CN114110115A - 传动装置、机械手手臂及机械手手臂的传动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传动装置、机械手手臂及机械手手臂的传动方法，所述传动装置包括：第一传动轮、第二传动轮、第一传动单元以及第二传动单元；所述第一传动轮包括第一上层传动轮以及第一下层传动轮，所述第一上层传动轮与所述第一下层传动轮同轴设置；所述第二传动轮包括第二上层传动轮以及第二下层传动轮，所述第二上层传动轮与所述第二下层传动轮同轴设置；所述第一传动单元依次绕设于所述第一上层传动轮与所述第二上层传动轮上；所述第二传动单元依次绕设于所述第一下层传动轮与所述第二下层传动轮。如此设置，提高了传动装置的传动负载，进而提高传动精度以及传动扭矩。

Description

传动装置、机械手手臂及机械手手臂的传动方法

技术领域

本发明涉及传送装置技术领域，特别涉及一种传动装置、机械手手臂及机械手手臂的传动方法。

背景技术

传动带等传送装置已广泛应用于生活和工业生产中，随着社会的发展，人们对传送装置的要求也越来越高，尤其是在工业生产中，对器械的传动技术要求更加严苛。在传统的传动带中，在传动带工作一段时间之后，需要通过传动带的张紧装置调整传动带的中心距，以及压边等。如此则存在如下问题：

1)传动负载有限，一般是几十牛，满足不了大负载的传动需求；

2)传动精度以及传动扭矩较低，容易出现滑脱的情况。

此外，传统的传动带采用聚氨酯或者橡胶等材质制成，比如V形带，传动带在有预紧力的情况下，传递大负载扭矩会出现跳齿的情况；在长时间使用之后，传动带传动时会产生颗粒等，更进一步的影响传动精度。

因此，开发出一种传动精度以及传动扭矩高、能够传动大负载的传动装置，已成为传动装置技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传动装置、机械手手臂及机械手手臂的传动方法，以解决现有传动带传动精度低、传动扭矩低以及传动负载小的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种传动装置，包括：第一传动轮、第二传动轮、第一传动单元以及第二传动单元；所述第一传动轮包括第一上层传动轮以及第一下层传动轮，所述第一上层传动轮与所述第一下层传动轮同轴设置；所述第二传动轮包括第二上层传动轮以及第二下层传动轮，所述第二上层传动轮与所述第二下层传动轮同轴设置；所述第一传动单元依次绕设于所述第一上层传动轮与所述第二上层传动轮上，所述第一传动单元的一端与所述第一上层传动轮连接，所述第一传动单元的另一端与所述第二上层传动轮连接；所述第二传动单元依次绕设于所述第一下层传动轮与所述第二下层传动轮，所述第二传动单元的一端与所述第一下层传动轮连接，所述第二传动单元的另一端与所述第二下层传动轮连接；其中，所述第一传动单元绕设于所述第一上层传动轮的方向与所述第二传动单元绕设于所述第一下层传动轮的方向相反，且所述第一传动单元绕设于所述第二上层传动轮的方向与所述第二传动单元绕设于所述第二下层传动轮的方向相反。

可选的，所述传动装置还包括至少一个紧固单元，所述紧固单元设置于所述第一传动轮和/或所述第二传动轮上；用于限制或解锁所述第一上层传动轮与第一下层传动轮之间的相对转动，和/或用于限制或解锁所述第二上层传动轮与第二下层传动轮之间的相对转动。

可选的，所述紧固单元包括上紧固孔、下紧固孔以及紧固螺栓，所述上紧固孔沿轴向贯通设置于所述第一上层传动轮和/或所述第二上层传动轮上，所述下紧固孔沿轴向贯通设置于所述第一下层传动轮和/或所述第二下层传动轮上，所述紧固螺栓用于插设于所述上紧固孔与所述下紧固孔中，以限制所述第一上层传动轮与所述第一下层传动轮之间的相对转动；和/或，限制所述第二上层传动轮与所述第二下层传动轮之间的相对转动。

