阅读说明：本技术 旋转驱动装置 (Rotary driving device ) 是由 王成武 卢健财 覃飞鹏 王可可 沈剑波 于 2018-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及机械传动的技术领域,提供了一种旋转驱动装置,用于机器人,机器人包括机器人主体和转动部件,其中,上述的旋转驱动装置包括安装基板、主动轮、驱动电机、从动轮、传动带、转轴、套筒状的轴承座和轴承。安装基板用于与机器人主体固定连接,驱动电机使主动轮转动,驱动电机固定在安装基板上；传动带包绕在主动轮与从动轮之间；转轴具有旋转部、用于与转动部件固定连接的连接部以及连接在旋转部与连接部之间的安装部,从动轮以不可相对安装部转动的方式套接在安装部上；轴承座套设在旋转部的外侧并与安装基板固定。与现有技术对比,本发明提供的旋转驱动装置,结构稳定、传动可靠且成本低,整体体积较小,能够节省空间。(The invention relates to the technical field of mechanical transmission, and provides a rotary driving device, which is used for a robot, wherein the robot comprises a robot main body and a rotating part, and the rotary driving device comprises a mounting base plate, a driving wheel, a driving motor, a driven wheel, a transmission belt, a rotating shaft, a sleeve-shaped bearing seat and a bearing. The mounting base plate is fixedly connected with the robot main body, the driving motor enables the driving wheel to rotate, and the driving motor is fixed on the mounting base plate; the transmission belt is wound between the driving wheel and the driven wheel; the rotating shaft is provided with a rotating part, a connecting part and an installation part, the connecting part is used for being fixedly connected with the rotating part, the installation part is connected between the rotating part and the connecting part, and the driven wheel is sleeved on the installation part in a mode of not rotating relative to the installation part; the bearing frame cover is established in the outside of rotating part and is fixed with mounting substrate. Compared with the prior art, the rotary driving device provided by the invention has the advantages of stable structure, reliable transmission, low cost, smaller overall volume and capability of saving space.)

旋转驱动装置

技术领域

本发明涉及机械传动的技术领域，尤其是涉及一种旋转驱动装置。

背景技术

现有智能机器人，如彩票机器人、客服机器人，其旋转驱动装置，比如头部水平旋转驱动装置，手臂旋转驱动装置，作为该旋转驱动装置中的动力部分，主要为由相互连接的电机和减速机构所构成的减速电机，减速电机直接连头部或手臂实现传动，或是由减速电机通过皮带传动实现头部或手臂的运动。该减速电机是由无刷或有刷电机，减速机构采用齿轮减速机构，然而，此类机构往往存在噪音大，回差大、齿轮容易被破坏等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转驱动装置，以解决现有技术中存在的作为旋转驱动装置中的动力部分，减速机构成本高、体积大，且容易被破坏的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种旋转驱动装置，用于具有转动部件的机器人，所述转动部件可转动地支承在所述机器人的机器人主体上，其中，上述旋转驱动装置包括：

安装基板，用于与所述机器人主体固定连接；

主动轮；

驱动电机，使所述主动轮转动，所述驱动电机固定在所述安装基板上；

从动轮；

传动带，包绕在所述主动轮与所述从动轮之间；

转轴，具有旋转部、用于与所述转动部件固定连接的连接部以及连接在所述旋转部与所述连接部之间的安装部，所述从动轮以不可相对所述安装部转动的方式套接在所述安装部上；

套筒状的轴承座，套设在所述旋转部的外侧并与所述安装基板固定，所述轴承座内壁与所述旋转部的侧壁之间共同构成轴承收纳空间；以及

至少一轴承，套接在所述旋转部上并位于所述轴承收纳空间中。

进一步地，所述转轴连接有罩设在所述从动轮上的圆盘状的从动轮压盖，所述从动轮压盖具有供所述连接部的穿过的内孔，所述从动轮压盖的内壁与所述连接部的侧壁之间设置有使二者固定的连接结构；所述从动轮压盖的外径尺寸大于所述从动轮的外径尺寸。

进一步地，所述连接结构包括设置在所述连接部的侧壁的螺纹部，以及设置在所述内孔的孔壁上且与所述螺纹部螺纹配合的螺纹配合部。

进一步地，所述轴承的数量为两个，两个轴承之间设置有套接在所述旋转部上并位于所述轴承收纳空间中的轴承间隔套。

进一步地，所述轴承座的两端内壁上分别形成有与所述轴承对应的台阶结构，两个所述轴承均包括安装在对应的所述台阶结构上的外圈和与所述旋转部连接的内圈，所述轴承间隔套的两端端面分别与两个所述轴承的内圈的端面抵接，所述轴承间隔套在所述转轴的轴向上的长度尺寸大于两个所述台阶结构在所述转轴的轴向上的间距。

