一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置

1.本实用涉及齿轮传动装置领域，具体为一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置。


背景技术：

2.齿轮传动装置是仿生扑翼机器人不可或缺的重要组件，其能够在为仿生扑翼机器人提供充足动力的同时拥有强的结构稳定性和最大程度减轻重量就显得尤为重要。因为仿生扑翼机器人自身结构需要，传动机构要能够承受高频率的收缩与膨胀，和保持机翼的对称性。而传统的单齿轮传动结构和双齿轮传动结构都不能高效的同时解决问题。单齿轮传动结构在仿生扑翼机器人上的设计看似简单实则复杂，连接器杆与翼铰链相互连接的中心点必须作为机构襟翼的收缩与展开，以非常高的频率收缩与膨胀容易导致组件故障。双齿轮传动结构用两个大齿轮分别控制每个机翼铰链，小齿轮旋转带动两个大齿轮相互反方向转动，这种设计更容易实现减少机翼对称性错位，但是这种结构零件过于紧凑，不仅组装不方便，而且因为这种紧凑的设计提高了对齿轮组结构强度的要求。
3.在当前的生产研究中，大部分的仿生扑翼机器人的传动机构都没有经过过多优化，但随着仿生扑翼机器人广阔的应用前景被发现，传动结构的优化势在必行，为此，提出一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对以上问题，本实用新型提供一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置，由主动凸齿轮带动单齿轮与从动凸齿轮的齿轮组与从动凸齿轮转动，达到了动力传输的目的，又精简了装置结构，减轻了重量。
5.为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：它包括外壳，外壳的一侧设置有无刷电机，无刷电机的输出端设置有主动凸齿轮，主动凸齿轮的上侧端设置有单齿轮与从动齿轮的齿轮组，单齿轮与从动齿轮的齿轮组上侧设有从动凸齿轮，单齿轮与从动齿轮的齿轮组固定于第一齿轮，从动凸齿轮固定于第二转轴，第二转轴与外部零件连接。
6.进一步的，外壳上设置有限位机构，限位机构包括穿插在外壳上第一转轴和第二转轴。
7.进一步的，无刷电机与外壳固定连接，无刷电机输出端与主动凸齿轮固定连接。
8.进一步的，主动凸齿轮与单齿轮相啮合，从动齿轮与从动凸齿轮相啮合，从动凸齿轮固定连接于第二转轴上。
9.进一步的，单齿轮与从动齿轮的齿轮组固定连接于第一转轴上。
10.本实用新型的有益效果：
11.1、本实用新型提供一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置，由主动凸齿轮带动单齿轮与从动凸齿轮的齿轮组与从动凸齿轮转动，达到了动力传输的目的，又精简了装置结构，减轻了重量。
12.2、本实用新型由第二转轴向外提供动力，带动外部零件，避免扑动的机翼直接对齿轮组施加力矩，使转动传动组织与传动摇杆互相干扰。
13.3、本实用新型外壳上的限位结构可以避免装置在运行过程中发生偏移，以保证齿轮组传动机构的稳定性。
附图说明
14.图1为本实用新型结构的三维示意图。
15.图2为本实用新型结构的俯视图。
16.图3为图1中a处放大示意图。
17.图4为图2中b处放大示意图。
18.图中所述文字标注表示为：1、外壳；2、无刷电机；3、主动凸齿轮；4、单齿轮；5、从动齿轮；6、第二转轴；7、第一转轴；8、从动凸齿轮；9、外部零件。
具体实施方式
19.为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
20.如图1-图4所示，本实用新型的具体结构为：它包括外壳1，外壳1的一侧设置有无刷电机2，无刷电机2的输出端设置有主动凸齿轮3，主动凸齿轮3的上侧端设置有单齿轮4与从动齿轮5的齿轮组，单齿轮4与从动齿轮5的齿轮组上侧设有从动凸齿轮8，单齿轮4与从动齿轮5的齿轮组固定于第一齿轮8，从动凸齿轮8固定于第二转轴6，第二转轴6与外部零件9连接。
