本實用新型屬于機器人控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種齒輪離合器及包含該齒輪離合器的舵機。

背景技術(shù)：

機器人舵機中電機的扭矩傳遞到舵盤處要經(jīng)過減速齒輪組，而減速齒輪組用于將高轉(zhuǎn)速小扭矩的電機輸出轉(zhuǎn)化為低轉(zhuǎn)速大扭矩的輸出?，F(xiàn)有減速齒輪組的輸出齒輪多為一體式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的齒輪工作時，如遇外力堵轉(zhuǎn)，則可能會損壞電機或者減速齒輪。目前，還沒有一種有效的減速結(jié)構(gòu)，能對機器人舵機中整體結(jié)構(gòu)較小的減速齒輪組進(jìn)行保護(hù)的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種齒輪離合器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的機器人舵機中再工作過程中減速齒輪組遇到外力堵轉(zhuǎn)容易損壞電機或減速齒輪的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：提供一種齒輪離合器，包括：圍繞轉(zhuǎn)軸的長軸分布且能與所述轉(zhuǎn)軸固定連接的至少一個彈性支撐結(jié)構(gòu)、設(shè)于所述彈性支撐結(jié)構(gòu)外側(cè)的離合凸起結(jié)構(gòu)及設(shè)于齒輪上的內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)，所述彈性支撐結(jié)構(gòu)為環(huán)狀支撐結(jié)構(gòu)，所述離合凸起結(jié)構(gòu)能與所述內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)嚙合，所述齒輪與所述轉(zhuǎn)軸之間為過盈配合。

進(jìn)一步地，還包括同軸且固定地套設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸外部的套筒，所述套筒與所述彈性支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)面固接。

進(jìn)一步地，所述套筒的后端面突出于所述彈性支撐結(jié)構(gòu)的后端面，所述齒輪的中心安裝孔與所述套筒的外側(cè)面過盈配合。

進(jìn)一步地，所述彈性支撐結(jié)構(gòu)具有兩個，均為扇環(huán)狀。

進(jìn)一步地，所述離合凸起結(jié)構(gòu)包括至少一個能與所述內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)緊密嚙合的嚙合凸起。

進(jìn)一步地，所述離合凸起結(jié)構(gòu)還包括至少一個設(shè)于所述嚙合凸起側(cè)面的緩沖凸起，在所述套筒的同一徑向面內(nèi)，所述緩沖凸起的外端面到所述套筒中軸的最短距離小于所述嚙合凸起的外端面到所述套筒中軸的最短距離，且大于所述內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)的齒頂?shù)剿鎏淄仓休S的最短距離。

進(jìn)一步地，所述嚙合凸起具有一個。

進(jìn)一步地，所述緩沖凸起具有兩個，且對稱地設(shè)于所述嚙合凸起兩側(cè)。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)的齒頂、所述嚙合凸起的外側(cè)面及所述緩沖凸起的外側(cè)面均為弧面。

本實用新型提供的齒輪離合器的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型齒輪離合器通過設(shè)置彈性支撐結(jié)構(gòu)與離合凸起結(jié)構(gòu)，由于彈性支撐結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸固定連接，且齒輪與轉(zhuǎn)軸之間過盈配合，在足夠大外力作用下能夠發(fā)生轉(zhuǎn)動，遇到堵轉(zhuǎn)時，在電機持續(xù)轉(zhuǎn)動的情況下，有足夠大的外力作用于轉(zhuǎn)軸與齒輪之間，齒輪與轉(zhuǎn)軸之間仍然具有對轉(zhuǎn)動的趨勢，離合凸起與內(nèi)齒槽之間也有相對轉(zhuǎn)動的趨勢，當(dāng)外力足夠大時，由于環(huán)狀的彈性支撐結(jié)構(gòu)具有彈性，在轉(zhuǎn)動趨勢的持續(xù)作用下會壓縮發(fā)生彈性形變，使得離合凸起能夠脫離初始的齒槽位置，轉(zhuǎn)動到相鄰的齒槽中，達(dá)到使得齒輪與轉(zhuǎn)軸之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的目的，使電機輸出的扭矩仍然能夠傳遞出去，可以有效的保護(hù)齒輪或電機在堵轉(zhuǎn)等情況下不被損壞。

本實用新型還提供一種舵機，包括上述的齒輪離合器。

本實用新型提供的舵機的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型舵機采用上述齒輪離合器，能夠有效的對減速齒輪組、電機及輸出齒輪進(jìn)行保護(hù)，能夠有效降低堵轉(zhuǎn)等情況對舵機的損壞，提高舵機的使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的齒輪離合器的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例所采用的彈性支撐結(jié)構(gòu)、離合凸起結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸的裝配結(jié)構(gòu)立體圖一；

圖4為本實用新型實施例所采用的彈性支撐結(jié)構(gòu)、離合凸起結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸的裝配結(jié)構(gòu)立體圖二。

