扭矩驱动装置.pdf

《扭矩驱动装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《扭矩驱动装置.pdf（22页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103702852 A (43)申请公布日 2014.04.02 CN 103702852 A (21)申请号 201180004317.7 (22)申请日 2011.08.02 B60K 7/00(2006.01) B60B 19/14(2006.01) (71)申请人 株式会社罗凛 地址 韩国大田市 (72)发明人 王贤民 (74)专利代理机构 北京铭硕知识产权代理有限 公司 11286 代理人 韩明星 (54) 发明名称 扭矩驱动装置 (57) 摘要 本发明涉及扭矩驱动装置， 该扭矩驱动装置 的特征在于包括 ： 驱动单元， 将两个驱动电机沿 互不相同的方向布置在。

2、与地平线平行的水平方向 旋转轴上且布置成使所述两个驱动电机形成对 称， 并将所述各个驱动电机的驱动轴布置成与所 述水平方向旋转轴一致， 而且驱动轮相互对称而 一体地形成于所述各个驱动轴 ； 截面为圆形的主 体， 将所述驱动单元包含于内部 ； 驱动单元固定 架， 将所述驱动单元固定于所述主体内部， 且固定 成使所述主体的垂直方向中心轴与所述驱动单 元的垂直方向中心轴一致， 以及所述主体的水平 方向中心轴与所述水平方向旋转轴一致 ； 多个轮 翼， 在所述各个驱动轮的外周面形成相同的夹角 并沿辐射方向突出形成， 以用于妨碍所述各个驱 动轮的旋转。 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2012.04。

3、.23 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/KR2011/005670 2011.08.02 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/018943 KO 2013.02.07 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 14 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图14页 (10)申请公布号 CN 103702852 A CN 103702852 A 1/1 页 2 1. 一种扭矩驱动装置， 该扭矩驱动装置利用基于扭矩的旋转力来进行驱动， 其特征在 于包括 ： 驱动单元， 将两个驱动电机沿互不相同的方向。

4、布置在与地平线平行的水平方向旋转轴 上且布置成使所述两个驱动电机形成对称， 并将各个所述驱动电机的驱动轴布置成与所述 水平方向旋转轴一致， 而且驱动轮相互对称而一体地形成于各个所述驱动轴 ； 截面为圆形的主体， 将所述驱动单元包含于内部 ； 驱动单元固定架， 将所述驱动单元固定于所述主体内部， 且固定成使所述主体的垂直 方向中心轴与所述驱动单元的垂直方向中心轴一致， 以及所述主体的水平方向中心轴与所 述水平方向旋转轴一致 ； 多个轮翼， 在各个所述驱动轮的外周面形成相同的夹角并沿辐射方向突出形成， 以用 于妨碍各个所述驱动轮的旋转。 2. 如权利要求 1 所述的扭矩驱动装置， 其特征在于， 包。

5、括 ： 圆筒状的轮盖， 在内部可旋转地包含所述多个轮翼， 并固定于所述主体的内部， 且固定 成使通过两侧端的中心轴与所述水平方向旋转轴一致 ； 妨碍旋转物质， 可移动地充填于所述轮盖内部， 以用于妨碍所述多个轮翼的旋转。 3. 如权利要求 2 所述的扭矩驱动装置， 其特征在于， 所述妨碍旋转物质为流体或球体。 4. 如权利要求 3 所述的扭矩驱动装置， 其特征在于， 当所述妨碍旋转物质为球体时， 由 所述轮盖的内侧面和所述多个轮翼形成的间隙以及由所述轮盖的侧端和所述驱动轮的侧 端形成的间隙小于所述球体的大小。 5. 如权利要求 1 至 4 中任意一项所述的扭矩驱动装置， 其特征在于， 包括 ：。

