这套三电机输入的翻转式平底传动结构,核心服务于小型移动竞技机器人的动力输出场景,在场地对抗类机器人作业过程中,需要兼顾紧凑安装空间、大扭矩输出以及动作翻转的功能需求,常规同轴减速结构无法同时满足低安装高度与翻转动作的传动连续性,这套结构正是针对这类特殊工况完成的设计落地。从实际用途来看,该结构承担三个驱动电机的动力汇流、减速增扭以及输出端翻转动作的动力传递功能,输出端连接执行机构后,可在保持动力持续输出的状态下完成一定角度的翻转动作,适配竞技机器人需要在对抗中完成抬升、翻转击打类动作的作业需求,同时平底的安装基面可以直接贴合机器人底盘框架安装,不需要额外设计转接支架,大幅降低底盘的空间占用。功能特性层面,结构采用三级平行轴齿轮传动布局,三个驱动电机沿安装板长度方向并排布置,电机输出轴直接连接一级小齿轮,通过中间轴的双联齿轮完成两级减速后,将动力汇流到末端输出齿轮,末端输出齿轮同时集成翻转动作的传动齿弧,在输出旋转动力的同时,可通过齿弧与固定齿条的啮合,带动整个安装板绕支撑轴完成设定角度的翻转,不需要额外配置独立的翻转驱动电机,单套结构同时完成行走/作业动力传输与机构翻转两个功能,有效降低整机的重量与部件数量。
设计思路上,首先是严格控制安装基面的平整度,整个安装板采用平板式镂空设计,所有齿轮、电机的安装定位面都统一在同一基准平面上,安装时只需要保证底盘安装面的平面度,就能保证所有齿轮的啮合间隙符合设计要求,减少装配时的调整工作量;其次是齿轮布局的重心优化,三个电机的重量沿安装板中心对称分布,翻转过程中整个结构的重心偏移量控制在支撑轴的合理范围内,避免翻转时出现卡滞或动力损耗过大的问题;镂空结构的设计一方面是为了降低整体重量,另一方面是为了在高速运转时给齿轮啮合区域提供足够的散热空间,同时方便观察齿轮啮合状态,在调试阶段可以快速排查卡滞、磨损问题。
外形尺寸与安装边界方面,整个结构的安装基面为规则矩形,三个电机的外轮廓不超出安装板的宽度边界,安装板上预留的安装孔位采用标准化间距设计,可直接适配通用的铝型材底盘框架,安装时不需要对底盘进行二次打孔加工;结构的总高度控制在电机直径加安装板厚度的范围内,没有额外的凸起结构,可充分利用底盘底部的低矮空间,避免与场地障碍物发生碰撞;输出端的连接法兰位于安装板的前端,翻转动作的角度范围由齿弧的长度决定,设计时预留了足够的安全间隙,翻转过程中齿轮、电机都不会与底盘框架或其他周边部件发生干涉,输出轴的径向跳动公差控制在小间隙配合范围内,保证大扭矩输出时的传动稳定性。
实际装配过程中,所有齿轮的安装轴都采用台阶轴定位,轴端用卡簧固定,不需要额外的紧固件锁死,装配和维护时可以快速拆解更换磨损的齿轮;安装板上的槽型镂空结构同时兼顾了减重和走线功能,电机的供电线可以从镂空槽内穿过,避免翻转过程中电线被齿轮卷入或拉扯断裂。从传动效率来看,平行轴直齿轮的传动效率可以保持在较高水平,三级减速后的总减速比适配竞技场景下的扭矩需求,三个电机同时输入动力时,总输出扭矩可以满足对抗作业下的负载要求,不会因为单个电机的动力不足导致动作失效;翻转动作的动力直接取自传动系统本身,不需要额外的控制回路,动作响应速度更快,在高速对抗场景下可以更快完成动作切换,避免动作滞后带来的对抗劣势。
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- 系统要求: Autodesk Inventor
- 软件分类: 变速器























