[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用差速器和摩擦離合器的欠驅(qū)動(dòng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011057906.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112178153B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李嘉恒;林艷麗;陳永佳;宋洪俠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F16H48/08
• 分類(lèi)號(hào): F16H48/08;F16H48/38;F16H57/02;F16H57/023;F16H57/037
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專(zhuān)利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

本發(fā)明提供了一種利用差速器和摩擦離合器的欠驅(qū)動(dòng)裝置，包括差速器齒輪、花鍵軸、離合花鍵軸、連接花鍵、從動(dòng)齒輪、主動(dòng)齒輪和兩個(gè)成180度夾角的輸出軸。本發(fā)明引入差速器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于電機(jī)的保護(hù)，當(dāng)一邊不能工作的時(shí)候其他的輸出軸也能正常工作，并且對(duì)電機(jī)沒(méi)有很大的損壞，只是減少了能量利用率。大大增加了容錯(cuò)率。本發(fā)明采用欠驅(qū)動(dòng)可使一個(gè)電機(jī)同時(shí)或者分別驅(qū)動(dòng)多個(gè)輸出軸，且在穩(wěn)定時(shí)能量損耗小，使得能量利用率大大增加。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可作為一個(gè)小的單元體利用正齒輪進(jìn)行并串聯(lián)，在保證輸出力和扭矩的情況下盡可能的用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)更多的輸出軸。制作成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種欠驅(qū)動(dòng)裝置，具體涉及一種利用差速器和摩擦離合器的欠驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)

隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)都趨向于自動(dòng)化，各種機(jī)器人越來(lái)越多的出現(xiàn)在工廠中來(lái)代替人類(lèi)進(jìn)行一系列的高強(qiáng)度，高風(fēng)險(xiǎn)操作。電動(dòng)控制的機(jī)器人以能源干凈，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢(shì)占據(jù)了很大一部分機(jī)器人市場(chǎng)，大部分的電動(dòng)機(jī)器人采用的都是輸入與控制量相等的全驅(qū)動(dòng)方式，即一個(gè)關(guān)節(jié)加入一個(gè)電機(jī)系統(tǒng)來(lái)控制。而電機(jī)的選擇則以伺服電機(jī)為主，因?yàn)槠涓呔龋哌m應(yīng)性，高穩(wěn)定性，低發(fā)熱，低噪音，能快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式在每個(gè)關(guān)節(jié)處都加上一個(gè)電機(jī)系統(tǒng)，使得所組成的機(jī)器人系統(tǒng)過(guò)于龐大，即使使用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使得電機(jī)系統(tǒng)集中安裝，在點(diǎn)擊安裝處也會(huì)顯得過(guò)于龐大，且傳動(dòng)裝置本身會(huì)有一部分的能量損失。在能量的利用率方面，一個(gè)電機(jī)僅提供一個(gè)運(yùn)動(dòng)的能量，雖然能夠給予足夠的扭矩或者驅(qū)動(dòng)力，但是對(duì)于能量的利用率略低，大部分能量以熱能、振動(dòng)、噪聲的形式散失。此外，多個(gè)電機(jī)系統(tǒng)意味著更復(fù)雜的設(shè)計(jì)以及更長(zhǎng)的加工工時(shí)，且在加工時(shí)更容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。

另外，多個(gè)電機(jī)則代表存在多個(gè)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)，使得反饋系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度大大增加，系統(tǒng)在處理反饋信號(hào)時(shí)的精度大大降低，同時(shí)這也意味著一些細(xì)小的錯(cuò)誤不能被及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，從而可能導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)的不可逆的損傷。操作人員對(duì)其的控制難度大大增加。另外，系統(tǒng)的容錯(cuò)率和柔性非常的低，由于是一關(guān)節(jié)一驅(qū)動(dòng)器形式，當(dāng)任意一個(gè)關(guān)節(jié)出現(xiàn)卡死等損毀時(shí)，控制該關(guān)節(jié)的電機(jī)將卡死，從而損失一個(gè)電機(jī)。加之國(guó)內(nèi)大部分的伺服電機(jī)都依賴(lài)于進(jìn)口，而我國(guó)的高精尖伺服電機(jī)市場(chǎng)國(guó)有企業(yè)占比非常之少，而大量的電機(jī)占據(jù)大量的空間，而大多機(jī)器人都采用內(nèi)嵌驅(qū)動(dòng)器，這就意味著大量的材料會(huì)被用來(lái)給電機(jī)系統(tǒng)提供包裝，這無(wú)疑大大提升了成本。

為此，欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展就成了解決這些問(wèn)題的一個(gè)途徑，而市面上大部分關(guān)于欠驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的研究都是關(guān)于末端執(zhí)行裝置(如機(jī)械手)的，關(guān)于傳動(dòng)裝置和支撐裝置的欠驅(qū)動(dòng)研究非常之少，所以需要一種新型的用于傳動(dòng)裝置的欠驅(qū)動(dòng)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種新型的利用差速器和摩擦離合器的欠驅(qū)動(dòng)裝置。以解決上述電機(jī)系統(tǒng)不夠集成，成本過(guò)高，容錯(cuò)率過(guò)低，設(shè)計(jì)和操縱過(guò)為復(fù)雜，能量利用率較低的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種利用差速器和摩擦離合器的欠驅(qū)動(dòng)裝置，包括差速器齒輪1、花鍵軸2、離合花鍵軸4、連接花鍵3、從動(dòng)齒輪5、主動(dòng)齒輪8和兩個(gè)成180度夾角的輸出軸；

主動(dòng)齒輪8和從動(dòng)齒輪5嚙合，從動(dòng)齒輪5通過(guò)滾珠軸承安裝在右輸出軸6上；差速器齒輪1中垂直軸錐齒輪和從動(dòng)齒輪5通過(guò)固定在從動(dòng)齒輪5上的框架連接在一起，從動(dòng)齒輪5旋轉(zhuǎn)的同時(shí)繞輸出軸公轉(zhuǎn)，兩平行軸錐齒輪通過(guò)滾珠軸承分別與左輸出軸7、右輸出軸6連接在一起；花鍵軸2與右輸出軸6通過(guò)鍵連接在一起，一起轉(zhuǎn)動(dòng)；離合花鍵軸4連接在右輸出軸6上，與右輸出軸6直接存在軸向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且不同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)；離合花鍵軸4在從動(dòng)齒輪5和花鍵軸2之間運(yùn)動(dòng)；連接花鍵3和花鍵軸2通過(guò)花鍵嚙合在一起，并且包裹花鍵軸2，與花鍵軸2之間存在軸向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，起到連接花鍵軸2和離合花鍵軸4的作用；