阅读说明：本技术 一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构及其使用方法 (Multi-layer multi-surface hypoid bevel gear rotating mechanism and using method thereof ) 是由 晏超 陈和平 杨会 魏练荣 晏小雷 刘荣军 高坤 刘祥 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构及其使用方法,具体涉及传动机构技术领域,包括第一外壳、第二外壳、第三外壳和第四外壳,所述第一外壳设置在第二外壳的一侧,所述第三外壳和第四外壳依次设置在第二外壳底部,所述第一外壳内部设置有传动组A,所述第二外壳内部设置有传动组B。本发明在直线方向上,将齿轮串联组装,以齿轮传动的方式替代谐波减速机的功能,减小了空间占用和减小重量,同时利用伞齿轮的特性实现90°转角,以戟齿轮的偏心特性,实现输入部在一个小空间的直线壳体内的并列安装,并利用伞齿轮高强度,使整体结构的强度得到提高。(The invention discloses a multi-level multi-faced hypoid bevel gear rotating mechanism and a using method thereof, and particularly relates to the technical field of transmission mechanisms. The invention assembles the gears in series in the linear direction, replaces the function of a harmonic speed reducer in a gear transmission mode, reduces the space occupation and the weight, realizes the 90-degree corner by utilizing the characteristic of the bevel gear, realizes the parallel installation of the input part in a linear shell with a small space by utilizing the eccentric characteristic of the hypoid gear, and improves the strength of the whole structure by utilizing the high strength of the bevel gear.)

一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及传动机构技术领域，更具体地说，本发明涉及一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构及其使用方法。

背景技术

锥形齿轮也称为伞齿轮，锥齿轮。用于相交轴间的传动。与柱形齿轮相比，能够改变传动方向。单级传动比可到6，最大到8。

在多轴传动机构中，目前的结构是使用谐波减速机搭配伺服马达实现多轴向的旋转。

由于每一个旋转方向，都需要安装一个谐波减速机，造成整机机构较大，重量较重。同时受限于谐波减速机的传动效率及强度，使得整体机构的传动精度，刚性强度较低及耐冲击强度较低。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构及其使用方法，在直线方向上，将齿轮串联组装，以齿轮传动的方式替代谐波减速机的功能，减小了空间占用和减小重量，同时利用伞齿轮的特性实现90°转角，以戟齿轮的偏心特性，实现输入部在一个小空间的直线壳体内的并列安装，并利用伞齿轮高强度，使整体结构的强度得到提高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构，包括第一外壳、第二外壳、第三外壳和第四外壳，所述第一外壳设置在第二外壳的一侧，所述第三外壳和第四外壳依次设置在第二外壳底部，所述第一外壳内部设置有传动组A，所述第二外壳内部设置有传动组B，所述第三外壳内部设置有动力输出部A和动力输出部B，所述第四外壳内部设置有动力输入部A和动力输入部B；

所述传动组A包括第一交叉滚子轴承，第一伞齿轮和第一油封，所述第一伞齿轮设置在第一外壳内部，所述第一交叉滚子轴承固定设置在第一外壳一侧，所述第一油封数量设置为两个，两个所述第一油封固定设置在第一交叉滚子轴承内壁和外壳另一侧内部；

所述传动组B包括转臂、第二油封、第二伞齿轮、第三伞齿轮、第二交叉滚子轴承、第一深沟球轴承、第二深沟球轴承、第四伞齿轮和螺母，所述第四伞齿轮设置在第二外壳靠近第一外壳的一侧，所述转臂、第二油封、第二伞齿轮、第三伞齿轮、第二交叉滚子轴承、第一深沟球轴承、第二深沟球轴承和螺母依次套设在第四伞齿轮上，其中螺母用于进行固定；

所述第一外壳与第二外壳之间设置有转臂盖板，所述第一外壳与第二外壳之间通过转臂盖板相连接，所述转臂盖板截面形状设置为L形，所述第一伞齿轮和第四伞齿轮相啮合。

在一个优选地实施方式中，所述动力输出部A包括第五伞齿轮、第三油封、第三深沟球轴承、第四深沟球轴承，第一轴承压盖，第一直齿轮，第一垫片和第一螺丝，所述第五伞齿轮、第三油封、第三深沟球轴承、第四深沟球轴承，第一轴承压盖，第一直齿轮，第一垫片和第一螺丝从上之下依次串联，其中第一轴承压盖及其上面的螺丝，使动力输出部A固定在第三外壳内部，所述第五伞齿轮与第三伞齿轮相啮合。