6、 平衡单元， 包括上端固定于所述驱动电机的外壳而位于所述驱动单元的垂直方向中心 轴上的中心锤固定架和连接于所述中心锤固定架而位于所述驱动单元的垂直方向中心轴 上的中心锤 ； 驱动单元轴承， 该驱动单元轴承的内轮固定于所述驱动电机的外壳且该驱动单元轴承 的外轮固定于所述固定单元固定架， 以避免所述驱动单元与所述主体一起旋转。 权 利 要 求 书 CN 103702852 A 2 1/6 页 3 扭矩驱动装置 技术领域 0001 本发明涉及扭矩驱动装置， 尤其涉及根据扭矩 (torque) 而进行驱动的驱动装置。 背景技术 0002 图 1 为示出现有技术提供的扭矩驱动装置的立体图， 图 2 为示。

7、出现有技术提供的 扭矩驱动装置的前进 / 后退的立体图， 图 3 为示出现有技术提供的扭矩驱动装置的原地旋 转的立体图。 0003 参照图 1， 现有技术包括驱动单元 100、 主体 400 以及驱动单元固定架 320。 0004 参照图 1， 在驱动单元 100 中， 将两个驱动电机 110 布置在与地平线平行的水平方 向旋转轴 R 上且布置成使两个驱动电机 110 沿互不相同的方向形成对称， 而且使各个驱动 电机 110 的驱动轴 120 与水平方向旋转轴 R 一致， 并且在各个驱动轴 120 上形成有用于产 生扭矩的驱动轮 130。 0005 参照图 1， 主体 400 可形成为截面为圆。

8、形。主体 400 的内部设有驱动单元 100。另 外， 截面为圆形的主体400在左右侧形成半球形的盖体410， 从而能够以球体(sphere)状实 现密封。 0006 参照图 1， 驱动单元固定架 320 可以形成为杆状。驱动单元固定架 320 将驱动单 元 100 固定于主体 400 内部， 且固定成使主体 400 的垂直方向中心轴与驱动单元 100 的垂 直方向中心轴一致， 以及主体 400 的水平方向中心轴与水平方向旋转轴 R 一致。 0007 图 1 所示的扭矩驱动装置的前进 / 后退可通过如下方式实现。即， 如图 2 所示， 当 两个驱动电机 110 通过驱动轴 120 使各个驱动轮。

9、 130 以相同的方向旋转时， 则会产生依据 牛顿的作用与反作用的定律的反扭矩， 从而驱动电机 110 的外壳以驱动轮 130 旋转方向的 相反方向旋转， 因此， 固定于驱动电机 110 的主体 400 也发生旋转而能够实现前进， 而当通 过驱动电机 110 改变驱动轮 130 的旋转方向时， 可以实现后退。 0008 而且， 如图 3 所示， 当左右驱动电机 110 分别沿互不相同的方向旋转驱动轮 130 时， 由于在左右驱动电机 110 上分别产生互为相反的反扭矩， 因而主体 400 不会前进 / 后退 而以主体 400 的垂直方向中心轴为基准在原地旋转。 0009 但是， 在现有的扭矩驱。

10、动装置中， 阻碍由驱动电机110驱使的驱动轴120的旋转的 旋转阻碍体被限定在驱动轮 130， 因此在依据作用与反作用而提高产生于主体 400 的旋转 力方面有局限性。 发明内容 0010 本发明是为了解决上述问题而提出的， 其目的在于提供一种通过设置用于阻碍由 驱动电机驱使的驱动轴的旋转的旋转阻碍体， 从而可以依据作用与反作用而提高产生于主 体的旋转力的扭矩驱动装置。 0011 本发明涉及扭矩驱动装置， 该扭矩驱动装置利用基于扭矩的旋转力来进行驱动， 该扭矩驱动装置的特征在于包括 ： 驱动单元， 将两个驱动电机互不相同的方向布置在与地 说 明 书 CN 103702852 A 3 2/6 页。

11、 4 平线平行的水平方向旋转轴上且布置成使所述两个驱动电机形成对称， 并将各个所述驱动 电机的驱动轴布置成与所述水平方向旋转轴一致， 而且驱动轮相互对称而一体地形成于各 个所述驱动轴 ； 截面为圆形的主体， 将所述驱动单元包含于内部 ； 驱动单元固定架， 将所述 驱动单元固定于所述主体内部， 且固定成使所述主体的垂直方向中心轴与所述驱动单元的 垂直方向中心轴一致， 以及所述主体的水平方向中心轴与所述水平方向旋转轴一致 ； 多个 轮翼， 在各个所述驱动轮的外周面形成相同的夹角并沿辐射方向突出形成， 以用于妨碍各 个所述驱动轮的旋转。 0012 本发明可包括 ： 圆筒状的轮盖， 在内部可旋转地包含。