可选的，所述第一传动单元与所述第一传动轮或者所述第二传动轮之间形成的包角，以及，第二传动单元与所述第一传动轮或者所述第二传动轮之间形成的包角，满足如下公式：

其中，θ为所述包角，F为所述传动装置受到的拉力，v所述传动装置的线速度，q为所述第一传动单元或者所述第二传动单元的单位长度质量，μ为min{所述第一传动单元与所述第一传动单元的摩擦系数，所述第一传动单元与所述第一传动轮或者所述第二传动轮之间的摩擦系数}或者μ为min{所述第二传动单元与所述第二传动单元的摩擦系数，所述第二传动单元与所述第一传动轮或者所述第二传动轮之间的摩擦系数}，α为所述第一传动轮或者所述第二传动轮所需旋转的角度。

可选的，所述第一传动单元包括传动带和/或传动绳，或者所述第二传动单元包括传动带和/或传动绳。

可选的，所述第一传动单元绕所述第一上层传动轮与所述第二上层传动轮的缠绕方向相反，且所述第二传动单元绕所述第一下层传动轮与所述第二下层传动轮的缠绕方向相反；所述第一传动轮转动，驱动所述第二传动轮沿所述第一传动轮同向传动。

可选的，所述第一传动单元绕所述第一上层传动轮与所述第二上层传动轮的缠绕方向相反，且所述第二传动单元绕所述第一下层传动轮与所述第二下层传动轮的缠绕方向相反；所述第二传动轮固定不转，所述第一传动轮围绕所述第二传动轮周向转动，驱使所述第一传动轮自传。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种机械手手臂，包括：如上所述的传动装置；所述机械手手臂包括大臂，所述大臂包括第一轴以及第二轴；所述传动装置的第一传动轮设置于所述第一轴上；所述第二传动轮设置于所述第二轴上。

可选的，所述机械手手臂还包括小臂以及另一个所述传动装置，所述小臂包括第三轴以及臂体，所述第三轴与所述臂体固定连接，所述臂体固定连接于所述大臂上的所述第二传动轮的外周；所述另一个传动装置的第一传动轮设置在所述第三轴上，所述另一个传动装置的第二传动轮固定设置在第二轴上。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种机械手手臂的传动方法，所述机械手手臂包括大臂、小臂以及传动装置，所述传动装置包括第一传动轮以及第二传动轮，所述大臂包括第一轴以及第二轴，所述第一传动轮设置于所述第一轴上，所述第二传动轮设置于所述第二轴上，所述小臂包括第三轴以及臂体，另一个所述传动装置的第一传动轮设置于所述第三轴上，所述传动方法包括如下步骤：驱动机械手手臂的大臂上的第一传动轮转动，所述第一传动轮带动所述大臂上的第二传动轮转动；和/或，驱动所述大臂以所述大臂的第一轴为中心周向转动，所述大臂上的第二传动轮跟随第二轴运动。

可选的，所述传动方法还包括：与所述第二传动轮连接的小臂跟随所述第二传动轮运动，并以所述大臂的第二轴为中心周向转动，所述小臂带动另一个传动装置的第一传动轮运动，所述小臂上的另一个传动装置的所述第一传动轮自转。

在本发明提供的一种传动装置、机械手手臂及机械手手臂的传动方法中，所述传动装置包括：第一传动轮、第二传动轮、第一传动单元以及第二传动单元；所述第一传动轮包括第一上层传动轮以及第一下层传动轮，所述第一上层传动轮与所述第一下层传动轮同轴设置；所述第二传动轮包括第二上层传动轮以及第二下层传动轮，所述第二上层传动轮与所述第二下层传动轮同轴设置；所述第一传动单元依次绕设于所述第一上层传动轮与所述第二上层传动轮上，所述第一传动单元的一端与所述第一上层传动轮固定连接，所述第一传动单元的另一端与所述第二上层传动轮固定连接；所述第二传动单元依次绕设于所述第一下层传动轮与所述第二下层传动轮，所述第二传动单元的一端与所述第一下层传动轮固定连接，所述第二传动单元的另一端与所述第二下层传动轮固定连接；其中，所述第一传动单元绕设于所述第一上层传动轮的方向与所述第二传动单元绕设于所述第一下层传动轮的方向相反，且所述第一传动单元绕设于所述第二上层传动轮的方向与所述第二传动单元绕设于所述第二下层传动轮的方向相反。如此设置，通过将第一传动单元与第二传动单元单独的设置在不同的传动轮上，使得所述第一传动单元或者第二传动单元能够单独传动，提高所述传动装置的传动负载，进而提高传动精度以及传动扭矩，进而提高了传动装置的传动稳定性和可靠性。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1为本发明实施例一的传动装置的主视图；