在一个优选地实施方式中，所述动力输出部B包括第六伞齿轮、第四油封、第五深沟球轴承、第六深沟球轴承，第二轴承压盖，第二直齿轮，第二垫片和第二螺丝，所述第六伞齿轮、第四油封、第五深沟球轴承、第六深沟球轴承，第二轴承压盖，第二直齿轮，第二垫片和第二螺丝从上之下依次串联，其中第二轴承压盖及其上面的螺丝，使动力输出部B固定在第三外壳内部，所述第六伞齿轮与第二伞齿轮相啮合。

在一个优选地实施方式中，所述动力输出部A和动力输出部B并排设置。

在一个优选地实施方式中，所述动力输入部A包括第三直齿轮、第一伺服马达和第一扣环，所述第一扣环和第三直齿轮依次固定设置在第一伺服马达的输出端上，所述动力输入部B包括第四直齿轮、第二伺服马达和第二扣环，所述第二扣环和第四直齿轮依次固定设置在第二伺服马达的输出端上。

在一个优选地实施方式中，所述动力输入部A和动力输入部B并排设置，所述第三直齿轮与第一直齿轮相啮合，所述第四直齿轮与第二直齿轮相啮合。

在一个优选地实施方式中，所述第三外壳与第四外壳之间设置有密封垫，所述第二外壳一侧固定设置有外壳盖板。

一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构的使用方法，其步骤如下：

步骤一：首先对机构进行组装；

步骤二：将第一交叉滚子轴承，第一伞齿轮和第一外壳用螺丝组装在一起，两侧用第一油封密封，传动组A组装完成；

步骤三：将转臂、第二油封、第二伞齿轮、第三伞齿轮、第二交叉滚子轴承、第一深沟球轴承和第二深沟球轴承依次套设在第四伞齿轮上，用螺母固定，传动组B组装完成；

步骤四：将第一外壳、转臂盖板和第二外壳和外壳盖板用螺丝固定；

步骤五：将第五伞齿轮、第三油封、第三深沟球轴承、第四深沟球轴承，第一轴承压盖，第一直齿轮，第一垫片和第一螺丝从上之下依次串联后并通过第一轴承压盖及其上面的螺丝，使动力输出部A固定在第三外壳内部，使第五伞齿轮与第三伞齿轮相啮合，动力输出部A组装完成；

步骤六：将第六伞齿轮、第四油封、第五深沟球轴承、第六深沟球轴承，第二轴承压盖，第二直齿轮，第二垫片和第二螺丝从上之下依次串联后并通过第二轴承压盖及其上面的螺丝，使动力输出部B固定在第三外壳内部，使第六伞齿轮与第二伞齿轮相啮合，动力输出部B组装完成；

步骤七：将第一扣环和第三直齿轮依次固定设置在第一伺服马达的输出端上，形成动力输入部A；

步骤八：将第二扣环和第四直齿轮依次固定设置在第二伺服马达的输出端上，形成动力输入部B，将动力输入部A和动力输入部B并排固定设置在第四外壳内部，使第三直齿轮与第一直齿轮相啮合，使第四直齿轮与第二直齿轮相啮合，并将密封垫设置在第三外壳和第四外壳之间，在通过螺丝固定第三外壳和第四外壳；

步骤九：至此，机构整体便组装完成了；

步骤十：其中，传动组A，转臂盖板，转臂,共同组成旋转结构N，第一交叉滚子轴承内圈为旋转结构M；

步骤十一：通过第一伺服马达经由第三直齿轮带动第一直齿轮运转，并联动第五伞齿轮，再带动第三伞齿轮运转,联动到第四伞齿轮，再带动第一伞齿轮运转，联动第一交叉滚子轴承内圈，此为第二级360°旋转机构；