12、所述多个轮翼， 并固定于所述 主体的内部， 且固定成使通过两侧端的中心轴与所述水平方向旋转轴一致 ； 妨碍旋转物质， 可移动地充填于所述轮盖内部， 以用于妨碍所述多个轮翼的旋转， 其中所述妨碍旋转物质 可以是流体或球体。当所述妨碍旋转物质为球体时， 由所述轮盖的内侧面和所述多个轮翼 形成的间隙以及由所述轮盖的侧端和所述驱动轮的侧端形成的间隙可以形成为小于所述 球体的大小。 0013 本发明可包括 ： 平衡单元， 包括上端固定于所述驱动电机的外壳而位于所述驱动 单元的垂直方向中心轴上的中心锤固定架和连接于所述中心锤固定架而位于所述驱动单 元的垂直方向中心轴上的中心锤 ； 驱动单元轴承， 该驱动单。

13、元轴承的内轮固定于所述驱动 电机的外壳且该驱动单元轴承的外轮固定于所述固定单元固定架， 以避免所述驱动单元与 所述主体一起旋转。 0014 如上所述， 本发明利用扭矩来进行驱动， 因此能够实现柔和的起步、 停止以及运 行， 从而可适用于用于进行自然的影像拍摄的摄影装置的驱动单元或面向儿童的安全的移 动玩具上。 0015 并且， 本发明通过朝相同的方向产生扭矩而进行前进 / 后退， 或者通过朝相互对 称的方向产生扭矩而能够在原地进行左右旋转， 因此在较窄的通道中进行方向转换也比较 自由， 而且能够朝全方位驱动。 0016 并且， 本发明的所有驱动单元设置于内部， 且能够封闭内部， 因此不分地面和。

14、水 面， 都能够驱动， 本发明不仅能够单独使用， 而且还可以将每个本发明作为独立驱动模块而 组合连接于支架， 根据用途而制造最优的移动体， 因此本发明具有应用度高的优点。 0017 并且， 在本发明中， 轮翼受到妨碍旋转物质的作用而妨碍驱动轮的旋转， 由此使阻 碍驱动轴的旋转的反扭矩变大， 因此驱动电机的外壳受到更大的扭矩， 从而主体能够以更 大的旋转力进行旋转。 附图说明 0018 图 1 为现有技术提供的扭矩驱动装置的立体图。 0019 图 2 为示出现有技术提供的扭矩驱动装置的前进 / 后退的立体图。 0020 图 3 为示出现有技术提供的扭矩驱动装置的原地旋转的立体图。 0021 图 。

15、4 为本发明第一实施例提供的扭矩驱动装置的立体图。 0022 图 5 为示出本发明的第一实施例提供的扭矩驱动装置的前进 / 后退的立体图。 0023 图 6 为示出本发明第一实施例提供的扭矩驱动装置的原地旋转的立体图。 0024 图 7 为本发明第一实施例提供的扭矩驱动装置的分解立体图。 说 明 书 CN 103702852 A 4 3/6 页 5 0025 图 8 为本发明第一实施例提供的扭矩驱动装置的剖视图。 0026 图 9 为控制本发明提供的扭矩驱动装置的驱动单元的控制电路图。 0027 图 10 为示出用于检测本发明提供的扭矩驱动装置的速度的光传感器的立体图。 0028 图 11 为。

