CN109760101A - 仿生三维转轴 - Google Patents
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Abstract
本发明仿生三维转轴包括:连接关节、凸杆、拉环、连接骨架、蜗轮、蜗杆、连接轴、电机和佩戴环,连接关节的一端为球面,连接骨架的一端是与上述球面相配合的凹面,在靠近连接关节另一端的圆周上均匀地固定有至少六个凸杆,在上述每个凸杆上套装有一个拉环,在每个拉环上固定有一个蜗杆,每个蜗杆与连接骨架中心线平行,在连接骨架的另一端开有至少六个凹槽,在每个凹槽内装有蜗轮、连接轴和电机,连接轴的一端装在上述凹槽内的连接骨架上,蜗轮固定在连接轴上,电机带动连接轴旋转,每个蜗轮与上述相对应的蜗杆啮合,在每个电机上装有接收器,佩戴环佩戴在人体的手腕、腿腕、头部或腰间,在佩戴环上装有与上述接收器相对应的至少六个发射器。
Description
技术领域
本发明涉及一种转动装置,特别是涉及一种仿生三维转动轴。
背景技术
目前,人们发明了许多模仿人体关节运动的机器,它们大都是利用三个转轴来实现人体关节三维的转动,其存在的主要缺点是机器庞大、操作复杂、不易控制和灵活性差。
发明内容
本申请的发明目的在于克服现有模仿人体关节运动的机器的缺点,而提供一种仿生三维转轴,该仿生三维转轴模仿身体关节的运动,实现单轴三维的运动。
本发明的一种仿生三维转轴,它包括:连接关节、凸杆、拉环、连接骨架、蜗轮、蜗杆、连接轴、电机和佩戴环,其中:连接关节的一端为球面,连接骨架的一端是与上述球面相配合的凹面,连接关节的球面在连接骨架的凹面内自由旋转,连接关节的另一端为圆柱,在靠近连接关节另一端的圆周上均匀地固定有至少六个凸杆,在上述每个凸杆上套装有一个拉环,在每个拉环上固定有一个蜗杆,每个蜗杆与连接骨架中心线平行,在连接骨架的另一端开有至少六个凹槽,在每个凹槽内装有蜗轮、连接轴和电机,连接轴的一端装在上述凹槽内的连接骨架上,蜗轮固定在连接轴上,电机带动连接轴旋转,每个蜗轮与上述相对应的蜗杆啮合,在每个电机上装有接收器,佩戴环佩戴在人体的手腕、腿腕、头部或腰间,在佩戴环上装有与上述接收器相对应的至少六个发射器,至少六个发射器与至少六个接收器一一对应。
本发明的一种仿生三维转轴,其中:仿生三维转轴还包括:至少六个固定杆,每个固定杆的一端固定在连接骨架的另一端上,每个固定杆的另一端与其相对应的蜗杆的端部铰接,每个固定杆使得与其对应的蜗杆紧紧地贴合在相应的蜗轮上,确保蜗轮和蜗杆的啮合。
本发明的一种仿生三维转轴,其中:在连接骨架的另一端,沿着连接骨架的圆周方向,均匀地开有个凹槽。
本发明的一种仿生三维转轴,其中:在连接骨架的轴向上,沿着连接骨架的圆周方向,均匀地装有个蜗杆。
本发明的一种仿生三维转轴,其中:在连接骨架的另一端,沿着连接骨架的圆周方向,均匀地装有个固定杆。
本发明的一种仿生三维转轴,其中:仿生三维转轴还包括:执行器,该执行器装在连接关节的另一端上,佩戴环控制着该执行器的运动位置。
本发明的一种仿生三维转轴,其中:所述拉环在与其相配合的每个凸杆上滑动。
本发明的一种仿生三维转轴与现有模仿人体关节运动的机器相比,具有体积小、操作简单、容易控制和灵活性高等优点,实现了单轴三维转动,并且与人体运动同步。
附图说明
图1为本发明的仿生三维转轴的正向剖面示意图,在图中,为了清楚起见,未画出佩戴环;
图2为佩戴环的正向示意图;
图3为从图1A-A处剖开的示意图;
图4为拆掉执行器后,图1的右向示意图。
在图1至图4中,标号1为连接关节;标号2为凸杆;标号3为拉环;标号4为连接骨架;标号5为蜗轮;标号6为蜗杆;标号7为固定杆;标号8为电机;标号9为接收器;标号10为连接轴;标号11为凹槽;标号12为执行器;标号13为发射器;标号14为佩戴环。
具体实施方式
如图1和图4所示,本发明的仿生三维转轴包括:连接关节1、凸杆2、拉环3、连接骨架4、蜗轮5、蜗杆6、固定杆7、连接轴10、电机8和佩戴环14,连接关节1的一端为球面,连接骨架4的一端是与上述球面相配合的凹面,连接关节1的球面在连接骨架4的凹面内自由旋转,连接关节1的另一端为圆柱,在靠近连接关节1另一端的圆周上均匀地固定有八个凸杆2,在上述每个凸杆2上套装有一个拉环3,拉环3在与其相配合的每个凸杆2上滑动。在每个拉环3上固定有一个蜗杆6,每个蜗杆6与连接骨架4中心线平行。
