[发明专利]三自由度并联差分式机器人关节

说明书

技术领域

本发明涉及一种三自由度机器人关节，具体涉及一种三自由度并联差分式机器人关节。

背景技术

目前，对于仿人机械人来讲，关节的设计是至关重要的，像肩关节、腕关节都是三自由度的关节。目前的已有的三自由度关节设计大多是以串联结构设计为主，这种结构运动精度差，而且每个自由度都由单独电机驱动，使得电机负担大，从而机器人的尺寸增加。而现有的并联结构，多为连杆铰链形式，运动范围也受到了很大限制。

发明内容

本发明的为解决现有三自由度机器人关节运动精度差、体积大、运动范围小的问题，而提出一种三自由度并联差分式机器人关节。

本发明的三自由度并联差分式机器人关节包括内圈电机、中圈电机、外圈电机、法兰盘、内圈减速器、中圈减速器、外圈减速器、中圈主轴、外圈主轴、内圈传动齿轮、中圈传动齿轮、外圈传动齿轮、内圈直齿轮、内圈齿轮轴、内圈锥齿轮、中圈齿轮轴筒、中圈直齿轮、中圈锥齿轮、第二滚动轴承、外圈齿轮轴筒、外圈直齿轮、后连接架、前连接架、中心轴、连接套、轴上小锥齿轮、轴上大锥齿轮、前小锥齿轮、前大锥齿轮、连接元件、外套、滚针轴承、壳体、第三滚动轴承、两个第一滚动轴承、两个第四滚动轴承和两个第五滚动轴承，法兰盘设置在壳体的底部，内圈电机、中圈电机和外圈电机沿同一圆周均布设置在法兰盘的上端面上，内圈减速器输入端与内圈电机的输出端连接，中圈减速器的输入端与中圈电机的输出端连接，外圈减速器的输入端与外圈电机的输出端连接，内圈传动齿轮固装在内圈减速器的输出轴上，中圈主轴的输入端与中圈减速器的输出轴连接，中圈传动齿轮固装在中圈主轴的输出端上，外圈主轴的输入端与外圈减速器的输出轴连接，外圈传动齿轮固装在外圈主轴的输出端上，内圈直齿轮与内圈传动齿轮啮合，内圈直齿轮固装在内圈齿轮轴的输入端上，内圈锥齿轮固装在内圈齿轮轴的输出端上，中圈齿轮轴筒位于内圈直齿轮与内圈锥齿轮之间，且中圈齿轮轴筒通过两个第一滚动轴承套装在内圈齿轮轴上，中圈直齿轮与中圈传动齿轮啮合，中圈直齿轮固装在中圈齿轮轴筒的输入端上，中圈锥齿轮固装在中圈齿轮轴筒的输出端上，外圈齿轮轴筒位于中圈传动齿轮与中圈锥齿轮之间，且外圈齿轮轴筒通过两个第二滚动轴承套装在中圈齿轮轴筒上，外圈齿轮轴筒的外表面通过第三滚动轴承与壳体连接，外圈直齿轮与外圈传动齿轮啮合，外圈直齿轮固装在外圈齿轮轴筒的输入端上，后连接架固装在外圈齿轮轴筒的输出端上，前连接架设置在后连接架的上方，前连接架与后连接架通过中心轴连接，中心轴的两端分别通过第四滚动轴承安装在后连接架上，轴上小锥齿轮与内圈锥齿轮啮合，轴上大锥齿轮与中圈锥齿轮啮合，轴上小锥齿轮和轴上大锥齿轮均通过第五滚动轴承安装在中心轴上，前小锥齿轮与轴上小锥齿轮啮合，前大锥齿轮与轴上大锥齿轮啮合，前小锥齿轮与前大锥齿轮通过连接元件连接，外套垂直前大锥齿轮的上端面设置，且外套与前大锥齿轮焊接在一起，连接套通过滚针轴承套装在外套上，连接套与前连接架固定连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明利用了轮系结构，增加了运动的精确性、运动范围。由于本发明采用了并联驱动的方式，使得其中两个自由度中每个自由度运动时都有两个电机承担，分担了电机的负担，且电机并联设置，从而减小电机的体积，增加了结构的紧凑性。运动精度相比现有技术提高了一倍以上。

附图说明

图1是本发明的外部结构立体图；

图2是内圈电机1、中圈电机2、外圈电机3、法兰盘4、内圈减速器5、中圈减速器6、外圈减速器7、中圈主轴8、外圈主轴9、内圈传动齿轮11、中圈传动齿轮12、外圈传动齿轮13、内圈直齿轮14、内圈齿轮轴15和内圈锥齿轮16的位置关系立体图；

图3是图2的左视图；

图4是本发明的内部结构立体图；

图5是本发明的主剖视图(去掉外套33)；

图6是内圈锥齿轮16、中圈锥齿轮19、后连接架23、前连接架24和连接套26的位置关系立体图；

图7是第一轴上小锥齿轮27与第一内圈锥齿轮16啮合、第一前小锥齿轮29与第一轴上小锥齿轮27啮合，第一轴上大锥齿轮28与第一中圈锥齿轮19啮合，第一前大锥齿轮30与第一轴上大锥齿轮28啮合的立体图；

图8是图1的A-A旋转截面图；

图9是图2的俯视图。

具体实施方式