[发明专利]一种少驱动多自由度可复位齿轮传动装置

说明书

本发明公开了一种少驱动多自由度可复位齿轮传动装置，包括固定机构，固定机构中设置有不完全齿轮轮系、多组锥齿轮‑棘轮轮系，不完全齿轮轮系对锥齿轮‑棘轮轮系进行择一往复驱动，锥齿轮‑棘轮轮系中包括单向转动输出的输出直齿轮，固定机构中还设置有凸轮移动平台机构，凸轮移动平台机构中设置有与输出直齿轮啮合或分离的直齿轮，直齿轮与绕线盘相连。本发明通过不完全齿轮实现将往复转动传递给锥齿轮‑棘轮轮系，通过锥齿轮‑棘轮轮系输出对应输出直齿轮的单向转动，通过凸轮移动平台机构实现与输出直齿轮的啮合控制，从而实现对绕线盘的准确控制。本发明可应用于张拉整体结构的形态控制，丝驱动及软体机器人的控制等多种使用场景。

技术领域

本发明属于齿轮传动技术领域，具体涉及一种少驱动多自由度可复位齿轮传动装置。

背景技术

少驱动多自由度可复位齿轮传动装置在机械控制领域具有广泛的应用前景，可用于张拉整体结构的形态变化，绳驱动机构的精细控制，丝驱动及软体机器人等，上述应用领域均要求传动装置定位精确且能快速复位。考虑成本及维护难度等因素，上述领域希望该机构能以最少的电机驱动多个自由度。

目前，已提出的齿轮传动机构主要存在以下不足：

其一、 已提出的单电机齿轮传动机构往往只能控制单个自由度，如中国专利CN114321284 A。

其二、 已有机构无法准确的控制转动方向，受外力作用时转动可能存在误差，如专利CN 114347007 A 中的机构，其使用三根传动绳控制万向节两个自由度的旋转，所需电机多，且无法精确快速控制抽绳和放绳，不具备快速复位的能力。

在满足张拉整体机器人和软体机器人的运动和形态变化时，该机构控制难度大，所需驱动多，自重难以忽略。

综上所述，现有的少驱动多自由度可复位齿轮传动装置无法满足上述应用领域的要求，亟需设计一类驱动少自由度多，能够精确控制正反驱动且能自动复位的传动机构。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种少驱动多自由度可复位齿轮传动装置。

本发明的技术方案是：一种少驱动多自由度可复位齿轮传动装置，包括固定机构，所述固定机构中设置有不完全齿轮轮系、多组锥齿轮-棘轮轮系，所述不完全齿轮轮系对锥齿轮-棘轮轮系进行择一往复驱动，所述锥齿轮-棘轮轮系中包括单向转动输出的输出直齿轮，所述固定机构中还设置有凸轮移动平台机构，所述凸轮移动平台机构中设置有与输出直齿轮啮合或分离的直齿轮，所述直齿轮与绕线盘相连。

更进一步的，所述直齿轮中设置有平面涡卷弹簧，所述直齿轮与输出直齿轮脱离时，平面涡卷弹簧带动直齿轮、绕线盘复位。

更进一步的，所述不完全齿轮轮系包括不完全齿轮，所述不完全齿轮外圈形成不完全外齿，所述不完全外齿与配合直齿轮中的一个单独啮合。

更进一步的，所述不完全齿轮由驱动电机进行往复驱动，与不完全齿轮相啮合的配合直齿轮进行顺逆时针的往复转动。

更进一步的，所述配合直齿轮与锥齿轮-棘轮轮系中的轴相连，所述轴上设置有Ⅰ号棘轮、Ⅱ号棘轮，所述Ⅰ号棘轮与Ⅰ号锥齿轮相连，所述Ⅱ号棘轮与Ⅱ号锥齿轮相连。

更进一步的，所述Ⅰ号锥齿轮、Ⅱ号锥齿轮均与Ⅲ号锥齿轮相啮合，所述Ⅲ号锥齿轮背部设置有与其同步转动的输出直齿轮。

更进一步的，所述Ⅲ号锥齿轮、输出直齿轮设置在直齿轮固定板上。

更进一步的，所述凸轮移动平台机构包括由电机驱动的空间凸轮，所述空间凸轮中形成导槽，所述导槽中设置有滚轮，所述滚轮与设置在Ⅰ号传动垫块上的滚轮轴相连。

更进一步的，所述Ⅰ号传动垫块设置在移动平台上，所述移动平台上设置有随其移动的Ⅱ号传动垫块，所述Ⅱ号传动垫块固连推杆、滑块，所述直齿轮轴设置在推杆上，所述直齿轮、绕线盘设置在直齿轮轴上。