用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，包括第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)、第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)、第一驅(qū)動(dòng)輪(5)、第二驅(qū)動(dòng)輪(12)和末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)輪(5)與第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)，所述的第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)輪(12)與第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)連接，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪(5)的中心軸、末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)的中心軸依次連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有無(wú)背隙、無(wú)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、可逆向驅(qū)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種調(diào)速機(jī)構(gòu)，尤其是涉及一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)速機(jī)構(gòu)在機(jī)械動(dòng)力傳遞系統(tǒng)中應(yīng)用非常普遍。常見(jiàn)的動(dòng)力傳遞系統(tǒng)主要有:齒輪傳動(dòng)、腱傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)以及連桿傳動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)、增大驅(qū)動(dòng)力等功能，齒輪傳動(dòng)在所有上述動(dòng)力傳遞系統(tǒng)中，代表了一種最為精巧的減速方式。在齒輪傳動(dòng)中，有兩種最經(jīng)典的減速方式，分別是行星輪減速器和諧波減速器。標(biāo)準(zhǔn)的行星減速器具有背隙的缺點(diǎn)。雖然這個(gè)缺點(diǎn)可以通過(guò)施加預(yù)緊力來(lái)解決，但預(yù)緊力的存在同時(shí)會(huì)帶來(lái)傳遞系統(tǒng)的摩擦力的增加。另一種減速方式為諧波減速器，這種方式通常都有預(yù)緊力，因此可以提供零背隙傳動(dòng)。但是相對(duì)于行星輪減速方式，諧波減速器具有效率低、慣量大的缺點(diǎn)。使用齒輪鏈的齒輪減速機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是輪齒嚙合而帶來(lái)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)以及高摩擦力帶來(lái)的難于逆向驅(qū)動(dòng)。尤其在驅(qū)動(dòng)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的頻率較高，其影響難以通過(guò)力反饋控制方法來(lái)消除。因而，齒輪減速方式本質(zhì)上具有背隙、大慣量以及難于逆向驅(qū)動(dòng)等缺點(diǎn)，使得該方式一般用于精確的運(yùn)動(dòng)傳遞系統(tǒng)中，而在精密的力傳遞系統(tǒng)中較少使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種無(wú)背隙、無(wú)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)、第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)、第一驅(qū)動(dòng)輪(5)、第二驅(qū)動(dòng)輪(12)和末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)輪(5)與第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)，所述的第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)輪(12)與第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)連接，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪(5)的中心軸、末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)的中心軸依次連接。
[0006]所述的第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)和第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)的直徑不同。
[0007]所述的第一驅(qū)動(dòng)輪(5)和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)浮動(dòng)設(shè)置，其余部件均為固定設(shè)置。
[0008]所述的第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)與第一驅(qū)動(dòng)輪(5)之間、第一驅(qū)動(dòng)輪(5)與第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)之間、第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)與第二驅(qū)動(dòng)輪(12)之間、第二驅(qū)動(dòng)輪(12)與第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)之間、第一驅(qū)動(dòng)輪(5)的中心軸與末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)之間、以及末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)
[8]和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)的中心軸之間均設(shè)有換向輪。
[0009]所述的第一驅(qū)動(dòng)輪(5)的中心軸與末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)之間的換向輪、以及末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)的中心軸之間的換向輪均為兩個(gè)。
[0010]該減速機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行分離式安裝。
[0011]所述的末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)通過(guò)分離式安裝方式分布與第一驅(qū)動(dòng)輪(5)和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)連接。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、低摩擦、小慣量、可逆向驅(qū)動(dòng)；
[0014]2、本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和末端執(zhí)行關(guān)節(jié)可以進(jìn)行分離式安裝，可實(shí)現(xiàn)將較為笨重的驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在設(shè)備的基座單元，從而減低機(jī)構(gòu)重量，并使設(shè)備驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)更加緊湊，達(dá)到人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)要求。
[0015]3、本發(fā)明采用具有大減速比的線輪減速機(jī)構(gòu)，免去使用笨重的齒輪減速器，使得對(duì)設(shè)備末端關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)可采用大功率電機(jī)實(shí)現(xiàn)高扭矩動(dòng)力傳遞。
[0016]4、本發(fā)明具有工作空間大、靈活度高、操作容易等優(yōu)點(diǎn)，因此本發(fā)明安裝在機(jī)械臂上應(yīng)用于精密動(dòng)力傳遞，可有效提聞力傳遞質(zhì)量和效率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明精密力傳遞減速機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖；
[0018]圖2為驅(qū)動(dòng)輪轂與驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)線連接示意圖。
[0019]其中I為直流伺服電機(jī)，2a為第一驅(qū)動(dòng)輪轂，2b為第二驅(qū)動(dòng)輪轂，3、4、6、7、9、10、13、15均為換向輪，5為第一驅(qū)動(dòng)輪，12為第二驅(qū)動(dòng)輪，I la、I lb、14a、14b均為驅(qū)動(dòng)線。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例
