[发明专利]一种单驱动输入多轴解耦输出的传动机构及其工作方法与应用

说明书

一种单驱动输入多轴解耦输出的传动机构及其工作方法与应用，属于齿轮传动控制技术领域，装置包括轴、差动轮系、制动器，本发明通过差动轮系的配合及优化设计，实现了依靠单驱动输入多轴解耦输出的传动机构，从而在达到末端执行器目标位置前提下其他机构的运动不对其产生影响的目的，且可以利用制动器实现分别控制每个机构的运动与停止，并且在一个输入的同时与多个输出的转动方向没有任何的直接关系；有效解决了机械臂解耦的问题，实现了只依靠一个电机便可驱动多个执行机构的运动，从而实现末端执行装置的运动，机械分级传动技术的应用可以分别实现控制每个机构的运动和停止，可以不用用那么多电机单独控制和过于复杂的算法。

技术领域

本发明涉及一种单驱动输入多轴解耦输出的传动机构及其工作方法与应用，并且可用于为某些耦合关节机构进行解耦的一种解耦输出传动机构，属于齿轮传动控制技术领域。

背景技术

目前存在的技术中，在一些机械结构运动过程中存在耦合现象，使其工作中产生很大的困扰；比如在控制串联机械手臂的末端执行器的位置时，为了实现让末端执行器达到预定目标前提下其他关节的运动不对其产生影响，就需要各个关节间耦合运动的解耦。现有的机械臂关节之间，存在这种加速度相互影响的情况，但他们都是用电机或舵机控制单独不同关节来解决，这样的缺点就是可能需要的电机多，并且控制算法麻烦不够精确。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种单驱动输入多轴解耦输出的传动机构，可以实现对耦合机构装置运动的分级控制与解耦，可以不用用那么多电机单独控制和过于复杂的算法。

本发明还提供上述机构的工作方法，同时还提供了上述工作机构在机械臂中的应用。

本发明的技术方案如下：

一种单驱动输入多轴解耦输出的传动机构，包括轴1，轴1上设有齿1、齿2、齿3，齿1和齿2相互固定连接，齿1与齿2之间设有制动器1，制动器1用于制动齿2，齿2另一侧的轴1上设有机架1，机架1与轴1不固定连接，机架1一侧上设有制动器2，制动器2用于制动机架1，机架1另一侧上设有三个行星轮，三个行星轮中心外啮合连接有太阳轮1，三个行星轮与齿2内啮合连接，太阳轮1与轴1固定连接，齿3设于轴1端部，齿3与轴1固定连接；

轴2一端固定设有太阳轮2，轴2另一端固定设有齿4，太阳轮2外啮合连接设有三个行星轮，三个行星轮设于机架2上，三个行星轮与齿3内啮合连接，制动器3设于机架2上，制动器3用于制动机架2，制动器4设于轴2上，制动器4用于制动轴2；

轴3一端固定设有太阳轮3，轴3另一端固定设有齿5，齿5与齿4外啮合，太阳轮3外啮合连接设有三个行星轮，三个行星轮设于机架3上，三个行星轮与齿6内啮合连接，齿7为与齿6并排相连的同体内齿轮，机架3与齿c8相固定连接，齿8为设置在齿6内部的内齿轮，齿8内安装有机架4、机架5，机架4、机架5为一体制造且固定不动，机架4和机架5上分别设有三个行星轮，机架4上的三个行星轮与机架5上的三个行星轮相互啮合，齿6一侧设有齿轮端盖，齿轮端盖上设有制动器5；

轴4一端固定设有太阳轮4，太阳轮4与机架4上的三个行星轮外啮合、机架4上的三个行星轮各自与机架5上的三个行星轮外啮合，机架5上的三个行星轮与齿8啮合，轴4上还固定设有太阳轮5，太阳轮5外啮合连接有三个行星轮，三个行星轮设于机架6上，机架6上的三个行星轮与齿7内啮合连接，轴4上还设有制动器6，制动器6用以制动轴4。

优选的，机架1上的三个行星轮通过旋转副连接于机架1上；机架2上的三个行星轮通过旋转副连接于机架2上，机架3上的三个行星轮通过旋转副连接于机架3上，机架4、5上的行星轮通过旋转副与机架4、5连接，机架6上的三个行星轮通过旋转副与机架6连接。

优选的，齿6与齿7为一体制造的同心同体内齿轮。

优选的，齿1和齿2通过连接件相互固定连接，连接件中设有通孔，轴1穿过连接件的通孔设置，制动器1安置在连接件上。