21.如图2和图4所示，外壳上1设置有限位机构，限位机构包括穿插在外壳1上第一转轴7和第二转轴6。
22.如图2和图4所示，无刷电机2与外壳1固定连接，无刷电机2输出端与主动凸齿轮3固定连接。
23.如图2和图4所示，主动凸齿轮3与单齿轮4相啮合，从动齿轮5与从动凸齿轮8相啮合，从动凸齿轮8固定连接于第二转轴6上。
24.如图2和图4所示，单齿轮4与从动齿轮5的齿轮组固定连接于第一转轴7上。
25.本实用新型在进行使用时，无刷电机2工作带动主动凸齿轮3进行转动，主动凸齿轮3转动会带动单齿轮4和从动齿轮5转动，从动齿轮5会带动从动凸齿轮8进行转动，而单齿轮4转动一周，从动凸齿轮8只会固定转动一个小于360
°
的角度，成为减速机构以达到增加扭矩并达到必要的扑动频率的目的，实现仿生扑翼机器人的飞行。
26.通过对单齿轮4与从动齿轮5的齿轮组进行限位，提高单齿轮4扑翼机器人齿轮传动组织的稳定性；
27.第一转轴7和第二转轴6的设置，保证了机翼扑动的对称性。
28.无刷电机2与主动凸齿轮3、单齿轮4与从动齿轮5、从动凸齿轮8分别由第一转轴7，第二转轴6限制y、z方向的位移并决定相对位置，由螺栓和齿轮本身长度与机身配合限制x方向位移，严格地限位从而保持齿轮紧凑与稳定，提高传动稳定性。
29.在基于单齿轮传动的理念上，将第二转轴6与从动凸齿轮8固定，由第二转轴6带动外部零件，避免扑动的机翼直接对齿轮组施加力矩，以及避免转动传动组织与传动摇杆互相干扰。
30.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
31.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置，其特征在于，它包括外壳(1)，外壳(1)的一侧设置有无刷电机(2)，无刷电机(2)的输出端设置有主动凸齿轮(3)，主动凸齿轮(3)的上侧端设置有单齿轮(4)与从动齿轮(5)的齿轮组，单齿轮(4)与从动齿轮(5)的齿轮组上侧设有从动凸齿轮(8)，从动凸齿轮(8)固定于第二转轴(6)，第二转轴(6)与外部零件(9)连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置，其特征在于，外壳(1)上设置有限位机构，限位机构包括穿插在外壳上第一转轴(7)和第二转轴(6)。3.根据权利要求1所述的一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置，其特征在于，无刷电机(2)与外壳(1)固定连接，无刷电机(2)输出端与主动凸齿轮(3)固定连接。4.根据权利要求1所述的一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置，其特征在于，主动凸齿轮(3)与单齿轮(4)相啮合，从动齿轮(5)与从动凸齿轮(8)相啮合。5.根据权利要求4所述的一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置，其特征在于，单齿轮(4)与从动齿轮(5)的齿轮组固定连接于第一转轴(7)上。

技术总结
本实用新型公布了一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置，它包括外壳，外壳的一侧设置有无刷电机，无刷电机的输出端设置有主动凸齿轮，主动凸齿轮的上侧端设置有单齿轮与从动齿轮的齿轮组，单齿轮与从动齿轮的齿轮组上侧设有从动凸齿轮，单齿轮与从动齿轮的齿轮组固定于第一齿轮，从动凸齿轮固定于第二转轴，第二转轴与外部零件连接。本实用新型提供一种适用于仿生扑翼机器人的横轴单齿轮传动装置，由主动凸齿轮带动单齿轮与从动凸齿轮的齿轮组与从动凸齿轮转动，达到了动力传输的目的，又精简了装置结构，减轻了重量，稳定性强。强。强。


技术研发人员：文一安 张杨辉 易立 袁廷钰 叶铭轩 高凯
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：2023.01.10
技术公布日：2023/6/16