16、示出本发明提供的扭矩驱动装置的止动件的立体图。 0029 图 12 为示出形成于发明提供的扭矩驱动装置的主体外部的表面的突起的立体 图。 0030 图 13 为示出形成于本发明提供的扭矩驱动装置的主体外部的表面的空气层和橡 胶层的立体图。 0031 图 14 为示出本发明提供的扭矩驱动装置的驱动单元固定架的剖视图。 0032 图 15 为示出本发明提供的扭矩驱动装置的驱动单元固定架的剖视图。 0033 图 16 为示出本发明提供的扭矩驱动装置的驱动轴固定于盖体的剖视图。 0034 图 17 及图 18 为本发明提供的扭矩驱动装置的第二实施例的立体图及剖视图。 0035 图 19 为本发明提供的。

17、扭矩驱动装置的第三实施例的立体图。 0036 附图主要符号说明 ： 0037 具体实施方式 0038 以下， 参照附图进一步详细说明如上的本发明。 0039 利用立体图图 4 和分解立体图图 7 以及剖视图图 8 示出了本发明提供的扭矩驱动 装置的第一实施例。 0040 参照图 4、 图 7 以及图 8， 本发明包括驱动单元 100、 平衡单元 200、 固定单元 300 以 及主体 400。 0041 参照图 4 及图 8， 在驱动单元 100 中， 将两个驱动电机 110 沿互不相同的方向布置 在与地面平行的水平方向旋转轴 R 上且布置成使两个驱动电机 110 形成对称， 而且使各个 驱动。

18、电机 110 的驱动轴 120 与水平方向旋转轴 R 一致， 并且在驱动轴 120 上一体形成有用 说 明 书 CN 103702852 A 5 4/6 页 6 于产生扭矩的驱动轮 130。 0042 参照图 4 及图 8， 平衡单元 200 包括中心锤 210 和中心锤固定架 220。两个驱动电 机110的外壳相互安装为一体， 以能够一体旋转。 中心锤固定架220的上端固定于驱动电机 110 的外壳， 由此中心锤固定架 220 位于驱动单元 100 的垂直方向中心轴上。中心锤 210 连 接于中心锤固定架 220 上， 由此中心锤 210 位于驱动单元 100 的垂直方向中心轴上。中心 锤固。

19、定架 220 可以形成为杆状， 而中心锤 210 可以形成为球状。优选地， 中心锤固定架 220 连接中心锤 210 时， 使中心锤 210 尽可能远离驱动单元 100。但是， 应避免中心锤 210 在平 时与主体 400 的内表面接触。 0043 平衡单元 200 固定于驱动单元 100 的驱动电机 110 的外壳而起到不倒翁的平衡体 和重量锤的作用， 从而使左右倾斜得到恢复， 调节因驱动轴 120 的旋转引起的驱动电机 110 的外壳的移动。 0044 参照图 4 及图 7， 主体 400 可形成为截面为圆形。主体 400 的内部设有驱动单元 100 和平衡单元 200。主体 400 上可。

20、结合有半球状的盖体 410。对于盖体的形状而言， 只要 能够结合到主体 400， 则任何形状都可以。作为其他盖体的形状有圆盘等。 0045 参照图 4 及图 7， 固定单元 300 包括驱动单元轴承 310 及驱动单元固定架 320。在 驱动单元轴承 310 中可旋转地设有驱动电机 110 的外壳。即， 在驱动单元轴承 310 的内轮 固定有驱动电机 110 的外壳。驱动单元轴承 310 的外轮固定于驱动单元固定架 320。在驱 动单元固定架 320 中， 其上下端固定于主体 400 的内侧表面， 由此将驱动单元 100 固定于主 体 400 内部， 且固定成主体 400 的垂直方向中心轴与驱。

21、动单元 100 的垂直方向中心轴一致， 主体 400 的水平方向中心轴与水平方向旋转轴 R 一致。因此， 驱动电机 110 的外壳可以不 与主体 400 一起旋转。 0046 图 9 为控制本发明提供的扭矩驱动装置的驱动单元的控制电路图。控制电路可包 括变流器(converter)231、 逆变器(inverter)232、 微处理器233、 通信模块234以及提供电 力的电池 240。 0047 变流器 231 根据微处理器 233 的控制信号将从电池 240 接收的电压升压至特定电 压， 以使驱动电机 110 能够实现高输出。逆变器 232 对驱动电机 110 提供驱动所需的电流。 逆变器。

