[发明专利]两自由度关节结构

权利要求书

1.一种两自由度关节结构，其特征在于，包括：第一驱动单元(1)、第二驱动单元(2)、输出单元(3)及消隙单元(4)；

第一驱动单元(1)包括第一机架(11)和设置在第一机架(11)上的第一驱动装置、设置在第一机架(11)上的第一齿轮轴(15)及第一锥齿轮(16)，所述第一锥齿轮(16)设置在第一齿轮轴(15)上，所述第一驱动装置驱动第一齿轮轴(15)转动；

第二驱动单元(2)包括第二机架(21)和设置在第二机架(21)上的第二驱动装置、设置在第二机架(21)上的第二齿轮轴(25)及第二锥齿轮(26)，所述第二锥齿轮(26)设置在第二齿轮轴(25)上，所述第二驱动装置驱动第二齿轮轴(25)转动；

输出单元(3)包括第三机架(31)和设置在第三机架(31)上的输出齿轮轴(32)、输出锥齿轮(33)，所述输出锥齿轮(33)设置在输出齿轮轴(32)上；

消隙单元(4)包括本体与输出齿轮轴(32)连接的消隙驱动装置、设置在第三机架(31)上的消隙齿轮轴(42)及消隙锥齿轮(43)，所述消隙锥齿轮(43)设置在消隙齿轮轴(42)上，所述消隙驱动装置驱动消隙齿轮轴(42)转动；

所述第一机架(11)和第二机架(21)固定连接，第三机架(31)与第一机架(11)、第二机架(21)转动连接；

第一锥齿轮(16)和第二锥齿轮(26)同轴设置，消隙锥齿轮(43)和输出锥齿轮(33)同轴设置，所述输出锥齿轮(33)与第一锥齿轮(16)、第二锥齿轮(26)均啮合，所述消隙锥齿轮(43)与第一锥齿轮(16)、第二锥齿轮(26)均啮合；

所述消隙驱动装置包括消隙电机减速机(41)，所述消隙电机减速机(41)的输出轴与消隙齿轮轴(42)固连；

所述第一驱动装置包括第一电机减速机(12)，所述第一电机减速机(12)的输出轴与第一齿轮轴(15)固连；

第三机架(31)通过第一轴承(5)与第一机架(11)转动连接；

第三机架(31)通过第二轴承(6)与第二机架(21)转动连接；

消隙方法包括：

通过控制器控制第一电机减速机(12)的输出转矩，第一电机减速机(12)通过第一蜗杆(14)、第一蜗轮(13)减速装置传递到第一齿轮轴(15)的转矩为T1；通过控制器控制第二电机减速机(22)的输出转矩，第二电机减速机(22)通过第二蜗杆(24)、第二蜗轮(23)减速装置传递到第二齿轮轴(25)的转矩为T2，第二齿轮轴(25)的转矩与第一齿轮轴(15)的转矩方向相同、大小不等；通过控制器控制消隙电机减速机(41)的输出转矩，消隙电机减速机(41)传递到消隙齿轮轴(42)的转矩为T3；

输出齿轮轴(32)只俯仰不自转时；当第一齿轮轴(15)和第二齿轮轴(25)旋转方向相同且转速相等时，输出齿轮轴(32)只俯仰不自转；

当T2＜T1时，T3＝T1-T2，且转向第二齿轮轴(25)，当T2T1时，T3＝T2-T1，且转向第一齿轮轴(15)；消隙锥齿轮(43)与第一锥齿轮(16)、第二锥齿轮(26)均是紧密啮合，当T2＜T1，输出锥齿轮(33)与第二锥齿轮(26)的啮合存在间隙，当T2T1，输出锥齿轮(33)与第一锥齿轮(16)的啮合存在间隙；

或者，输出齿轮轴(32)只自转不俯仰时，当第一齿轮轴(15)和第二齿轮轴旋转方向相反且转速相等时，输出齿轮轴(32)只自转不俯仰；

当T2＜T1时，T3＝T1-T2，且转向第一齿轮轴(15)，当T2T1时，T3＝T2-T1，且转向第二齿轮轴(25)；消隙锥齿轮(43)与第一锥齿轮(16)、第二锥齿轮(26)均是紧密啮合，当T2＜T1，输出锥齿轮(33)与第二锥齿轮(26)的啮合存在间隙，当T2T1，输出锥齿轮(33)与第一锥齿轮(16)的啮合存在间隙。

2.根据权利要求1所述的两自由度关节结构，其特征在于，

所述第二驱动装置包括第二电机减速机(22)，所述第二电机减速机(22)的输出轴与第二齿轮轴(25)固连。

3.根据权利要求1所述的两自由度关节结构，其特征在于，

所述第一驱动装置还包括第一减速机构，所述第一电机减速机(12)的输出轴通过第一减速机构与第一齿轮轴(15)固连。