CN109291073B - 一种机器人双自由度关节离散转动的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人双自由度关节离散转动的驱动装置，属于机器人的关节驱动领域。它包括异形齿轮、与异形齿轮外啮合的小齿轮A和小齿轮B；异形齿轮的圆周由啮合齿和光滑面组成，啮合齿与小齿轮A、小齿轮B啮合传动，光滑面与小齿轮A和小齿轮B的最小距离不小于2厘米；小齿轮A的齿槽内装设有允许其单向转动的推杆A，推杆的另一端采用铰链A装设于设备架上；小齿轮B的齿槽内装设有允许其单向转动的推杆B，推杆的另一端采用铰链B装设于设备架上。本发明是一种结构简单紧凑、单电机驱动双自由度分步骤转动、可用于机器人的关节驱动装置。

Description

一种机器人双自由度关节离散转动的驱动装置

技术领域

本发明主要涉及机器人的关节驱动领域，特指一种机器人双自由度关节离散转动的驱动装置。

背景技术

机器人的关节转动，通常是一个关节运动需要一个电机驱动，从而导致多自由度关节的机器人结构复杂、耗能较多。由于机器人的相邻关节运动相互关联，且具有一定的先后顺序，尤其是行走过程中的腿部关节。因此，涉及一种单机驱动双自由度转动的驱动装置对于简化机器人的结构具有十分重要的意义。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、单电机驱动双自由度分步骤转动、可用于机器人的驱动装置。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种机器人双自由度关节离散转动的驱动装置，它包括异形齿轮、与所述异形齿轮外啮合的小齿轮A和小齿轮B，其结构特征在于：

所述异形齿轮的圆周由啮合齿和光滑面组成，所述啮合齿与所述小齿轮A、小齿轮B啮合传动，所述光滑面与所述小齿轮A和小齿轮B的最小距离不小于2厘米；

所述小齿轮A的齿槽内装设有允许其单向转动的推杆A，所述推杆A的另一端采用铰链A装设于设备架上；所述小齿轮B的齿槽内装设有允许其单向转动的推杆B，所述推杆B的另一端采用铰链B装设于所述设备架上；

所述小齿轮A、小齿轮B和异形齿轮均装设于所述设备架上，且可绕其自身的中心圆的圆心转动；

所述啮合齿所在的圆周曲线长度与所述光滑面所对应的等效中心圆周曲线长度之比为m:n,m和n均为自然数；所述啮合齿所在的圆周曲线长度等于所述小齿轮A或所述小齿轮B的周长。

所述小齿轮A和所述小齿轮B的半径相等。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明的一种机器人双自由度关节离散转动的驱动装置由于采用了异形齿轮与两个小齿轮啮合，从而使得同一时刻只有一个小齿轮转动，且另一个齿轮被锁定位置，从而实现了单个电机驱动两个自由度转动效果，这对于机器人关节装置非常节约能源和空间。由此可知，本发明是一种结构简单紧凑、单电机驱动双自由度分步骤转动、可用于机器人的驱动装置。

附图说明

图1是本发明的一种机器人双自由度关节离散转动的驱动装置的结构原理示意图。

图中，1-异形齿轮；11-啮合齿；12-光滑面；2-小齿轮A；21-推杆A；22-铰链A；3-小齿轮B；31-推杆B；32-铰链B。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明的一种机器人双自由度关节离散转动的驱动装置，它包括异形齿轮1、与异形齿轮1外啮合的小齿轮A2和小齿轮B3。

参见图1所示，异形齿轮1的圆周由啮合齿11和光滑面12组成，啮合齿11与小齿轮A2、小齿轮B3啮合传动，光滑面12与小齿轮A2和小齿轮B3的最小距离不小于2厘米。

参见图1所示，小齿轮A2的齿槽内装设有允许其单向转动的推杆A21，推杆A21的另一端采用铰链A22装设于设备架上；小齿轮B3的齿槽内装设有允许其单向转动的推杆B31，推杆B31的另一端采用铰链B32装设于设备架上。

参见图1所示，小齿轮A2、小齿轮B3和异形齿轮1均装设于设备架上，且可绕其自身的中心圆的圆心转动。

参见图1所示，啮合齿11所在的圆周曲线长度与光滑面12所对应的等效中心圆周曲线长度之比为m:n,m和n均为自然数；啮合齿11所在的圆周曲线长度等于小齿轮A2或小齿轮B3的周长。

参见图1所示，进一步地，小齿轮A2和小齿轮B3的半径相等。

作为实施例一，啮合齿11所在的圆周曲线长度与光滑面12所对应的等效中心圆周曲线长度之比为1:1，可以实现小齿轮A2与小齿轮B3的交替转动，且每转动一周，小齿轮A2和小齿轮B3均可实现360度的圆周运动。

作为实施例二，小齿轮A2或小齿轮B3外部再啮合一个3倍半径的齿轮，则该齿轮可以实现120度范围的传动。

工作原理：当异形齿轮1的啮合齿11刚开始与小齿轮A2啮合时，此时与小齿轮B3相邻是异形齿轮1的光滑面12，故小齿轮A2开始转动，小齿轮B3静止；当啮合齿11开始与小齿轮B3啮合时，此时与小齿轮A2相邻的是异形齿轮1的光滑面12，故小齿轮B3开始转动，小齿轮A2静止。由于推杆A21和推杆B31的作用，小齿轮A2和小齿轮B3不会发生反向转动。

Claims (2)

1.一种机器人双自由度关节离散转动的驱动装置，它包括异形齿轮(1)、与所述异形齿轮(1)外啮合的小齿轮A(2)和小齿轮B(3)，其特征在于：

所述异形齿轮(1)的圆周由啮合齿(11)和光滑面(12)组成，所述啮合齿(11)与所述小齿轮A(2)、小齿轮B(3)啮合传动，所述光滑面(12)与所述小齿轮A(2)和小齿轮B(3)的最小距离不小于2厘米；

所述小齿轮A(2)的齿槽内装设有允许其单向转动的推杆A(21)，所述推杆A(21)的另一端采用铰链A(22)装设于设备架上；所述小齿轮B(3)的齿槽内装设有允许其单向转动的推杆B(31)，所述推杆B(31)的另一端采用铰链B(32)装设于所述设备架上；

所述小齿轮A(2)、小齿轮B(3)和异形齿轮(1)均装设于所述设备架上，且可绕其自身的中心圆的圆心转动；

所述啮合齿(11)所在的圆周曲线长度与所述光滑面(12)所对应的等效中心圆周曲线长度之比为m:n,m和n均为自然数；所述啮合齿(11)所在的圆周曲线长度等于所述小齿轮A(2)或所述小齿轮B(3)的周长。

2.根据权利要求1所述的一种机器人双自由度关节离散转动的驱动装置，其特征在于：所述小齿轮A(2)和所述小齿轮B(3)的半径相等。

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