如图3所示,在连接骨架4的另一端开有八个凹槽11,在每个凹槽11内装有蜗轮5、连接轴10和电机8,连接轴10的一端装在上述凹槽11内的连接骨架4上,蜗轮5固定在连接轴10上,电机8带动连接轴10旋转,每个蜗轮5与上述相对应的蜗杆6啮合,在每个电机8上装有接收器9。
如图1所示,八个固定杆7的一端分别固定在连接骨架4的另一端上,八个固定杆7的另一端与其相对应的蜗杆6的端部铰接,每个固定杆7使得与其对应的蜗杆6紧紧地贴合在相应的蜗轮5上,确保蜗轮5和蜗杆6的啮合。
如图2所示,佩戴环14佩戴在人体的手腕、腿腕、头部或腰间,在佩戴环14上装有与上述接收器9相对应的八个发射器13,八个发射器13与八个接收器9一一对应,如图1所示,执行器12装在连接关节1的另一端上,佩戴环14控制着该执行器12的运动位置。
当佩戴环14佩戴在人体的手腕、腿腕、头部或腰间时,在佩戴环14上的8个发射器13向8个电机的接收器9发送信号,发射器13与接收器9一一对应,当佩戴者的体位发生变化时,8个发射器13向8个电机的接收器9发送信号,8个电机的接收器9控制着电机8的旋转,通过8个蜗轮5和8个蜗杆6将8个电机8的旋转传动给连接关节1,实现了单轴三维转动,并且与人体运动同步。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种仿生三维转轴,它包括:连接关节(1)、凸杆(2)、拉环(3)、连接骨架(4)、蜗轮(5)、蜗杆(6)、连接轴(10)、电机(8)和佩戴环(14),其特征在于:连接关节(1)的一端为球面,连接骨架(4)的一端是与上述球面相配合的凹面,连接关节(1)的球面在连接骨架(4)的凹面内自由旋转,连接关节(1)的另一端为圆柱,在靠近连接关节(1)另一端的圆周上均匀地固定有至少六个凸杆(2),在上述每个凸杆(2)上套装有一个拉环(3),在每个拉环(3)上固定有一个蜗杆(6),每个蜗杆(6)与连接骨架(4)中心线平行,在连接骨架(4)的另一端开有至少六个凹槽(11),在每个凹槽(11)内装有蜗轮(5)、连接轴(10)和电机(8),连接轴(10)的一端装在上述凹槽(11)内的连接骨架(4)上,蜗轮(5)固定在连接轴(10)上,电机(8)带动连接轴(10)旋转,每个蜗轮(5)与上述相对应的蜗杆(6)啮合,在每个电机(8)上装有接收器(9),佩戴环(14)佩戴在人体的手腕、腿腕、头部或腰间,在佩戴环(14)上装有与上述接收器(9)相对应的至少六个发射器(13),至少六个发射器(13)与至少六个接收器(9)一一对应。
2.如权利要求1所述的仿生三维转轴,其特征在于:仿生三维转轴还包括:至少六个固定杆(7),每个固定杆(7)的一端固定在连接骨架(4)的另一端上,每个固定杆(7)的另一端与其相对应的蜗杆(6)的端部铰接,每个固定杆(7)使得与其对应的蜗杆(6)紧紧地贴合在相应的蜗轮(5)上,确保蜗轮(5)和蜗杆(6)的啮合。
3.如权利要求2所述的仿生三维转轴,其特征在于:在连接骨架(4)的另一端,沿着连接骨架(4)的圆周方向,均匀地开有8个凹槽(11)。
4.如权利要求3所述的仿生三维转轴,其特征在于:在连接骨架(4)的轴向上,沿着连接骨架的圆周方向,均匀地装有8个蜗杆。
5.如权利要求4所述的仿生三维转轴,其特征在于:在连接骨架(4)的另一端,沿着连接骨架(4)的圆周方向,均匀地装有8个固定杆(7)。
6.如权利要求5所述的仿生三维转轴,其特征在于:仿生三维转轴还包括:执行器(12),该执行器(12)装在连接关节(1)的另一端上,佩戴环(14)控制着该执行器(12)的运动位置。
7.如权利要求6所述的仿生三维转轴,其特征在于:所述拉环(3)在与其相配合的每个凸杆(2)上滑动。
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