图2为本发明实施例一的传动装置的俯视图；

图3为本发明实施例一的第一传动单元的主视图；

图4为本发明实施例一的第二传动单元的主视图；

图5为本发明实施例一的第一传动单元的俯视图；

图6为本发明实施例一的第二传动单元的俯视图；

图7为本发明实施例一的第一传动轮的原理图；

图8为本发明实施例三的第一传动轮与第二传动轮传动关系的示意图；

图9为本发明实施例三的第一传动轮与第二传动轮传动关系的示意图；

图10为本发明实施例三的第一传动轮与第二传动轮传动关系的主视图；

图11为图10所示的第一传动轮与第二传动轮传动关系的上俯视图；

图12为图10所示的第一传动轮与第二传动轮传动关系的下俯视图；

图13为本发明实施例四的机械手手臂的主视图；

图14为本发明实施例四的机械手手臂的俯视图。

附图中：

A-大臂第一传动轮，B-大臂第二传动轮，C-小臂第一传动轮，D-小臂第二传动轮；

100-第一传动轮，110-第一上层传动轮，120-第一下层传动轮；

200-第二传动轮，210-第二上层传动轮，220-第二下层传动轮；

300-第一传动单元；

400-第二传动单元；

500-紧固单元，510-上紧固孔，520-紧固螺栓；

600-包角；

10-大臂，11-第一轴，12-第二轴；

20-小臂，21-第三轴，22-臂体；30-轴承，31-压圈。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。

本发明实施例提供一种传动装置、机械手手臂及机械手手臂的传动方法，所述传动装置包括：第一传动轮、第二传动轮、第一传动单元以及第二传动单元；所述第一传动轮包括第一上层传动轮以及第一下层传动轮，所述第一上层传动轮与所述第一下层传动轮同轴设置；所述第二传动轮包括第二上层传动轮以及第二下层传动轮，所述第二上层传动轮与所述第二下层传动轮同轴设置；所述第一传动单元依次绕设于所述第一上层传动轮与所述第二上层传动轮上，所述第一传动单元的一端与所述第一上层传动轮连接，所述第一传动单元的另一端与所述第二上层传动轮连接；所述第二传动单元依次绕设于所述第一下层传动轮与所述第二下层传动轮，所述第二传动单元的一端与所述第一下层传动轮连接，所述第二传动单元的另一端与所述第二下层传动轮连接；其中，所述第一传动单元绕设于所述第一上层传动轮的方向与所述第二传动单元绕设于所述第一下层传动轮的方向相反，且所述第一传动单元绕设于所述第二上层传动轮的方向与所述第二传动单元绕设于所述第二下层传动轮的方向相反。如此设置，通过将第一传动单元与第二传动单元单独的设置在不同的传动轮上，使得所述第一传动单元或者第二传动单元能够单独传动，提高所述传动装置的传动负载，进而提高传动精度以及传动扭矩，进而提高了传动装置的传动稳定性和可靠性。进一步的，所述传动装置还包括紧固装置，使得所述第一传动轮(或者第二传动轮)的双层结构轮之间能够相对转动，使得传动装置的张紧预紧的精度更加精，并且减少了传统的张紧装置，使得传动装置更加简单、操作更加简便。更进一步的，所述第一传动单元或者所述第二传动单元的材质为钢材质，从而提高了传动装置的洁净度。

