[實用新型]一種齒輪帶輪復合式三自由度球面并聯機構傳動裝置

有效

• 申請號: 202020360912.0
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN212193150U
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 黃沿江;陳彥霖;張憲民;吳衍儐
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;F16H37/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李秋武

本實用新型涉及一種齒輪帶輪復合式三自由度球面并聯機構傳動裝置，包括中心軸，第一連接桿，設于中心軸一側，第一搖臂，兩端分別活動連接于中心軸和第一連接桿，第一轉動件，套設于中心軸，與第一連接桿對應設置，第一驅動裝置，固接于中心軸，與第一轉動件對應設置，驅動第一轉動件繞中心軸旋轉，第一傳動機構，兩端分別連接第一轉動件和第一連接桿，帶動第一連接桿繞中心軸旋轉。相較于現有技術將電機安裝在搖臂上，本實用新型實施例由于第一驅動裝置固接于中心軸，降低了第一搖臂的靜載荷，傳動過程中運動慣量較小，增加了傳動裝置整體平穩性，能夠承受較大并聯機構負載，整體運動性能好。

技術領域

本實用新型涉及球面三自由度并聯機構領域，特別是涉及一種齒輪帶輪復合式三自由度球面并聯機構傳動裝置。

背景技術

機器人的研發、制造與應用已逐漸被視為衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志，其中的人機協作更是各國科研開發的重點。由于傳統的協作機器人都采用串聯方式，但是人手肩關節是一個并聯機構，因此采用串聯關節的機器人并不能較好地與人進行相似的運動交互。

常見的并聯機構無法實現周轉運動，只能在一個范圍較小的空間內運動，而并聯球關節傳動機構能實現這種周轉運動要求，從而實現大角度范圍的運動，并且也和人手的肩關節的球面運動相符。

傳統的并聯球關節機構將電機置于運動的搖臂上，在電機驅動搖臂的同時，電機也與之一起運動。此種方式雖然實現起來十分簡單便捷，但是增加了傳動過程中的運動慣量，在機構運動加速度較大的情況下，會導致機構的整體運動性能降低，同時增加了搖臂的靜載荷，使得并聯機構負載有所降低。

實用新型內容

針對現有技術中存在的技術問題，本實用新型的目的是：提供一種齒輪帶輪復合式三自由度球面并聯機構傳動裝置，能夠使并聯球關節實現周轉運動，降低了搖臂的靜載荷，傳動過程中運動慣量較小，能夠承受較大并聯機構負載，整體運動性能好。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種齒輪帶輪復合式三自由度球面并聯機構傳動裝置，包括中心軸；第一連接桿，設于中心軸一側；第一搖臂，兩端分別活動連接于中心軸和第一連接桿；第一轉動件，套設于中心軸，與第一連接桿對應設置；第一驅動裝置，固接于中心軸，與第一轉動件對應設置，驅動第一轉動件繞中心軸旋轉；第一傳動機構，兩端分別連接第一轉動件和第一連接桿，帶動第一連接桿繞中心軸旋轉。

第一轉動件為第一中心皮帶輪，第一傳動機構包括第一周轉皮帶輪和第一皮帶，第一周轉皮帶輪套接于第一連接桿，第一周轉皮帶輪轉動連接于第一連接桿，第一周轉皮帶輪和第一中心皮帶輪均與第一皮帶匹配，第一皮帶包裹于第一中心皮帶輪和第一周轉皮帶輪。

第一中心皮帶輪一側設有第一傳動齒輪，第一傳動齒輪與第一中心皮帶輪固接，第一傳動齒輪套接于中心軸，第一傳動齒輪轉動連接于中心軸，第一驅動裝置為第一電機，第一電機的電機軸與第一傳動齒輪嚙合傳動。

第一傳動齒輪一側設有第一固定大齒輪，第一固定大齒輪套接于中心軸，第一固定大齒輪固接于中心軸，第一連接桿套設有第一周轉齒輪，第一周轉齒輪轉動連接于第一連接桿，第一周轉齒輪與第一固定大齒輪外嚙合傳動。

第一搖臂包括第一上搖臂和第一下搖臂，第一上搖臂兩端分別活動連接于第一連接桿一端和中心軸一端，第一下搖臂兩端分別活動連接于第一連接桿另一端和中心軸另一端。

第一連接桿一側設有第二連接桿，中心軸上套設有第二搖臂、第二中心皮帶輪和第二傳動齒輪，第二搖臂兩端分別活動連接于中心軸和第二連接桿，第一電機一側設有第二電機，第二電機固接于中心軸，第一電機和第二電機的安裝方向相反，第二電機的電機軸與第二傳動齒輪嚙合傳動，第二傳動齒輪轉動連接于中心軸，第二傳動齒輪與第二中心皮帶輪固接，第二連接桿上套設有第二周轉皮帶輪，第二中心皮帶輪上設有第二皮帶，第二周轉皮帶輪和第二中心皮帶輪均與第二皮帶匹配，第二皮帶包裹于第二中心皮帶輪和第二周轉皮帶輪。