进一步地，所述从动轮具有非圆形的止转孔，所述安装部具有与所述止转孔的形状相匹配的横截面形状。

进一步地，还包括用于检测所述转轴转动角度的检测装置。

进一步地，所述检测装置包括：

支架，固定连接在所述轴承座上，并与所述轴承座共同界定出一检测空间；

磁性编码器，固定在所述支架上；

底座，固定在连接在所述旋转部上且位于所述检测空间内；

磁铁，固定设置在底座上；

所述磁性编码器的中心和磁铁的中心均位于所述转轴的轴线的延长线上。

进一步地，所述底座包括用于与所述转轴连接的定位板、用于放置磁铁的第一承载板和连接在所述定位板与所述第一承载板的第一连接臂，所述定位板的表面向背离所述第一承载板的方向凸设形成第一定位突起，所述转轴上开设有供所述第一定位突起滑入并配合定位的第一定位孔；

所述支架包括用于放置所述磁性编码器的第二承载板和与所述第二承载板连接且用于与所述轴承座固定的第二连接臂，所述第二连接臂的端面向背离所述第二承载板的方向凸设形成第二定位突起，所述轴承座上开设有供所述第二定位突起滑入并配合定位的第二定位孔。

进一步地，所述安装基板上形成有挡片，所述转轴上连接有用于在所述转轴转动时与所述挡片相抵接以限定所述转轴转动的限位件，所述限位件凸设于所述转轴的侧壁之外。

与现有技术对比，本发明提供的旋转驱动装置，包括安装基板、主动轮、驱动电机、从动轮、传动带、转轴、套筒状的轴承座和轴承，转轴转动支撑在轴承座内，从动轮不可转动地安装在转轴上，并通过传动带与主动轮连接，这样，在驱动电机的驱动下，主动轮带到从动轮转动，从而使转轴以及与转轴连接的外部的转动部件转动，这样，该旋转驱动装置结构稳定、传动可靠且成本低，整体体积较小，能够节省空间。