步骤十二：第二伺服马达经由第四直齿轮带动第二直齿轮运转，并联动第六伞齿轮，再带动第二伞齿轮运转，联动旋转结构N，此为第一级360°旋转机构；

步骤十三：第二级360°旋转机构，经第一伺服马达驱动，可独立运转，第一级360°旋转机构在旋转时，旋转结构N绕第四伞齿轮做圆周旋转，此时由于第一伞齿轮与第四伞齿轮啮合的原因，在旋转结构N旋转时，第一伞齿轮与第四伞齿轮会干涉，并阻止旋转结构N旋转，此时必须驱动第二伺服马达运转，联动第四伞齿轮运转，以保证第一伞齿轮同旋转机构N一起绕第四伞齿轮做360°旋转运动。

本发明的技术效果和优点：

1、在直线方向上，将齿轮串联组装，以齿轮传动的方式替代谐波减速机的功能，减小了空间占用和减小重量，同时利用伞齿轮的特性实现90°转角；

2、以伞齿轮的偏心特性，实现输入部在一个小空间的直线壳体内的并列安装，并利用伞齿轮的高强度，使整体结构的强度得到提高。

附图说明

图1为本发明的整体结构正视图。

图2为本发明的整体结构背面示意图。

图3为本发明的整体结构正面结构剖视图。

图4为本发明的整体结构侧面结构剖视图。

图5为本发明的整体结构俯面结构剖视图。

图6为本发明的整体结构侧面倾斜状态结构剖视图。

图7为本发明的图6中A处局部结构示意图。

图8为本发明的转臂盖板结构示意图。

附图标记为：1第一交叉滚子轴承、2第一伞齿轮、3第一外壳、4第一油封、5转臂盖板、6转臂、7第二油封、8第二伞齿轮、9第三伞齿轮、10第二外壳、11外壳盖板、12第二交叉滚子轴承、13第一深沟球轴承、14第二深沟球轴承、15螺母、16第五伞齿轮、17第三油封、18第三深沟球轴承、19第四深沟球轴承、20第一轴承压盖、21第一直齿轮、22第一垫片、23第一螺丝、24第一伺服马达、25第六伞齿轮、26第四油封、27第五深沟球轴承、28第六深沟球轴承、29第二轴承压盖、30第二直齿轮、31第二垫片、32第二螺丝、33第一扣环、34第三直齿轮、35第四直齿轮、36第二伺服马达、37第二扣环、38第三外壳、39第四外壳、40第四伞齿轮、41密封垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

根据图1-8所示的一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构，包括第一外壳3、第二外壳10、第三外壳38和第四外壳39，所述第一外壳3设置在第二外壳10的一侧，所述第三外壳38和第四外壳39依次设置在第二外壳10底部，所述第一外壳3内部设置有传动组A，所述第二外壳10内部设置有传动组B，所述第三外壳38内部设置有动力输出部A和动力输出部B，所述第四外壳39内部设置有动力输入部A和动力输入部B；

所述传动组A包括第一交叉滚子轴承1，第一伞齿轮2和第一油封4，所述第一伞齿轮2设置在第一外壳3内部，所述第一交叉滚子轴承1固定设置在第一外壳3一侧，所述第一油封4数量设置为两个，两个所述第一油封4固定设置在第一交叉滚子轴承1内壁和外壳另一侧内部；

所述传动组B包括转臂6、第二油封7、第二伞齿轮8、第三伞齿轮9、第二交叉滚子轴承12、第一深沟球轴承13、第二深沟球轴承14、第四伞齿轮40和螺母15，所述第四伞齿轮40设置在第二外壳10靠近第一外壳3的一侧，所述转臂6、第二油封7、第二伞齿轮8、第三伞齿轮9、第二交叉滚子轴承12、第一深沟球轴承13、第二深沟球轴承14和螺母15依次套设在第四伞齿轮40上，其中螺母15用于进行固定；

所述第一外壳3与第二外壳10之间设置有转臂盖板5，所述第一外壳3与第二外壳10之间通过转臂盖板5相连接，所述转臂盖板5截面形状设置为L形，所述第一伞齿轮2和第四伞齿轮40相啮合。

