[發明專利]基于并聯差分驅動關節的七自由度仿人機械臂

有效

• 申請號: 201410491229.X
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104385295A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 朱延河;趙杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J17/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 王大為

1.一種基于并聯差分驅動關節的七自由度仿人機械臂，其特征在于：所述基于并聯差分驅動關節的七自由度仿人機械臂包括肩關節(C)、肘關節(D)、腕關節(E)，殼體(35)、大臂外殼(33)和小臂外殼(45)，

肩關節(C)包括第一內圈電機(1)、第一中圈電機(2)、第一外圈電機(3)、第一法蘭盤(4)、第一內圈減速器(5)、第一中圈減速器(6)、第一外圈減速器(7)、第一中圈主軸(8)、第一外圈主軸(9)、第一內圈傳動齒輪(11)、第一中圈傳動齒輪(12)、第一外圈傳動齒輪(13)、第一內圈直齒輪(14)、第一內圈齒輪軸(15)、第一內圈錐齒輪(16)、第一中圈齒輪軸筒(17)、第一中圈直齒輪(18)、第一中圈錐齒輪(19)、第二滾動軸承(20)、第一外圈齒輪軸筒(21)、第一外圈直齒輪(22)、第一后連接架(23)、第一前連接架(24)、第一中心軸(25)、第一連接套(26)、第一軸上小錐齒輪(27)、第一軸上大錐齒輪(28)、第一前小錐齒輪(29)、第一前大錐齒輪(30)、兩個第一連接元件(32)、滾針軸承(34)、第三滾動軸承(36)、兩個第一滾動軸承(10)、兩個第四滾動軸承(31)和兩個第五滾動軸承(37)，第一內圈電機(1)、第一中圈電機(2)和第一外圈電機(3)沿同一圓周均布設置在第一法蘭盤(4)的上端面上，第一內圈減速器(5)的輸入端與第一內圈電機(1)的輸出端連接，第一中圈減速器(6)的輸入端與第一中圈電機(2)的輸出端連接，第一外圈減速器(7)的輸入端與第一外圈電機(3)的輸出端連接，第一內圈傳動齒輪(11)固裝在第一內圈減速器(5)的輸出軸上，第一中圈主軸(8)的輸入端與第一中圈減速器(6)的輸出軸連接，第一中圈傳動齒輪(12)固裝在第一中圈主軸(8)的輸出端上，第一外圈主軸(9)的輸入端與第一外圈減速器(7)的輸出軸連接，第一外圈傳動齒輪(13)固裝在第一外圈主軸(9)的輸出端上，第一內圈直齒輪(14)與第一內圈傳動齒輪(11)嚙合，第一內圈直齒輪(14)固裝在第一內圈齒輪軸(15)的輸入端上，第一內圈錐齒輪(16)固裝在第一內圈齒輪軸(15)的輸出端上，第一中圈齒輪軸筒(17)位于第一內圈直齒輪(14)與第一內圈錐齒輪(16)之間，且第一中圈齒輪軸筒(17)通過兩個第一滾動軸承(10)套裝在第一內圈齒輪軸(15)上，第一中圈直齒輪(18)與第一中圈傳動齒輪(12)嚙合，第一中圈直齒輪(18)固裝在第一中圈齒輪軸筒(17)的輸入端上，第一中圈錐齒輪(19)固裝在第一中圈齒輪軸筒(17)的輸出端上，第一外圈齒輪軸筒(21)位于第一中圈傳動齒輪(12)與第一中圈錐齒輪(19)之間，且第一外圈齒輪軸筒(21)通過兩個第二滾動軸承(20)套裝在第一中圈齒輪軸筒(17)上，第一外圈直齒輪(22)與第一外圈傳動齒輪(13)嚙合，第一外圈直齒輪(22)固裝在第一外圈齒輪軸筒(21)的輸入端上，第一后連接架(23)固裝在第一外圈齒輪軸筒(21)的輸出端上，第一前連接架(24)設置在第一后連接架(23)的上方，第一前連接架(24)與第一后連接架(23)通過第一中心軸(25)連接，第一中心軸(25)的兩端分別通過第四滾動軸承(31)安裝在第一后連接架(23)上，第一軸上小錐齒輪(27)與第一內圈錐齒輪(16)嚙合，第一軸上大錐齒輪(28)與第一中圈錐齒輪(19)嚙合，第一軸上小錐齒輪(27)和第一軸上大錐齒輪(28)均通過第五滾動軸承(37)安裝在中心軸(25)上，第一前小錐齒輪(29)與第一軸上小錐齒輪(27)嚙合，第一前大錐齒輪(30)與第一軸上大錐齒輪(28)嚙合，第一前小錐齒輪(29)與第一前大錐齒輪(30)通過第一連接元件(32)連接，大臂外殼(33)垂直第一前大錐齒輪(30)的上端面設置，且大臂外殼(33)與第一前大錐齒輪(30)焊接在一起，第一連接套(26)通過滾針軸承(34)套裝在大臂外殼(33)上，第一連接套(26)與第一前連接架(24)固定連接，第一法蘭盤(4)設置在殼體(35)的底部，第一外圈齒輪軸筒(21)的外表面通過第三滾動軸承(36)與殼體(35)連接，

