容易导致设计的齿轮直径过大，占有空间大，尤其是进行多传动比而设计的齿轮组合，整体结构复杂，形状不规则，使得空间利用率小，空间浪费多，进一步导致制造的减速机笨重，无法满足机器人减速自身结构要小要轻等等的额外要求。


技术实现要素：

[0003]
针对现有技术减速机齿轮传动结构存在的传统齿轮进行传动必须符合直径关系、在设计多传动比的齿轮组合时，往往容易导致被动轮齿数直径过大、空间浪费多，进一步使得减速机结构笨重等问题，本发明提供了一种多传动比的圆盘分布式输出机构，利用不同齿数齿轮之间的配合，不受齿数直径关系限制，在实现多传动比的情况下还能保持自身尺寸不会同步变大，实现多种不同传动比输出的同时让使用该机构的机器能够更加小巧、轻便。具体技术方案如下：
[0004]
一种多传动比的圆盘分布式输出机构，包括偏心轮，所述偏心轮圆周方向上至少分布有两种不同齿数的输出齿轮。利用偏心轮带动输出齿轮旋转，进而实现减速传动的目的。
[0005]
优选地，所述输出齿轮的偏心轮廓曲线中任一点m(x
t
，y
t
)满足如下公式：
[0006][0007][0008]
其中，输出齿轮中心为原点，t＝(0，2n1π]，n1为输出齿轮齿数，且n1为大于1的整数，a为两轮的轴心距，b1为偏心轮的偏心距。
[0009]
优选地，所述输出齿轮的轮廓曲线为所述输出齿轮的偏心轮廓曲线向内取距离为偏心轮半径的等距曲线而得到。
[0010]
采用输出齿轮，所述输出齿轮与偏心轮传动比不受直径限制，能够让设计者更加合理有效地进行安装空间的排布，并且相对于传统齿轮，由于传统齿轮受直径关系限制，其中心齿轮周边所能贴合的齿轮个数受限，而本发明中设计的齿轮其中心齿轮周边能够贴合更多齿轮。
[0011]
在作业时，当偏心轮转动一周时，所述输出齿轮将转动1/n1周，偏心轮周围贴合不同齿数的齿轮时，不同的输出齿轮转动的多少不同，传动比不同，从而实现减速传动以及多传动比的目的。
[0012]
优选地，所述偏心轮圆周方向均匀分布有3-8个输出齿轮。
[0013]
优选地，所述偏心轮圆周方向均匀分布有6个输出齿轮。
[0014]
优选地，所述输出齿轮的齿数n1为3-21齿。
[0015]
优选地，所述输出齿轮的齿数n1为3-8齿。
[0016]
优选地，所述偏心轮圆周方向上的每个输出齿轮的齿数均不相同。
[0017]
优选地，所述偏心轮圆周方向上分布有两种不同齿数的输出齿轮。
[0018]
优选地，所述偏心轮圆周方向上分布有三种不同齿数的输出齿轮。
[0019]
优选地，所述偏心轮圆周方向上分布有四种不同齿数的输出齿轮。
[0020]
优选地，所述偏心轮圆周方向上分布有五种不同齿数的输出齿轮。
[0021]
优选地，所述偏心轮圆周方向上分布有六种不同齿数的输出齿轮。
[0022]
优选地，所述输出机构包括一个偏心轮组和在所述偏心轮组圆周方向上分布的两种以上不同齿数的输出齿轮组，每组所述偏心轮组由至少w1个偏心轮刚性同轴叠合连接而成，每组所述输出齿轮组由至少w1个输出齿轮同中心轴叠合而成，且w1为大于等于2的整数。
[0023]
优选地，所述输出齿轮组中每层所述输出齿轮均均匀分布在所述偏心轮组中对应层偏心轮外圆周方向并与对应层所述偏心轮外圆周轮廓贴合。
[0024]
优选地，所述输出齿轮组从上到下位于下方的所述输出齿轮圆周方向的位置为位于上方的所述输出齿轮绕中心轴顺时针旋转而得到。
[0025]
优选地，所述输出齿轮组从上到下位于下方的所述输出齿轮圆周方向的位置为位于上方的所述输出齿轮绕中心轴逆时针旋转而得到。
[0026]
优选地，所述偏心轮组上每个所述偏心轮均由偏心轮主体和套在所述偏心轮主体外围的滚动轴承组成，所述滚动轴承的外径与所述偏心轮直径相等。
[0027]
采用滚动轴承能够减少摩擦损失，齿轮间的传动效果更好。
[0028]
采用本齿轮传动结构得到的减速机，其驱动齿轮与被驱动齿轮直径尺寸可大致相同，可以在一个传动轮传动传动比不同的各个n倍齿轮时，其周围还可同时环绕驱动多个n倍齿轮，避免了传统单级传动大齿轮比的齿轮传动时，驱动齿周围因空间不足而导致单个齿轮无法同时在同一平面驱动多个大齿轮的问题。