进一步的，所述动力输出部A包括第五伞齿轮16、第三油封17、第三深沟球轴承18、第四深沟球轴承19，第一轴承压盖20，第一直齿轮21，第一垫片22和第一螺丝23，所述第五伞齿轮16、第三油封17、第三深沟球轴承18、第四深沟球轴承19，第一轴承压盖20，第一直齿轮21，第一垫片22和第一螺丝23从上之下依次串联，其中第一轴承压盖20及其上面的螺丝，使动力输出部A固定在第三外壳38内部，所述第五伞齿轮16与第三伞齿轮9相啮合；

进一步的，所述动力输出部B包括第六伞齿轮25、第四油封26、第五深沟球轴承27、第六深沟球轴承28，第二轴承压盖29，第二直齿轮30，第二垫片31和第二螺丝32，所述第六伞齿轮25、第四油封26、第五深沟球轴承27、第六深沟球轴承28，第二轴承压盖29，第二直齿轮30，第二垫片31和第二螺丝32从上之下依次串联，其中第二轴承压盖29及其上面的螺丝，使动力输出部B固定在第三外壳38内部，所述第六伞齿轮25与第二伞齿轮8相啮合；

进一步的，所述动力输出部A和动力输出部B并排设置；

进一步的，所述动力输入部A包括第三直齿轮34、第一伺服马达24和第一扣环33，所述第一扣环33和第三直齿轮34依次固定设置在第一伺服马达24的输出端上，所述动力输入部B包括第四直齿轮35、第二伺服马达36和第二扣环37，所述第二扣环37和第四直齿轮35依次固定设置在第二伺服马达36的输出端上；

进一步的，所述动力输入部A和动力输入部B并排设置，所述第三直齿轮34与第一直齿轮21相啮合，所述第四直齿轮35与第二直齿轮30相啮合；

进一步的，所述第三外壳38与第四外壳39之间设置有密封垫41，所述第二外壳10一侧固定设置有外壳盖板11。

一种多层级多面向准双曲面伞齿轮旋转机构的使用方法，其步骤如下：

步骤一：首先对机构进行组装；

步骤二：将第一交叉滚子轴承1，第一伞齿轮2和第一外壳3用螺丝组装在一起，两侧用第一油封4密封，传动组A组装完成；

步骤三：将转臂6、第二油封7、第二伞齿轮8、第三伞齿轮9、第二交叉滚子轴承12、第一深沟球轴承13和第二深沟球轴承14依次套设在第四伞齿轮40上，用螺母15固定，传动组B组装完成；

步骤四：将第一外壳3、转臂盖板5和第二外壳10和外壳盖板11用螺丝固定；

步骤五：将第五伞齿轮16、第三油封17、第三深沟球轴承18、第四深沟球轴承19，第一轴承压盖20，第一直齿轮21，第一垫片22和第一螺丝23从上之下依次串联后并通过第一轴承压盖20及其上面的螺丝，使动力输出部A固定在第三外壳38内部，使第五伞齿轮16与第三伞齿轮9相啮合，动力输出部A组装完成；

步骤六：将第六伞齿轮25、第四油封26、第五深沟球轴承27、第六深沟球轴承28，第二轴承压盖29，第二直齿轮30，第二垫片31和第二螺丝32从上之下依次串联后并通过第二轴承压盖29及其上面的螺丝，使动力输出部B固定在第三外壳38内部，动力输出部B组装完成；

步骤七：将第一扣环33和第三直齿轮34依次固定设置在第一伺服马达24的输出端上，形成动力输入部A；

步骤八：将第二扣环37和第四直齿轮35依次固定设置在第二伺服马达36的输出端上，形成动力输入部B，将动力输入部A和动力输入部B并排固定设置在第四外壳39内部，使第三直齿轮34与第一直齿轮21相啮合，使第四直齿轮35与第二直齿轮30相啮合，并将密封垫41设置在第三外壳38和第四外壳39之间，在通过螺丝固定第三外壳38和第四外壳39；