圖中：1、轉(zhuǎn)軸；2、彈性支撐結(jié)構(gòu)；3、離合凸起結(jié)構(gòu)；31、嚙合凸起；32、緩沖凸起；4、齒輪；5、內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)；6、套筒；7、中心安裝孔。

具體實施方式

為了使本實用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

請一并參閱圖1至圖4，現(xiàn)對本實用新型提供的齒輪離合器進(jìn)行說明。所述齒輪離合器，包括圍繞轉(zhuǎn)軸1的長軸分布且能與轉(zhuǎn)軸1固定連接的至少一個彈性支撐結(jié)構(gòu)2、設(shè)于彈性支撐結(jié)構(gòu)2外側(cè)的離合凸起結(jié)構(gòu)3及設(shè)于齒輪4上的內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5，彈性支撐結(jié)構(gòu)2為環(huán)狀支撐結(jié)構(gòu)，離合凸起結(jié)構(gòu)3能與內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5嚙合，齒輪4與轉(zhuǎn)軸1之間為過盈配合。其中,內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5的齒牙圍繞轉(zhuǎn)軸1的中軸分布。

本實用新型提供的齒輪離合器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過設(shè)置彈性支撐結(jié)構(gòu)與離合凸起結(jié)構(gòu)，由于彈性支撐結(jié)構(gòu)2與轉(zhuǎn)軸固定連接，且齒輪5與轉(zhuǎn)軸1之間過盈配合，在足夠大外力作用下能夠發(fā)生轉(zhuǎn)動，遇到堵轉(zhuǎn)時，在電機持續(xù)轉(zhuǎn)動的情況下，有足夠大的外力作用于轉(zhuǎn)軸1與齒輪5之間，齒輪5與轉(zhuǎn)軸1之間仍然具有相對轉(zhuǎn)動的趨勢，離合凸起結(jié)構(gòu)3與內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5之間也有相對轉(zhuǎn)動的趨勢，當(dāng)外力足夠大時，由于環(huán)狀的彈性支撐結(jié)構(gòu)2具有彈性，在轉(zhuǎn)動趨勢的持續(xù)作用下會壓縮發(fā)生彈性形變，使得離合凸起結(jié)構(gòu)3能夠脫離初始的齒槽位置，轉(zhuǎn)動到相鄰的齒槽中，達(dá)到使得齒輪5與轉(zhuǎn)軸1之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的目的，使電機輸出的扭矩仍然能夠傳遞出去，可以有效的保護(hù)齒輪或電機在堵轉(zhuǎn)等情況下不被損壞。在正常工作情況下，外力作用不明顯，離合凸起還能夠防止齒輪與轉(zhuǎn)軸之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。

需要注意的是，轉(zhuǎn)動可能是不連續(xù)的，當(dāng)離合凸起結(jié)構(gòu)3達(dá)到相鄰齒槽中時，會停止旋轉(zhuǎn)，等待電機持續(xù)轉(zhuǎn)動至外力足夠大，進(jìn)而發(fā)生下一次的轉(zhuǎn)動，因此，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況后，能發(fā)現(xiàn)該處運動出現(xiàn)不連續(xù)的卡頓動作，進(jìn)而及時的停轉(zhuǎn)進(jìn)行檢修。

需要注意的是，由于在發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的過程中，離合凸起結(jié)構(gòu)3會受到很大的徑向力的作用，采用環(huán)狀的彈性支撐結(jié)構(gòu)2能對離合凸起結(jié)構(gòu)3進(jìn)行穩(wěn)定的支撐，防止彈性支撐結(jié)構(gòu)2損壞進(jìn)而使離合凸起結(jié)構(gòu)3偏離正常工作位置導(dǎo)致離合作用失效。

優(yōu)選地，請一并參閱圖1至圖4，作為本實用新型提供的齒輪離合器的一種具體實施方式，彈性支撐結(jié)構(gòu)2圍繞轉(zhuǎn)軸1的長軸均勻且對稱的分布,能夠保證離合器、轉(zhuǎn)軸1及齒輪4均受力均勻，有利于提高保護(hù)效果。