[0029]
有益效果：
[0030]
采用本发明技术方案产生的有益效果如下：
[0031]
(1)本发明偏心轮与输出齿轮之间传动不受齿数直径关系限制，偏心轮与输出齿轮之间传动比与仅与输出齿轮齿数有关，在偏心轮圆周方向上分布两种以上不同齿数的输出齿轮，同时驱动，同一偏心轮可实现两种以上不同传动比的传输，并且采用本多传动比的圆盘分布式输出机构，由于其偏心轮与输出齿轮之间传动不受齿数直径关系限制，其结构分布可以更加灵活，制造的机器可以更小更轻。
[0032]
(2)每个偏心轮均与所述输出齿轮接触，所述偏心轮每旋转一周，所述输出齿轮就在偏心轮的带动下旋转1/n1周，然后该偏心轮再对输出齿轮上的下一个齿进行传动。
[0033]
(3)采用偏心轮发散驱动输出齿轮，形成稳固的单级驱动结构；采用多个输出齿轮叠合组成的输出齿轮组进行传动，同一组输出齿轮组中处于不同层的输出齿轮上与对应偏心轮的接触部位不同，大大提高了偏心轮组与输出齿轮组之间的传动稳定性，实现偏心轮组对输出齿轮组的稳定顺畅传动和连续传动。
[0034]
(4)采用本多传动比的圆盘分布式输出机构，其驱动齿轮与被驱动齿轮直径尺寸可大致相同，可以在一个传动轮传动n倍齿轮时，其周围还可同时环绕驱动多个不同倍数齿轮，实现多传动比传输，同时避免了单级传动大齿轮比的齿轮传动时，驱动齿周围因空间不足而导致单个齿轮无法同时在同一平面驱动多个大齿轮的问题，减少了空间占有，提升空间占有率。
[0035]
(5)偏心轮结构极为简化，本身结构是一个偏心轮，加工精度强度成本都可以做到很好的控制，等同于传动结构中一半的加工问题已经得到解决。
[0036]
(6)输出齿轮结构略像带有凹边的多边形结构，与现在的齿轮齿结构形状完全不同，可以使用线切割慢走丝直接加工，制作成本低，配合结构简单的偏心驱动轮全套结构，可以做到在较低的成本情况下，使得制作的减速机具有合适的经济价值。
[0037]
(7)偏心轮为圆形，其可看成只有一个齿，为了实现其对输出齿轮和被动齿轮的持续连续转动驱动，需要采用多层叠合结构。
[0038]
(8)偏心轮与输出齿轮之间的传动为滚动摩擦，而非滑动摩擦，通过揉动传动，进一步提高了传动的效率和精度，降低了对传动轮的损伤。
附图说明
[0039]
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0040]
图1是本发明较佳之包括2个输出齿轮的输出机构结构示意图；
[0041]
图2是本发明较佳之包括3个输出齿轮的输出机构结构示意图；
[0042]
图3是本发明较佳之包括4个输出齿轮的输出机构结构示意图；
[0043]
图4是本发明较佳之包括5个输出齿轮的输出机构结构示意图；
[0044]
图5是本发明较佳之包括6个输出齿轮的输出机构结构示意图；
[0045]
图6是本发明较佳之输出机构结构示意图；
[0046]
图7本发明较佳之输出齿轮的偏心轮廓曲线示意图。
[0047]
图中：11、偏心轮组；12、输出齿轮组；101、偏心轮；102、输出齿轮；103、输出齿轮的偏心轮廓曲线；104、输出齿轮的轮廓曲线；105、滚动轴承。
具体实施方式
[0048]
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0049]
如图1至5所示，一种多传动比的圆盘分布式输出机构，包括偏心轮101，偏心轮101圆周方向上至少分布有两种不同齿数的输出齿轮102。利用偏心轮101带动输出齿轮102旋转，进而实现减速传动的目的。
[0050]
如图7所示，作为一种优选的实施方式，输出齿轮的偏心轮廓曲线103中任一点m(x
t
，y
t
)满足如下公式：
[0051][0052][0053]
其中，输出齿轮102中心为原点，t＝(0，2n1π]，n1为输出齿轮102齿数，且n1为大于1的整数，a为两轮的轴心距，b1为偏心轮101的偏心距。