步骤九：至此，机构整体便组装完成了；

步骤十：其中，传动组A，转臂盖板5，转臂6,共同组成旋转结构N，第一交叉滚子轴承1内圈为旋转结构M；

步骤十一：通过第一伺服马达24经由第三直齿轮34带动第一直齿轮21运转，并联动第五伞齿轮16，再带动第三伞齿轮9运转,联动到第四伞齿轮40，再带动第一伞齿轮2运转，联动第一交叉滚子轴承1内圈，此为第二级360°旋转机构；

步骤十二：第二伺服马达36经由第四直齿轮35带动第二直齿轮30运转，并联动第六伞齿轮25，再带动第二伞齿轮8运转，联动旋转结构N，此为第一级360°旋转机构；

步骤十三：第二级360°旋转机构，经第一伺服马达24驱动，可独立运转，第一级360°旋转机构在旋转时，旋转结构N绕第四伞齿轮40做圆周旋转，此时由于第一伞齿轮2与第四伞齿轮40啮合的原因，在旋转结构N旋转时，第一伞齿轮2与第四伞齿轮40会干涉，并阻止旋转结构N旋转，此时必须驱动第二伺服马达36运转，联动第四伞齿轮40运转，以保证第一伞齿轮2同旋转机构N一起绕第四伞齿轮40做360°旋转运动。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-8，将第一交叉滚子轴承1，第一伞齿轮2和第一外壳3用螺丝组装在一起，两侧用第一油封4密封，传动组A组装完成，将转臂6、第二油封7、第二伞齿轮8、第三伞齿轮9、第二交叉滚子轴承12、第一深沟球轴承13和第二深沟球轴承14依次套设在第四伞齿轮40上，用螺母15固定，传动组B组装完成，将第一外壳3、转臂盖板5和第二外壳10和外壳盖板11用螺丝固定，将第五伞齿轮16、第三油封17、第三深沟球轴承18、第四深沟球轴承19，第一轴承压盖20，第一直齿轮21，第一垫片22和第一螺丝23从上之下依次串联后并通过第一轴承压盖20及其上面的螺丝将动力输出部A固定在第三外壳38内部，使第五伞齿轮16与第三伞齿轮9相啮合，动力输出部A组装完成，将第六伞齿轮25、第四油封26、第五深沟球轴承27、第六深沟球轴承28，第二轴承压盖29，第二直齿轮30，第二垫片31和第二螺丝32从上之下依次串联后并通过第二轴承压盖29及其上面的螺丝将动力输出部B固定在第三外壳38内部，使第六伞齿轮25与第二伞齿轮8相啮合，动力输出部B组装完成，将第一扣环33和第三直齿轮34依次固定设置在第一伺服马达24的输出端上，形成动力输入部A，将第二扣环37和第四直齿轮35依次固定设置在第二伺服马达36的输出端上，形成动力输入部B，将动力输入部A和动力输入部B并排固定设置在第四外壳39内部，使第三直齿轮34与第一直齿轮21相啮合，使第四直齿轮35与第二直齿轮30相啮合，并将密封垫41设置在第三外壳38和第四外壳39之间，在通过螺丝固定第三外壳38和第四外壳39，机构整体便组装完成了；

参照说明书附图1-8，第二伺服马达36经由第四直齿轮35带动第二直齿轮30运转，并联动第六伞齿轮25，再带动第二伞齿轮8运转，联动旋转结构N，此为第一级360°旋转机构，通过第一伺服马达24经由第三直齿轮34带动第一直齿轮21运转，并联动第五伞齿轮16，再带动第三伞齿轮9运转,联动到第四伞齿轮40，再带动第一伞齿轮2运转，联动第一交叉滚子轴承1内圈，此为第二级360°旋转机构，第二级360°旋转机构，经第一伺服马达24驱动，可独立运转，第一级360°旋转机构在旋转时，旋转结构N绕第四伞齿轮40做圆周旋转，此时由于第一伞齿轮2与第四伞齿轮40啮合的原因，在旋转结构N旋转时，第一伞齿轮2与第四伞齿轮40会干涉，并阻止旋转结构N旋转，此时必须驱动第二伺服马达36运转，联动第四伞齿轮40运转，以保证第一伞齿轮2同旋转机构N一起绕第四伞齿轮40做360°旋转运动。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。