進(jìn)一步地，請一并參閱圖1至圖4，作為本實用新型提供的齒輪離合器的一種具體實施方式，還包括同軸且固定地套設(shè)于轉(zhuǎn)軸1外部的套筒6，套筒6與彈性支撐結(jié)構(gòu)2的內(nèi)側(cè)面固接。套筒6與彈性支撐結(jié)構(gòu)2及離合凸起結(jié)構(gòu)之間可為一體設(shè)置，方便了彈性支撐結(jié)構(gòu)2與轉(zhuǎn)軸1之間的連接，套筒6與轉(zhuǎn)軸1之間可為鍵連接等連接方式，主要目的是使套筒6能與轉(zhuǎn)軸1相對固定，且不會發(fā)生沿轉(zhuǎn)軸1的長軸方向的相對轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步地，請參閱圖1及圖3，作為本實用新型提供的齒輪離合器的一種具體實施方式，為使離合作用更有效的進(jìn)行，套筒6的后端面突出于彈性支撐結(jié)構(gòu)2的后端面，齒輪5的中心安裝孔7與套筒6的外側(cè)面過盈配合。彈性支撐結(jié)構(gòu)2及離合凸起結(jié)構(gòu)3能直接與齒輪4進(jìn)行相互作用，便于離合作用更有效的進(jìn)行；在裝配時，齒輪4能在到達(dá)轉(zhuǎn)軸1的安裝位置后再與套筒6過盈配合，方便齒輪4與轉(zhuǎn)軸1之間的組裝，提高裝配效率。

進(jìn)一步地，參閱圖1至圖4，作為本實用新型提供的齒輪離合器的一種具體實施方式，彈性支撐結(jié)構(gòu)2具有兩個，均為扇環(huán)狀。扇環(huán)狀結(jié)構(gòu)在受到徑向力時能夠最穩(wěn)定地進(jìn)行形變，防止徑向力損壞彈性支撐結(jié)構(gòu)2。需要注意的是，彈性支撐結(jié)構(gòu)2的內(nèi)環(huán)面應(yīng)始終與轉(zhuǎn)軸1的長軸保持平行，如此才能有效地進(jìn)行離合動作。

具體地，請參閱圖1至圖4，作為本實用新型提供的齒輪離合器的一種具體實施方式，離合凸起結(jié)構(gòu)3包括至少一個能與內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5緊密嚙合的嚙合凸起31。嚙合凸起31在正常工作的情況下受到較小的外力，能對齒輪4起到限位作用，防止齒輪4在工作狀態(tài)下相對轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動，進(jìn)而影響正常運作。在遇到堵轉(zhuǎn)的情況下，嚙合凸起31在彈性支撐結(jié)構(gòu)2與內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5之間傳遞壓力，進(jìn)而能達(dá)到使齒輪4持續(xù)轉(zhuǎn)動的目的。

進(jìn)一步地，請參閱圖1至圖4，作為本實用新型提供的齒輪離合器的一種具體實施方式，離合凸起結(jié)構(gòu)3還包括至少一個設(shè)于嚙合凸起31側(cè)面的緩沖凸起32，在套筒6的同一徑向面內(nèi)，緩沖凸起32的外端面到套筒6中軸的最短距離小于嚙合凸起31的外端面到套筒6中軸的最短距離，緩沖凸起32的外端面到套筒6中軸的最短距離大于內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5的齒頂?shù)教淄?中軸的最短距離。緩沖凸起32在正常工作的情況下與嚙合凸起31配合對齒輪4進(jìn)行限位，限位效果更好。在遇到堵轉(zhuǎn)的情況下，由于緩沖凸起32較為短小，也不會影響齒輪4的轉(zhuǎn)動動作。

進(jìn)一步地，請參閱圖1至圖4，作為本實用新型提供的齒輪離合器的一種具體實施方式，內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5的齒頂、嚙合凸起31的外側(cè)面及緩沖凸起32的外側(cè)面均為弧面。在堵轉(zhuǎn)情況下，內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5與嚙合凸起31及緩沖凸起32之間沒有帶有棱角的結(jié)構(gòu)阻礙轉(zhuǎn)動，能使嚙合凸起31及緩沖凸起32順暢的脫離齒槽進(jìn)行轉(zhuǎn)動，在嚙合凸起31及緩沖凸起32于內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5之間一離一合的動作中，內(nèi)齒槽結(jié)構(gòu)5及嚙合凸起31和緩沖凸起32均不會受到棱角的刮擦損壞，提高齒輪離合器的使用壽命。

進(jìn)一步地，參閱圖1至圖4，作為本實用新型提供的齒輪離合器的一種具體實施方式，嚙合凸起31具有一個。

進(jìn)一步地，請參閱圖1至圖4，作為本實用新型提供的齒輪離合器的一種具體實施方式，緩沖凸起32具有兩個，且對稱地設(shè)于嚙合凸起31兩側(cè)。

在每一個彈性支撐結(jié)構(gòu)2的外側(cè)均有一個嚙合凸起31及兩個緩沖凸起32相互配合，能達(dá)到在正常工作下的限位作用，還能盡量降低堵轉(zhuǎn)時能使齒輪4轉(zhuǎn)動的最小外力進(jìn)一步防止電機受損。

本實用新型還提供一種舵機，所述舵機包括上述的齒輪離合器。

本實用新型提供的舵機，采用了上述的齒輪離合器，能夠有效的對減速齒輪組、電機及輸出齒輪進(jìn)行保護(hù)，能夠有效降低堵轉(zhuǎn)等情況對舵機的損壞，提高舵機的使用壽命。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。