[0054]
作为一种优选的实施方式，输出齿轮的轮廓曲线104为输出齿轮的偏心轮廓曲线103向内取距离为偏心轮半径r1的等距曲线而得到。
[0055]
采用输出齿轮102，输出齿轮102与偏心轮101传动比不受直径限制，能够让设计者更加合理有效地进行安装空间的排布，并且相对于传统齿轮，由于传统齿轮受直径关系限制，其中心齿轮周边所能贴合的齿轮个数受限，而本发明中设计的齿轮其中心齿轮周边能够贴合更多齿轮。
[0056]
在作业时，当偏心轮101转动一周时，输出齿轮102将转动1/n1周，偏心轮101周围贴合不同齿数的齿轮时，不同的输出齿轮102转动的多少不同，传动比不同，从而实现减速传动以及多传动比的目的。
[0057]
作为一种优选的实施方式，偏心轮101圆周方向均匀分布有3-8个输出齿轮102。
[0058]
作为一种优选的实施方式，偏心轮101圆周方向均匀分布有6个输出齿轮102。
[0059]
作为一种优选的实施方式，输出齿轮102的齿数n1为3-21齿。
[0060]
作为一种优选的实施方式，输出齿轮102的齿数n1为3-8齿。
[0061]
如图1-5所示，作为一种优选的实施方式，偏心轮101圆周方向上的每个输出齿轮102的齿数均不相同。
[0062]
作为一种优选的实施方式，偏心轮101圆周方向上分布有两种不同齿数的输出齿轮102。
[0063]
作为一种优选的实施方式，偏心轮101圆周方向上分布有三种不同齿数的输出齿轮102。
[0064]
作为一种优选的实施方式，偏心轮101圆周方向上分布有四种不同齿数的输出齿轮102。
[0065]
作为一种优选的实施方式，偏心轮101圆周方向上分布有五种不同齿数的输出齿
轮102。
[0066]
作为一种优选的实施方式，偏心轮101圆周方向上分布有六种不同齿数的输出齿轮102。
[0067]
如图6所示，作为一种优选的实施方式，输出机构包括一个偏心轮组11和在偏心轮组11圆周方向上分布的两种以上不同齿数的输出齿轮组12，每组偏心轮组11由至少w1个偏心轮101刚性同轴叠合连接而成，每组输出齿轮组12由至少w1个输出齿轮102同中心轴叠合而成，且w1为大于等于2的整数。
[0068]
采用多个输出齿轮102叠合组成的输出齿轮组12进行传动，能够大大提高偏心轮组11与输出齿轮组12之间的传动稳定性，从而实现偏心轮组11对输出齿轮组12的稳定顺畅传动，增强传动时齿间切换的连续性稳定性连贯性。
[0069]
作为一种优选的实施方式，输出齿轮组12中每层输出齿轮102均均匀分布在偏心轮组11中对应层偏心轮101外圆周方向并与对应层偏心轮101外圆周轮廓贴合。
[0070]
作为一种优选的实施方式，输出齿轮组12从上到下位于下方的输出齿轮102圆周方向的位置为位于上方的输出齿轮102绕中心轴顺时针旋转而得到。
[0071]
作为一种优选的实施方式，输出齿轮组12从上到下位于下方的输出齿轮102圆周方向的位置为位于上方的输出齿轮102绕中心轴逆时针旋转而得到。
[0072]
作为一种优选的实施方式，偏心轮组11上每个所述偏心轮101均由偏心轮主体和套在所述输入偏心轮主体外围的滚动轴承105组成，所述滚动轴承105的外径与所述输入偏心轮101直径相等。
[0073]
采用滚动轴承105能够减少摩擦损失，齿轮间的传动效果更好。
[0074]
如图5所示为输出齿轮102齿数分别是2、3、4、5、6、8时，偏心轮101每旋转一周，所述每个输出齿轮102旋转1/n1周，因此，当输出齿轮102齿数为是2、3、4、5、6、8个齿数时，偏心轮101旋转一周，输出齿轮102将旋转1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/8、周，不同齿数的齿轮组合在一起就可以达到同时实现多种传动比的目的。
[0075]
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。