本发明提供的旋转驱动装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明旋转驱动装置具有以下优点：

1、改变旋转驱动装置的减速类型和以及传动轮的安装方式，具有不损坏电机，低噪音，无回差等优点；

2、结构简单、容易安装的同步轮传动机构，简单可靠且成本较低；

3、不需采用减速器，有利于节省空间，和设计简单。

附图说明

图1是本发明实施例提供的旋转驱动装置的立体示意图；

图2是本发明实施例提供的旋转驱动装置的俯视示意图；

图3是本发明实施例提供的旋转驱动装置的分解示意图；

图4为图1中A-A面的剖视图；

图5是本发明实施例提供的转轴、从动轮及从动轮压盖连接时的立体示意图；

图6是本发明实施例提供的转轴、从动轮及从动轮压盖分解示意图；

图7为图5中B-B面的剖视图；

图8是本发明实施例提供的转轴、从动轮的立体示意图。

主要元件符号说明

100：旋转驱动装置

1：安装基板 1a：第一面

1b：第二面 103：第一装配孔

104：第二装配孔 105：挡片

2：主动轮

3：驱动电机 30a：输出轴

4：从动轮 401：止转孔

402：限位部

5：传动带

6：转轴 601：旋转部

602：连接部 603：安装部

604：连接孔 605：凹部

606：第一定位孔 607：限位件

7：轴承座 70a：轴承收纳空间

70b：台阶结构 701：回环体

702：环形凸部 703：支撑面

8：轴承

9：轴承间隔套

10：从动轮压盖 101：内孔

11：磁铁

12：磁性编码器

13：底座 131：定位板

132：第一承载板 133：第一连接臂

134：第一定位突起 135：第一固定孔

136：捆绑部

14：支架 141：第二承载板

142：第二连接臂 143：第二固定孔

144：第二定位突起 145：包边

15：线缆

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

如图1至8所示，为本发明提供的一较佳实施例。

本实施例提供的旋转驱动装置100，用于机器人(图未示)的驱动，机器人包括机器人主体(图未示)和可转动地支承在机器人主体上的转动部件(图未示)，其中，上述的旋转驱动装置100包括安装基板1、主动轮2、驱动电机3、从动轮4、传动带5、转轴6、套筒状的轴承座7和轴承8。安装基板1用于与机器人固定连接，驱动电机3使主动轮2转动，驱动电机3固定在安装基板1上；传动带5包绕在主动轮2与从动轮4之间；转轴6具有旋转部601、用于与转动部件固定连接的连接部602以及连接在旋转部601与连接部602之间的安装部603，从动轮4以不可相对安装部603转动的方式套接在安装部603上；轴承座7套设在旋转部601的外侧并与安装基板1固定，轴承座7内壁与旋转部601的侧壁之间共同构成轴承收纳空间70a；轴承8套接在旋转部601上并位于轴承收纳空间70a中。

上述的旋转驱动装置100，包括安装基板1、主动轮2、驱动电机3、从动轮4、传动带5、转轴6、轴承座7和轴承8，转轴6转动支撑在轴承座7内，从动轮4不可转动地安装在转轴6上，并通过传动带5与主动轮2连接，这样，在驱动电机3的驱动下，主动轮2带到从动轮4转动，从而使转轴6以及与转轴6连接的外部的转动部件转动，这样，该旋转驱动装置100结构稳定、传动可靠且成本低，整体体积较小，能够节省空间。

参见图1至8，旋转驱动装置100，用于机器人的驱动，其包括安装基板1、主动轮2、驱动电机3、从动轮4、传动带5、转轴6、套筒状的轴承座7和轴承8。该机器人可以是彩票机器人、客服机器人等，其包括机器人主体、设置在该机器人主体内的控制装置(图未示)，以及可转动地安装在机器人主体上的如头部、肩部或手臂等转动部件，上述的旋转驱动装置100与控制装置电性连接并由该控制装置控制动作，控制装置为能够实现旋转驱动装置100的驱动电机3的驱动控制的一切现有的控制装置。

参见图1至8，安装基板1，用于将上述旋转驱动装置100固定在机器人的机器人主体上，安装基板1采用螺钉、焊接等一切现有的固定方式固定连接于机器人主体，在本实施例中，安装基板1包括相对的第一面1a和第二面1b，该安装基板1上开设有第一装配孔103和第二装配孔104，第一装配孔103、第二装配孔104均贯穿第一面1a和第二面1b设置。

驱动电机3，可以是步进电机，也可以是伺服电机，其通过螺钉、焊接等一切现有的固定方式固定连接于安装基板1，在本实施例中，驱动电机3固定安装在该安装基板1的第二面1b上，该驱动电机3为但不局限于步进电机，其输出轴30a经第一装配孔103穿出。

主动轮2，以不可转动的方式刚性连接在驱动电机3的输出轴30a上，在本实施例中，主动轮2为但不局限于同步带轮，其套接在驱动电机3的输出轴30a上并能被驱动电机3驱动旋转。

从动轮4，可转动地安装在主动轮2的一侧，传动带5包绕在主动轮2与从动轮4之间，在本实施例中，从动轮4为但不局限于同步带轮，且其轴线与主动轮2的轴线彼此平行，传动带5为但不局同步带，其外径大于主动轮2的外径，从动轮4安装在转轴6上，容易理解的是，驱动电机3驱动主动轮2转动，主动轮2通过传动带5带动从动轮4转动。

转轴6，具有旋转部601、连接部602以及连接在旋转部601与连接部602之间的安装部603，从动轮4以不可相对安装部603转动的方式套接在安装部603上，在本实施例中，转轴6可转动地安装在安装基板1的第二装配孔104内，连接部602的轴向端面开设有连接孔604，连接孔604的数量为但不局限于四个，且沿周向等间距布置，以供螺钉置入，并使连接部602与转动部件连接固定。可以理解的是，在从动轮4被驱动转动时，使转轴6一同转动，并使与该转轴6的连接部602固定连接的转动部件转动。

轴承座7，呈套筒状，其套接在旋转部601的外侧，轴承座7与安装基板1固定且位于驱动电机3一侧。在本实施例中，轴承座7通过螺钉、焊接等一切现有的固定方式固定连接于安装基板1的第二面1b上，并套设在转轴6的外侧，轴承座7的内壁与旋转部601的侧壁之间共同构成轴承收纳空间70a。