[0022]如圖1所示，一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括第一驅(qū)動(dòng)輪轂2a、第二驅(qū)動(dòng)輪轂2b、第一驅(qū)動(dòng)輪5、第二驅(qū)動(dòng)輪12和末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)8，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪轂2a通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)輪5與第二驅(qū)動(dòng)輪轂2b，所述的第二驅(qū)動(dòng)輪轂2b通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)輪12與第一驅(qū)動(dòng)輪轂2a連接，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪5的中心軸、末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)8和第二驅(qū)動(dòng)輪12的中心軸依次連接。
[0023]所述的第一驅(qū)動(dòng)輪轂2a與第一驅(qū)動(dòng)輪5之間、第一驅(qū)動(dòng)輪5與第二驅(qū)動(dòng)輪轂2b之間、第二驅(qū)動(dòng)輪轂2b與第二驅(qū)動(dòng)輪12之間、第二驅(qū)動(dòng)輪12與第一驅(qū)動(dòng)輪轂2a之間、第一驅(qū)動(dòng)輪5的中心軸與末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)8之間、以及末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)8和第二驅(qū)動(dòng)輪12的中心軸之間均設(shè)有換向輪。
[0024]所述的第一驅(qū)動(dòng)輪5的中心軸與末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)8之間的換向輪、以及末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)8和第二驅(qū)動(dòng)輪12的中心軸之間的換向輪均為兩個(gè)。該減速機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行分離式安裝。所述的末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)8通過(guò)分離式安裝方式分布與第一驅(qū)動(dòng)輪5和第二驅(qū)動(dòng)輪12連接。
[0025]本實(shí)施例在直流伺服電機(jī)I的電機(jī)軸上安裝有兩個(gè)不同直徑的第一驅(qū)動(dòng)輪轂2a和第二驅(qū)動(dòng)輪轂2b。一端固定于第二驅(qū)動(dòng)輪轂2b上的鋼絲繩驅(qū)動(dòng)線14a通過(guò)換向輪13繞過(guò)第二驅(qū)動(dòng)輪12的輪槽，最終驅(qū)動(dòng)線14a通過(guò)換向輪15與電機(jī)軸上的另一小直徑的第一驅(qū)動(dòng)輪轂2a相連。該驅(qū)動(dòng)線在第一驅(qū)動(dòng)輪轂2a上纏繞數(shù)圈后拉出驅(qū)動(dòng)線14b，驅(qū)動(dòng)線14b繞過(guò)換向輪3，并通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)輪5的輪槽與換向輪4相連，最終驅(qū)動(dòng)線14b的末端固定于第二驅(qū)動(dòng)輪轂2b，形成一個(gè)完整的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)回路。[0026]驅(qū)動(dòng)線Ila的一端固定于第二驅(qū)動(dòng)輪12的旋轉(zhuǎn)軸中心，分別繞過(guò)換向輪10和9，與末端驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)8旋轉(zhuǎn)輪相連，隨后驅(qū)動(dòng)線Ilb通過(guò)換向輪7和6與第一驅(qū)動(dòng)輪5的中心軸相固結(jié)。由此形成一個(gè)完整的末端關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)回路。圖2為本發(fā)明去除換向輪和末端驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)輪后的減速機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化圖。
[0027]在此動(dòng)力傳遞回路中，除了第一驅(qū)動(dòng)輪5和第二驅(qū)動(dòng)輪12外，其他所有換向輪和末端驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)輪的軸都是固定在基座上，除了繞自身旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)外，不能做其他運(yùn)動(dòng)；而第一驅(qū)動(dòng)輪5和第二驅(qū)動(dòng)輪12的旋轉(zhuǎn)軸是浮動(dòng)的，可以實(shí)現(xiàn)自由運(yùn)動(dòng)。當(dāng)伺服直流電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，受驅(qū)動(dòng)線14a和14b的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度差的作用，第一驅(qū)動(dòng)輪5和第二驅(qū)動(dòng)輪12將做水平方向運(yùn)動(dòng)。第一驅(qū)動(dòng)輪5和第二驅(qū)動(dòng)輪12的水平運(yùn)動(dòng)將帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)線IlaUlb做水平方向運(yùn)動(dòng)，最終使得末端驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)8旋轉(zhuǎn)輪隨之發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)、第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)、第一驅(qū)動(dòng)輪(5)、第二驅(qū)動(dòng)輪(12)和末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)輪(5)與第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)， 所述的第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)輪(12)與第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)連接，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪(5)的中心軸、末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)的中心軸依次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)和第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)的直徑不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪(5)和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)浮動(dòng)設(shè)置，其余部件均為固定設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)與第一驅(qū)動(dòng)輪(5)之間、第一驅(qū)動(dòng)輪(5)與第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)之間、第二驅(qū)動(dòng)輪轂(2b)與第二驅(qū)動(dòng)輪(12)之間、第二驅(qū)動(dòng)輪(12)與第一驅(qū)動(dòng)輪轂(2a)之間、第一驅(qū)動(dòng)輪(5)的中心軸與末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)之間、以及末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)的中心軸之間均設(shè)有換向輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的第一驅(qū)動(dòng)輪(5)的中心軸與末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)之間的換向輪、以及末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)的中心軸之間的換向輪均為兩個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，其特征在于，該減速機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行分離式安裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于精密動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的可逆向驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(8)通過(guò)分離式安裝方式分布與第一驅(qū)動(dòng)輪(5)和第二驅(qū)動(dòng)輪(12)連接。
【文檔編號(hào)】F16H7/04GK103899720SQ201410152809
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】李紅兵 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)