[实用新型]一种齿轮带轮复合式三自由度球面并联机构传动装置

说明书

本实用新型涉及一种齿轮带轮复合式三自由度球面并联机构传动装置，包括中心轴，第一连接杆，设于中心轴一侧，第一摇臂，两端分别活动连接于中心轴和第一连接杆，第一转动件，套设于中心轴，与第一连接杆对应设置，第一驱动装置，固接于中心轴，与第一转动件对应设置，驱动第一转动件绕中心轴旋转，第一传动机构，两端分别连接第一转动件和第一连接杆，带动第一连接杆绕中心轴旋转。相较于现有技术将电机安装在摇臂上，本实用新型实施例由于第一驱动装置固接于中心轴，降低了第一摇臂的静载荷，传动过程中运动惯量较小，增加了传动装置整体平稳性，能够承受较大并联机构负载，整体运动性能好。

技术领域

本实用新型涉及球面三自由度并联机构领域，特别是涉及一种齿轮带轮复合式三自由度球面并联机构传动装置。

背景技术

机器人的研发、制造与应用已逐渐被视为衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志，其中的人机协作更是各国科研开发的重点。由于传统的协作机器人都采用串联方式，但是人手肩关节是一个并联机构，因此采用串联关节的机器人并不能较好地与人进行相似的运动交互。

常见的并联机构无法实现周转运动，只能在一个范围较小的空间内运动，而并联球关节传动机构能实现这种周转运动要求，从而实现大角度范围的运动，并且也和人手的肩关节的球面运动相符。

传统的并联球关节机构将电机置于运动的摇臂上，在电机驱动摇臂的同时，电机也与之一起运动。此种方式虽然实现起来十分简单便捷，但是增加了传动过程中的运动惯量，在机构运动加速度较大的情况下，会导致机构的整体运动性能降低，同时增加了摇臂的静载荷，使得并联机构负载有所降低。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种齿轮带轮复合式三自由度球面并联机构传动装置，能够使并联球关节实现周转运动，降低了摇臂的静载荷，传动过程中运动惯量较小，能够承受较大并联机构负载，整体运动性能好。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种齿轮带轮复合式三自由度球面并联机构传动装置，包括中心轴；第一连接杆，设于中心轴一侧；第一摇臂，两端分别活动连接于中心轴和第一连接杆；第一转动件，套设于中心轴，与第一连接杆对应设置；第一驱动装置，固接于中心轴，与第一转动件对应设置，驱动第一转动件绕中心轴旋转；第一传动机构，两端分别连接第一转动件和第一连接杆，带动第一连接杆绕中心轴旋转。

第一转动件为第一中心皮带轮，第一传动机构包括第一周转皮带轮和第一皮带，第一周转皮带轮套接于第一连接杆，第一周转皮带轮转动连接于第一连接杆，第一周转皮带轮和第一中心皮带轮均与第一皮带匹配，第一皮带包裹于第一中心皮带轮和第一周转皮带轮。

第一中心皮带轮一侧设有第一传动齿轮，第一传动齿轮与第一中心皮带轮固接，第一传动齿轮套接于中心轴，第一传动齿轮转动连接于中心轴，第一驱动装置为第一电机，第一电机的电机轴与第一传动齿轮啮合传动。

第一传动齿轮一侧设有第一固定大齿轮，第一固定大齿轮套接于中心轴，第一固定大齿轮固接于中心轴，第一连接杆套设有第一周转齿轮，第一周转齿轮转动连接于第一连接杆，第一周转齿轮与第一固定大齿轮外啮合传动。

第一摇臂包括第一上摇臂和第一下摇臂，第一上摇臂两端分别活动连接于第一连接杆一端和中心轴一端，第一下摇臂两端分别活动连接于第一连接杆另一端和中心轴另一端。

第一连接杆一侧设有第二连接杆，中心轴上套设有第二摇臂、第二中心皮带轮和第二传动齿轮，第二摇臂两端分别活动连接于中心轴和第二连接杆，第一电机一侧设有第二电机，第二电机固接于中心轴，第一电机和第二电机的安装方向相反，第二电机的电机轴与第二传动齿轮啮合传动，第二传动齿轮转动连接于中心轴，第二传动齿轮与第二中心皮带轮固接，第二连接杆上套设有第二周转皮带轮，第二中心皮带轮上设有第二皮带，第二周转皮带轮和第二中心皮带轮均与第二皮带匹配，第二皮带包裹于第二中心皮带轮和第二周转皮带轮。