22、 232 根据微处理器 233 的控制信号将从变流器 231 接收的电源转换为具有适宜频率 和振幅的交流电源， 从而控制各个驱动电机 110 的速度和旋转方向。通信模块 234 通过有 线或无线与外部进行信号的接收以及发送。 通过通信模块234， 可以在外部以无线方式操纵 主体的驱动等。 0048 构成图 9 所示的控制电路的要素可实现中心锤 210 的功能。或者在中心锤 210 的 外壳内可包括构成所述控制电路的要素。此时， 中心锤固定架 220 的内部可成为控制电路 230 的控制线或者向驱动电机 110 提供电源的电源供应线的通道。 0049 并且， 如图10所示， 在平衡单元200的中。

23、心锤210的下端的主体400的内部表面侧 设置光传感器 250， 该光传感器 250 由发光元件 251 和受光元件 252 构成， 以用于检测反射 光， 并与微处理器 233 连接， 在邻近于中心锤 210 的下端的主体 400 的内部表面交替地设置 与旋转方向垂直的黑色带 253 和白色带 254， 以在主体 400 旋转时使反射光发生变动， 从而 由光传感器 250 的受光元件 252 接收随着主体 400 旋转而变动的反射光， 由此可以检测主 体 400 的旋转速度， 且能够控制前进及后退速度， 而且能够控制为在倾斜面上停止或爬升。 说 明 书 CN 103702852 A 6 5/6。

24、 页 7 0050 参照图 11， 中心锤 210 的下端可形成有根据控制电路 230 的控制而朝下部移动并 与主体 400 的内部表面接触的止动件 260。止动件 260 随着接触于主体 400 的内部表面而 能够使主体 400 的旋转减速或者停止。另外， 主体 400 的内部表面可形成有当止动件 260 朝下移动时接触于止动件 260 的保护带 261。保护带 262 用于保护主体 400 的内部表面。 0051 图 5 为示出本发明实施例提供的扭矩驱动装置的前进 / 后退的立体图。当驱动单 元 100 的驱动电机 110 被驱动时， 连接于电机的驱动轮 130 将进行旋转。此时， 在驱动。

25、电机 110 中产生针对驱动轮 130 的旋转的反作用的反扭矩。驱动电机 110 与固定单元 300 轴承 结合， 因此根据反扭矩而以与驱动轮 130 相反的方向旋转。驱动电机 110 的旋转使固定于 驱动电机 110 的外壳的中心锤 210 脱离重量中心。根据重力产生使重量中心回到原始位置 的力。 使重量中心回到原始位置的力通过固定架320而作用于主体400， 以使主体400以与 驱动轮 130 相同的方向旋转。 0052 图 6 为示出本发明的另一实施例提供的扭矩驱动装置的原地旋转的立体图。如图 6 所示， 当两端的驱动轮 130 以相反的旋转方向旋转时， 主体 400 的两端所受到的反扭。

26、矩的 方向会变得相反。因此， 主体 400 将以主体 400 的垂直方向中心轴为旋转轴进行旋转。 0053 如图 12 所示， 在主体 400 的外部表面还可形成用于提高由主体 400 的旋转引起的 与地面之间的摩擦力的突起440。 当主体400处于水面上时， 这种突起440进一步提高与水 的反作用。 0054 如图13所示， 在主体400外部的整个面形成构成封闭的空气层442的橡胶层441， 由此吸收外部的冲击而能够保护内部。 0055 前述的固定单元 300 由将驱动电机 110 的外壳固定于内轮的驱动单元轴承 310 和 用于固定驱动单元轴承 310 的外轮和主体 400 的驱动单元固定。

27、架 320 构成， 而且驱动单元 固定架 320 如图 14 和图 15 那样以水平方向旋转轴 R( 参照图 13) 为基准沿着主体 400 的 内部周围以三个方向或四个方向固定驱动单元100， 因此驱动单元100的驱动轴120与主体 400 的水平方向旋转轴 R( 参照图 13) 能够固定为在任何外部冲击下也不会发生错位。并 且， 如图 16 所示， 在位于驱动轴 120 的延伸线上的主体 400 的左右盖体 410 的内部表面设 置驱动轴轴承 420， 并在驱动轴轴承 420 上固定驱动轴 120， 因此更够更加牢固地固定驱动 单元 100。 0056 图 17 及图 18 示出了本发明提。