肘關節(D)包括電機座(38)、肘關節電機(39)、肘關節減速器(40)、肘關節小錐齒輪(41)、肘關節大錐齒輪(42)、肘關節轉軸(43)和兩個第六滾動軸承(44)，電機座(38)固裝在大臂外殼(33)內，肘關節電機(39)設置在電機座(38)上，肘關節減速器(40)的輸入端與肘關節電機(39)的輸出端連接，肘關節小錐齒輪(41)固裝在肘關節減速器(40)的輸出端上，肘關節大錐齒輪(42)與肘關節小錐齒輪(41)嚙合，肘關節大錐齒輪(42)固裝在肘關節轉軸(43)上，肘關節轉軸(43)的兩端分別通過第六滾動軸承(44)安裝在大臂外殼(33)上的吊耳(33-1)中，小臂外殼(45)固裝在肘關節轉軸(43)上，

腕關節(E)包括第二法蘭盤(46)、第二內圈電機(47)、第二中圈電機(48)、第二外圈電機(49)、第二內圈減速器(50)、第二中圈減速器(51)、第二外圈減速器(52)、第二內圈傳動齒輪(53)、第二中圈主軸(54)、第二中圈傳動齒輪(55)、第二外圈主軸(56)、第二外圈傳動齒輪(57)、第二內圈直齒輪(58)、第二內圈齒輪軸(59)、第二內圈錐齒輪(60)、第二中圈齒輪軸筒(61)、第七滾動軸承(62)、第二中圈直齒輪(63)、第二中圈錐齒輪(64)、第二外圈齒輪軸筒(65)、第九滾動軸承(67)、第二外圈直齒輪(68)、第二后連接架(69)、第二前連接架(70)、第二中心軸(71)、第二軸上小錐齒輪(73)、第二軸上大錐齒輪(74)、第十一滾動軸承(75)、第二前小錐齒輪(76)、第二前大錐齒輪(77)、第二連接套(78)、第二連接元件(79)、兩個第八滾動軸承(66)和兩個第十滾動軸承(72)，第二內圈電機(47)、第二中圈電機(48)和第二外圈電機(49)沿同一圓周均布設置在第二法蘭盤(46)的上端面上，第二內圈減速器(50)的輸入端與第二內圈電機(47)的輸出端連接，第二中圈減速器(51)的輸入端與第二中圈電機(48)的輸出端連接，第二外圈減速器(52)的輸入端與第二外圈電機(49)的輸出端連接，第二內圈傳動齒輪(53)固裝在第二內圈減速器(50)的輸出軸上，第二中圈主軸(54)的輸入端與第二中圈減速器(51)的輸出軸連接，第二中圈傳動齒輪(55)固裝在第二中圈主軸(54)的輸出端上，第二外圈主軸(56)的輸入端與第二外圈減速器(52)的輸出軸連接，第二外圈傳動齒輪(57)固裝在第二外圈主軸(56)的輸出端上，第二內圈直齒輪(58)與第二內圈傳動齒輪(53)嚙合，第二內圈直齒輪(58)固裝在第二內圈齒輪軸(59)的輸入端上，第二內圈錐齒輪(60)固裝在第二內圈齒輪軸(59)的輸出端上，第二中圈齒輪軸筒(61)位于第二內圈直齒輪(58)與第二內圈錐齒輪(60)之間，且第二中圈齒輪軸筒(61)通過第七滾動軸承(62)套裝在第二內圈齒輪軸(59)上，第二中圈直齒輪(63)與第二中圈傳動齒輪(55)嚙合，第二中圈直齒輪(63)固裝在第二中圈齒輪軸筒(61)的輸入端上，第二中圈錐齒輪(64)固裝在第二中圈齒輪軸筒(61)的輸出端上，第二外圈齒輪軸筒(65)位于第二中圈傳動齒輪(55)與第二中圈錐齒輪(64)之間，且第二外圈齒輪軸筒(65)通過兩個第八滾動軸承(66)套裝在第二中圈齒輪軸筒(61)上，第二外圈齒輪軸筒(65)的外表面通過第九滾動軸承(67)與小臂外殼(45)連接，第二外圈直齒輪(68)與第二外圈傳動齒輪(57)嚙合，第二外圈直齒輪(68)固裝在第二外圈齒輪軸筒(65)的輸入端上，第二后連接架(69)固裝在第二外圈齒輪軸筒(65)的輸出端上，第二前連接架(70)設置在第二后連接架(69)的上方，第二前連接架(70)與第二后連接架(69)通過第二中心軸(71)連接，第二中心軸(71)的兩端發分別通過第十滾動軸承(72)安裝在第二后連接架(69)上，第二軸上小錐齒輪(73)與第二內圈錐齒輪(60)嚙合，第二軸上大錐齒輪(74)與第二中圈錐齒輪(64)嚙合，第二軸上小錐齒輪(73)和第二軸上大錐齒輪(74)均通過第十一滾動軸承(75)安裝在第二中心軸(71)上，第二前小錐齒輪(76)與第二軸上小錐齒輪(73)嚙合，第二前大錐齒輪(77)與第二軸上大錐齒輪(74)嚙合，第二前小錐齒輪(76)與第二前大錐齒輪77)通過第二連接元件(79)連接，第二連接套(78)與第二前連接架(70)固定連接，第二法蘭盤(46)固裝在小臂外殼(45)內。