【实施例一】

请参考图1-图7、图14，图1为本发明实施例一的传动装置的主视图；图2为本发明实施例一的传动装置的俯视图；图3为本发明实施例一的第一传动单元的主视图；图4为本发明实施例一的第二传动单元的主视图；图5为本发明实施例一的第一传动单元的俯视图；图6为本发明实施例一的第二传动单元的俯视图；图7为本发明实施例一的第一传动轮的原理图；图14为本发明实施例四的机械手手臂的俯视图。

请参考图1与图2，本实施例提供一种传动装置，包括：第一传动轮100、第二传动轮200、第一传动单元300以及第二传动单元400。

如图2所示，所述第一传动轮100包括第一上层传动轮110以及第一下层传动轮120，所述第一上层传动轮110与所述第一下层传动轮120同轴设置。所述第一上层传动轮110与所述第一下层传动轮120轴向固定设置，进而使得第一上层传动轮110与第一下层传动轮120之间能够同步转动。在示范性实施例一中，所述第一上层传动轮110与所述第一下层传动轮120的直径大小一致，进而使得第一上层传动轮110与第一下层传动轮120的线速度一致。第一上层传动轮110侧面与第一下层传动轮120的侧面相互贴合设置，使得第一上层传动轮110与第一下层传动轮120之间距离最小。当然，在其他实施例一中，所述第一上层传动轮110与所述第一下层传动轮120的直径大小可以不同，本领域技术人员可以根据实际的需求设定所述第一上层传动轮110与所述第一下层传动轮120各自的大小。请继续参考图2，所述第二传动轮200包括第二上层传动轮210以及第二下层传动轮220，所述第二上层传动轮210与所述第二下层传动轮220同轴设置。相似的，所述第二上层传动轮210与所述第二下层传动轮220的直径大小一致，且第二上层传动轮210与第二下层传动轮220的侧面相互贴合设置。如此设置，使得第二上层传动轮210、第二下层传动轮220具有与所述第一上层传动轮110、第一下层传动轮120相似的有益效果。本领域技术人员可以根据实际需求，将所述第一上层传动轮110的直径大于所述第二上层传动轮210的直径，从而满足实际传送的传动比的需求。

如图3所示，所述第一传动单元300依次绕设于所述第一上层传动轮110与所述第二上层传动轮210上。具体的，所述第一传动单元300的一端与所述第一上层传动轮110连接，例如，所述第一传动单元300的一端与第一上层传动轮110固定连接在一起，或者，所述第一传动单元300的一端多圈紧密的缠绕在第一上层传动轮110上；所述第一传动单元300的另一端与所述第二上层传动轮210连接(所述连接形式可参考第一传动单元300与第一上层传动轮110的连接方式，可以是固定连接，可以是多圈紧密的缠绕)，进而使得所述第一传动单元300能够在所述第一上层传动轮110与所述第二上层传动轮210之间移动，且所述第一传动单元300的传动与所述第一下层传动轮110、第二下层传动论220无关，进而使得所述第一传动单元300能够单独传动，如此设置，一方面能够根据实际负载的需求设置第一传动单元300的负载，通过设置第一传动单元300的包角大小，可以使得所述传动装置的传动负载增加至一百甚至两百牛；另一方面能够增加传动装置的传动精度以及传动扭矩。在本示范性实施例一中，所述第一传动单元300的一端逆时针缠绕于第一上层传动轮110上，所述第一传动单元300的另一端顺时针缠绕于第二上层传动轮210上，进而使得所述第一传动单元300能够在所述第一上层传动轮110与所述第二上层传动轮210的同侧(图3中的上侧)移动。当然，在其他实施例中，所述第一传动单元300的一端与另一端可以均顺时针或者逆时针缠绕，这样，所述第一传动单元300能够在所述第一上层传动轮110与所述第二上层传动轮210的异侧进行移动。如图4所示，所述第二传动单元400依次绕设于所述第一下层传动轮120与所述第二下层传动轮220，所述第二传动单元400的一端与所述第一下层传动轮120连接(所述连接形式可参考第一传动单元300与第一上层传动轮110的连接方式，可以是固定连接，可以是多圈紧密的缠绕)，所述第二传动单元400的另一端与所述第二下层传动轮210连接(所述连接形式可参考第一传动单元300与第一上层传动轮110的连接方式，可以是固定连接，可以是多圈紧密的缠绕)，进而使得所述第二传动单元400能够在所述第一下层传动轮120与所述第二下层传动轮220之间移动。所述第二传动单元400的有益效果，可参考第一传动单元300的有益效果。