轴承8，套接在旋转部601上并位于轴承收纳空间70a中，轴承8的数量可以是一个或多个。在本实施例中，轴承8的数量为但不局限于两个，且在转轴6的轴向上并排设置，轴承8包括外圈、内圈和设置在二者之间的滚动体，滚动体可以是滚珠、滚柱等，外圈为安装在轴承座7上，内圈安装在转轴6上，两个轴承8之间设置有套接在旋转部601上并位于轴承收纳空间70a中的轴承间隔套9，以使两个轴承8之间保持预设距离。

在又一实施例中，轴承8的数量为一个，则可不设置轴承间隔套9。

在又一实施例中，轴承8的数量为多个，相邻的轴承8之间均设置有轴承间隔套9。

参见图1至8，轴承座7上分别形成有台阶结构70b，用以安装轴承座7的外圈，在本实施例中，轴承座7的两端内壁上分别形成有与轴承8对应的台阶结构70b，轴承间隔套9的两端端面分别与两个轴承8的内圈的端面抵接，轴承间隔套9在转轴6的轴向上的长度尺寸大于两个台阶结构70b在转轴6的轴向上的间距。

具体地，轴承座7包括回环体701和凸设在该回环体701内壁上的环形凸部702，环形凸部702沿回环体701的整个周向延伸，该回环体701的顶端与安装基板1的第二面1b连接固定，该回环体701的内径大于第二装配孔104的孔径，环形凸部702的内径与第二装配孔104的孔径相同或基本相同。该环形凸部702具有在回环体701的轴线方向上的彼此相对的两个支撑面703，轴承8的内圈的面向另一轴承8内圈的一侧端面抵接在支撑面703上，回环体701与环形凸部702的端部之间构成上述的台阶结构70b，也就是说，轴承间隔套9在转轴6的轴向上的长度尺寸大于环形凸部702在转轴6的轴向上的长度尺寸，该轴承间隔套9的长度尺寸与环形凸部702的长度尺寸之差在0.05mm至0.15mm之间，优选0.1mm。这样，采用轴承间隔套9的长度比轴承座7的两个台阶结构70b的距离要稍长，以保证两个轴承8在安装后不会使轴承8的内圈受轴向力过大甚至滚动体被破坏，从而使传动结构更加稳定。

参见图1至8，转轴6连接有罩设在从动轮4上的圆盘状的从动轮压盖10，从动轮压盖10具有供连接部602的穿过的内孔101，从动轮压盖10的内壁与连接部602的侧壁之间设置有使二者固定的连接结构；从动轮压盖10的外径尺寸大于从动轮4的外径尺寸。这样，通过从动轮压盖10，能够将从动轮4压紧在转轴6上，从而限制从动轮4与转轴6分离，从动轮压盖10的外径壁从动轮4稍大，这样，可方便传动带5的装配，并在从动轮压盖10与转轴6连接后，实现挡边功能，防止皮带在传动过程中从轮边滑出，以使传动带5的传动性能稳固可靠。

具体地，连接结构包括设置在连接部602的侧壁的螺纹部，以及设置在内孔101的孔壁上且与螺纹部螺纹配合的螺纹配合部，从动轮压盖10采用螺纹装配到转轴6的连接部602上，并压紧从动轮4。

在又一实施例中，从动轮压盖10通过螺钉与转轴6连接固定。

参见图1至8，从动轮4具有非圆形的止转孔401，安装部603具有与止转孔401的形状相匹配的横截面形状，从动轮4与转轴6之间可采用螺钉连接固定。在本实施例中，止转孔401为但不局限于腰型孔，安装部603具有与止转孔401的形状相匹配的横截面形状，这样，能够便于从动轮4与转轴6的拆装，装配后的转轴6动力传动更加稳定，避免在采用螺钉连接时，因螺钉承受过大的扭力而导致螺钉易松动甚至掉出的现象发生。

从图1至8可以看出，从动轮4的止转孔401内壁上凸设形成限位部402，限位部402沿从动轮4的周向延伸，安装部603的侧壁上形成有环形的凹部605，以在从动轮4与转轴6装配时，与限位部402配合限位，从而限位从动轮4与转轴6的相对移动。