28、供的扭矩驱动装置的第二实施例。 0057 参照图 17， 本发明包括驱动单元 100、 主体 400 以及驱动单元固定架 320。 0058 参照图 17 及图 18， 在各个驱动轮 130 的外周面， 多个轮翼 140 形成形成相同的夹 角， 且沿辐射方向突出形成。多个轮翼 140 用于妨碍各个驱动轮 130 的旋转。 0059 参照图 17 及图 18， 在主体 400 的内部固定有轮盖 150。轮盖 150 将多个轮翼 140 包含于其内部， 以使多个轮翼 140 能够与驱动轮 130 一起旋转。轮盖 150 固定于主体 400 的内部， 且固定成使通过轮盖 150 的封闭的两侧端的中心。

29、轴与水平方向旋转轴 R 一致。 0060 参照图 17 及图 18， 在轮盖 150 的内部充填有妨碍旋转物质。妨碍旋转物质用于 当多个轮翼 140 旋转时与多个轮翼 140 发生冲撞而妨碍多个轮翼 140 的旋转。因此， 当与 第一实施例进行比较时， 若由驱动电机 110 施加于驱动轴 120 的扭矩相等， 则阻碍驱动轴 120 的旋转的反扭矩更大， 因此驱动电机 110 的外壳受到更大的扭矩， 从而主体 400 将以更 大的旋转力进行旋转。并且， 对于第一实施例而言， 当增加驱动轮 130 的直径和重量时， 虽 说 明 书 CN 103702852 A 7 6/6 页 8 然作为在停止状态。

30、下为了旋转主体 400 而需要产生的扭矩的、 启动扭矩将增加得较大， 但 是作为为了维持一定的旋转状态而需要产生的所需扭矩的、 正常状态扭矩将增加得不是很 大。对于第二实施例而言， 由于多个轮翼 140 以及妨碍旋转物质， 所述启动扭矩以及正常状 态扭矩同时增加得较大。所述妨碍旋转物质可以为流体或球体 160。 0061 参照图 17 及图 18， 当所述妨碍旋转物质为球体 160 时， 由轮盖 150 的内侧面和多 个轮翼 1410 形成的间隙以及由轮盖 150 的侧端和驱动轮 130 的侧端形成的间隙相比球体 160 的大小形成得小。 0062 其他情况遵循现有技术中的说明。 0063 图。

31、 19 示出了本发明提供的扭矩驱动装置的第三实施例。 0064 参照图 19， 本发明包括驱动单元 100、 主体 400、 固定单元 300。 0065 参照图19， 在各个驱动轮130的外周面， 多个轮翼140形成相同的夹角并沿辐射方 向突出。多个轮翼 140 用于妨碍各个驱动轮 130 的旋转。 0066 参照图 19， 在主体 400 的内部固定有轮盖 150。关于轮盖 150 的说明遵循第二实 施例中的说明。 0067 参照图 19， 在轮盖 150 的内部填充妨碍旋转物质。对于妨碍旋转物质的说明遵循 第二实施例中的说明。 0068 其他情况遵循第一实施例以及第二实施例中的说明。 说。

32、 明 书 CN 103702852 A 8 1/14 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 9 2/14 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 10 3/14 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 11 4/14 页 12 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 12 5/14 页 13 图 9 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 13 6/14 页 14 图 10 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 14 7/14 页 15 图。

33、 11 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 15 8/14 页 16 图 12 图 13 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 16 9/14 页 17 图 14 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 17 10/14 页 18 图 15 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 18 11/14 页 19 图 16 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 19 12/14 页 20 图 17 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 20 13/14 页 21 图 18 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 21 14/14 页 22 图 19 说 明 书 附 图 CN 103702852 A 22 。