[实用新型]一种多自由度传动机构

说明书

一种多自由度传动机构,该机构基于齿轮啮合,但允许在单个球面上驱动三个旋转自由度,并且在运动范围内没有理论限制,这些功能是通过啮合交叉球面齿轮和单极齿轮获得,由于独特的“极点”结构,齿轮能够相互啮合,球面齿轮是一种新型齿轮传动机构,是渐开线平面齿轮的齿廓曲线绕过圆心的轴线旋转而成,因具有两个自由度且可实现精确的定传动比,可进行环向运动,具有2个自由度的传动特点,可用来传递空间运动,而广泛应用在仿生机械关节、机器人关节等领域,本结构以电机减速器为驱动力,利用交叉球形齿轮和两个单极子齿轮之间的相互作用叠加,无需方向传感器即可在三个方向中传递高扭矩和可靠定位,适用于机器人关节和方向控制机构。

技术领域

本实用新型涉及一种多自由度传动机构,属于精密传动技术领域。

背景技术

随着现代工业的繁荣,工业机器人领域迅猛发展,在全世界范围内具有相当广泛的应用, 在工业机器人的结构中,其关节驱动装置是保证工业机器人工作性能的重要环节,齿轮传动装置作为非常重要的部分,广泛应用于工业机器人关节中,传统的工业机器人传动机构比较复杂, 这无疑增加了工业机器人的生产成本,增加了使用者金钱投入,用少的结构传递和复杂结构一样的运动可以减少制造成本减少机构体积,设计一款可以实现少结构传递多自由度运动的机构对工业机器人的发展有着极大的推动作用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多自由度传动机构,适用于工业机器人关节和方向控制机构,具有传动机构简单的优点,解决了传统的工业机器人传动机构比较复杂,用少的结构实现了多自由的的运动,这无疑减少了工业机器人的生产成本,进一步减少了使用者金钱投入的问题。

实现上述目的,本实用新型采取下述技术方案：一种多自由度传动机构,包括交叉球齿轮、单级齿轮、支撑架、支撑架球齿轮槽、电机、减速器壳体、输入轴、输出轴、内齿圈、行星轮、太阳轮、行星架、轴承、电源接口；

所述电机连接减速器输入轴,竖直放置在支撑架上,所述电机连接减速器输入轴,所述的减速器输出轴连接单级齿轮,单级齿轮I与交叉球齿轮啮合使交叉球齿轮绕Z轴(203)转动,所述的减速器通过支撑架水平固定,输出轴与单机齿轮II连接,实现单级齿轮II与交叉球齿轮啮合使交叉球齿轮绕Y轴(201)转动,所述的交叉球齿轮支撑架球槽连接,所述减速器壳体为筒体,壳体内侧与内齿圈连接,所述输出轴输出端与轴承、行星架连接。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是：

多自由度传动机构垂直于地面,适用于结构紧凑的空间内。

可以避免因多传动部件导致的结构体积过大,或因传动部件较少导致的运动方向单一, 本实用新型能实现齿轮传动、耦合和滑动运动三种运动。

交叉球齿轮与单级齿轮之间的啮合关系类似行星传动,具有较高的传动效率,改变了传统机构使用摩擦进行力的传输,多自由度传动机构减小了传动机构间的摩擦损失。

多自由度传动机构避免了滑移,实现了高扭矩和精确传输的有效定位,不需要使用方向传感器,由于执行器和输出链路可以灵活布置,因此该机构可以采取多种配置方式,解决空间尺寸不定问题,它的控制系统并不需要太多的计算资源和电气系统,设计使用简单。

驱动电机的扭矩性能,功率和转动惯量对本实用新型无过多影响,故可选自西门子公司, 型号为1FK7060-5AH71-1的伺服电机,该伺服电机具有低速大扭矩输出的特性,体积小,过载能力很强。

实用新型使用三级行星减速器,具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点。

附图说明

图1是本实用新型的多自由度传动机构结构三维图；

图2是图1所示的减速器的结构示意图；

图3是图1所示的交叉球齿轮结构正视图；