参见图1至8，本实施例的旋转驱动装置100还包括检测装置，用以检测转轴6的转动角度。在本实施例中，检测装置包括支架14、磁性编码器12、底座13和磁铁11，支架14采用螺钉、焊接等一切现有的固定方式固定连接在轴承座7上，并与轴承座7共同界定出一检测空间；磁性编码器12固定在支架14上，磁性编码器12包括磁传感器，该磁传感器为但不局限于霍尔传感器；底座13采用螺钉、焊接等一切现有的固定方式固定在连接在旋转部601上且位于检测空间内，磁铁11固定设置在底座13上；磁性编码器12的中心和磁铁11的中心均位于转轴6的轴线的延长线上。磁性编码器12与上述的控制装置电性连接，磁性编码器12因为通过支架14与轴承座7相连，是固定不动的，磁铁11通过底座13与转轴6相连，是和从动轮4一起转动的，因此，磁性编码器12和磁铁11在转动转动时会发生了相对旋转，控制装置便可从磁性编码器12检测到从动轮4的转动角度，并对转轴6的运动角度进行控制。

在又一实施例中，检测装置也可以包括光遮断器(也称穿透型光电感应器)，该光遮断器包括发光组件和感光组件，转轴6上可开设透光孔，利用遮光原理以实现检测功能。

参见图1至8，底座13包括定位板131、第一承载板132和连接在定位板131与第一承载板132的第一连接臂133，定位板131用于与转轴6连接，第一承载板132用于放置磁铁11，定位板131的表面向背离第一承载板132的方向凸设形成第一定位突起134，转轴6上开设有供第一定位突起134滑入并配合定位的第一定位孔606。在本实施例中，转轴6的第一定位孔606贯穿该转轴6的两端面，磁铁11的横截面形状为但不局限于圆形，第一承载板132的横截面为但不局限于圆形，第一承载板132的表面中央上形成有第一固定孔135，磁铁11固定设置在第一承载板132的第一固定孔135内。定位板131为圆环形板，其内缘上沿该定位板131的轴向凸设形成环状的第一定位突起134，该第一定位突起134的外径与第一定位孔606的孔径相同。定位板131表面还形成有螺钉通孔，以供螺钉穿过并将底座13固定安装在转轴6上。这样，在底座13与转轴6安装固定后，通过第一定位突起134嵌入该转轴6内，从而对底座13与转轴6安装定位，并使固定设置在第一承载板132上的磁铁11与转轴6同轴设置。

参见图1至8，支架14包括第二承载板141和与第二承载板141连接且用于与轴承座7固定的第二连接臂142，第二承载板141用于放置磁性编码器12，在本实施例中，第二承载板141的表面中央上形成有第二固定孔143，磁性编码器12固定设置在第二承载板141的第二固定孔143内。第二连接臂142的数量为但不局限于两个，第二连接臂142端面向背离第二承载板141的方向凸设形成第二定位突起144，轴承座7上开设有供第二定位突起144滑入并配合定位的第二定位孔(图未示)。每个第二连接臂142上的第二定位突起144数量为但不局限于两个，第二连接臂142端面于两个第二定位突起144之间还形成有螺钉通孔，以供螺钉穿过并将支架14固定安装在轴承座7上。容易理解的是，通过底座13的第一定位突起134与转轴6的定位连接，以及通过支架14的第二定位突起144与轴承座7的定位连接，从而保证磁铁11和磁性编码器12的同轴度，以具有较高的检测精度。

特别的是，每个第二连接臂142的端面外缘上向背离第二承载板141的方向凸设形成包边145，该包边145的内壁具有与轴承座7的外壁弧度相匹配的弧面形状，这样，能够进一步提高支架14与轴承座7的连接稳定性。

需要说明的是，位于上方的轴承8被保持在轴承座7与安装基板1之间，位于下方的轴承8被保持在轴承座7与支架14之间，位于上方的轴承8内圈的顶面与安装部603的底面相抵，位于下方的轴承8内圈的底面与底座13的顶面相抵，从而将转轴6在其轴向上限位于轴承座7内。

作为进一步地优化，安装基板1上形成有挡片105，转轴6上连接有用于在转轴6转动时与挡片105相抵接以限定转轴6转动的限位件607，限位件607凸设于转轴6的侧壁之外。这样，旋转驱动装置100在转动时，通过挡片105与转轴6上的限位件607的碰撞产生了限位功能。根据角度需要，挡片105可以设为一个或两个。若旋转驱动装置100需要360度连续旋转，则不需要此限位功能。

特别的是，本实施例的旋转驱动装置100还包括线缆15，线缆15经第一定位孔606穿设于转轴6，防止线缆15在运动中乱摆，避免刮伤甚至破坏，底座13上设置有捆绑部136，可通过扎线将线缆15扎附在捆绑部136上，若旋转驱动装置100需要360度连续旋转，则可使用滑环对线缆15进行安装，避免线缆15缠绕。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。