[發明專利]一種仿生跳躍的齒輪傳動裝置及其傳動比調整方法

有效

• 申請號: 202110575143.5
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113309826B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 何增煌;符升平;葉偉雄
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H55/17;F16H57/023;F16H57/08
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 郭福利

本發明公開一種仿生跳躍的齒輪傳動裝置，該裝置包括輸入軸、面齒輪M1、M2、M3、M4、圓柱齒輪Z1、Z2、Z3、Z4、軸承C1、C2、C3、C4、C5、C6、固定架、行星架。輸入軸1固定于面齒輪M2。面齒輪M1為圓環形，面齒輪M2固定在面齒輪M1的圓環內。面齒輪M4為圓環形，面齒輪M3固定在面齒輪M4的圓環內。面齒輪M2通過圓柱齒輪Z1和圓柱齒輪Z2實現和面齒輪M3嚙合連接。面齒輪M3與行星架相連接分別通過軸承連接固定架。面齒輪M1通過圓柱齒輪Z3和圓柱齒輪Z4實現和面齒輪M4嚙合連接。本裝置采用面齒輪傳動，高速運轉時不存在偏心作用，傳動平穩，傳動角度精確。選擇合適的面齒輪齒數以及兩對面齒輪之間的齒數差，可以實現大傳動比范圍(50?1000)的傳動。

技術領域

本發明涉及減速傳動裝置領域，具體涉及一種大傳動比的仿生跳躍的齒輪傳動裝置及其傳動比調整方法。

背景技術

目前已有許多學者研究了仿生跳躍裝置，這些跳躍裝置為了具有強大的越障性能，則必須要有大傳動比的減速增矩裝置，以儲備更大的能量進行跳躍。目前的仿生跳躍傳動大多采用多級圓柱齒輪傳動、齒輪與蝸輪蝸桿搭配傳動、減速電機傳動來獲得所需的傳動比，這種傳動方式會使得整個裝置笨重，極大地降低了自身的跳躍性能，傳動效率低，且傳動比無法達到更高的要求。一般直接壓縮彈簧式的微小型機器人的跳躍裝置傳動比需達到300以上。

當前大傳動比包括:少齒差行星輪減速器、類擺線減速器、諧波減速器、章動減速器等。一般都具有體積小、重量輕等優點，但它們在高速運動下一般都存在偏心作用，對仿生跳躍過程會有很大的影響，且這些減速器的傳動比一般在50-300之間，傳動比難達到要求。因此都不適用于仿生跳躍裝置的傳動。

目前已有學者提出一種八圓錐齒輪少齒差減速器，既能夠有效地克服高速運動下的偏心作用，又能保持大傳動比運動(78左右)，但其傳動比與錐齒輪齒數息息相關，傳動比范圍受限，如若要增大傳動比，則需增大錐齒輪齒數，使得整體結構變得笨重，且無法適用于更大幾倍傳動比的需求。

發明內容

本發明的目的在于克服以上現有技術的不足，提供一種仿生跳躍的齒輪傳動裝置，與現有減速裝置相比，高速運轉時無偏心作用，也沒有柔輪機構，結構緊湊，質量輕，效率高，且能夠實現大傳動比范圍的傳動(50-1000)，適用于仿生跳躍裝置的傳動。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種仿生跳躍的齒輪傳動裝置，包括：輸入軸、面齒輪M1、面齒輪M2、面齒輪M3、面齒輪M4、圓柱齒輪Z1、圓柱齒輪Z2、圓柱齒輪Z3、圓柱齒輪Z4、軸承C1、軸承C2、軸承C3、軸承C4、軸承C5、軸承C6、固定架、行星架；

輸入軸固定于面齒輪M2的軸心處；面齒輪M1為圓環形，面齒輪M2固定在面齒輪M1的圓環內，面齒輪M1與面齒輪M2同軸且固定連接；面齒輪M4為圓環形，面齒輪M3固定在面齒輪M4的圓環內，面齒輪M3與面齒輪M4的同軸且固定連接；面齒輪M1平行于面齒輪M4，面齒輪M2平行于面齒輪M3；

固定架包括T形架，T形架包括相互固定的橫桿和豎桿，豎桿垂直連接于橫桿的中心處；圓柱齒輪Z1通過軸承C1與所述橫桿的一端連接，圓柱齒輪Z2通過軸承C2與所述橫桿的另一端連接；面齒輪M2通過圓柱齒輪Z1和圓柱齒輪Z2實現和面齒輪M3嚙合連接，面齒輪M2和面齒輪M3的齒數不同；面齒輪M3通過軸承C5與所述豎桿的中段相連接，所述豎桿遠離橫桿的一端還通過軸承C6與行星架相連接；

行星架主體位于面齒輪M4的外側，行星架的兩端均彎曲延伸至面齒輪M1和面齒輪M4之間；圓柱齒輪Z3通過軸承C3與行星架的一端相連接，圓柱齒輪Z4通過軸承C4與行星架的另一端相連接；面齒輪M1通過圓柱齒輪Z3和圓柱齒輪Z4實現和面齒輪M4嚙合連接，面齒輪M1和面齒輪M4的齒數不同。

作為本發明的仿生跳躍的齒輪傳動裝置的進一步改進，面齒輪M1與面齒輪M2處于同一平面，使得裝置結構緊湊，運行平穩。