其中，结合图3与图4所示，所述第一传动单元300绕设于所述第一上层传动轮110的方向与所述第二传动单元400绕设于所述第一下层传动轮120的方向相反，且所述第一传动单元300绕设于所述第二上层传动轮210的方向与所述第二传动单元400绕设于所述第二下层传动轮220的方向相反。因此，在本示范性实施例一中，所述第二传动单元400的一端顺时针缠绕于第一下层传动轮120上，所述第二传动单元400的另一端逆时针缠绕于第二下层传动轮220上，进而使得所述第二传动单元400能够在所述第一下层传动轮120与所述第二下层传动轮220的同侧(图4中的下侧)移动。故，如图13与图14所示，所述第一传动单元300绕所述第一上层传动轮110与所述第二上层传动轮210的缠绕方向相反，且所述第二传动单元400绕所述第一下层传动轮120与所述第二下层传动轮220的缠绕方向相反；所述第一传动轮100转动，驱动所述第二传动轮200沿所述第一传动轮同向传动。当然，在其他实施例中，当所述第一传动单元300的一端与另一端均顺时针缠绕时，所述第二传动单元400的一端与另一端均逆时针缠绕于相对应的传动轮上；当所述第一传动单元300的一端与另一端均逆时针缠绕时，所述第二传动单元400的一端与另一端均顺时针缠绕于相对应的传动轮上。当所述第一传动单元300绕所述第一上层传动轮110与所述第二上层传动轮210的缠绕方向相同，且所述第二传动单元400绕所述第一下层传动轮120与所述第二下层传动轮220的缠绕方向相同时，所述第一传动轮100转动，驱动所述第二传动轮200沿所述第一传动轮反向转动。当然，所述传动装置的第一传动轮100与第二传动轮200之间还可是其他的传动形式，具体请参考实施例二。如此，可以使得所述第一传动单元300和所述第二传动单元400能够在所述第一传动轮100与第二传动轮200之间相互传动。

在本实施例一中，传动装置采用双层结构，通过将第一传动单元300与第二传动单元400单独的设置在不同的传动轮上，可以使得所述传动装置的传动负载更大，增加了传动精度以及传动扭矩，提高了传动装置的传动稳定性和可靠性。尤其是传动装置在短距离同步传输时，传动装置的传动精度以及传动扭矩将更加精准，传动装置的效果更加明显。

优选的，如图13以及图14，所述传动装置还包括至少一个紧固单元500，所述紧固单元500设置于所述第一传动轮100和/或所述第二传动轮200上；用于限制或解锁所述第一上层传动轮110与第一下层传动轮120之间的相对转动，和/或用于限制或解锁所述第二上层传动轮210与第二下层传动轮220之间的相对转动。作为优选，如图11所示，所述紧固单元500例如包括上紧固孔510、下紧固孔(未示出)以及紧固螺栓520，所述上紧固孔510沿轴向贯通设置于第一上层传动轮110和/或所述第二上层传动轮120上，所述下紧固孔沿轴向贯通设置于所述第一下层传动轮120和/或所述第二下层传动轮220上，所述紧固螺栓520用于给插设于所述上紧固孔510与所述下紧固孔中，以限制所述第一上层传动轮110与所述第一下层传动轮120之间的相对转转动；和/或，限制所述第二上层传动轮210与所述第二下层传动轮220之间的相对转动。更具体的，所述紧固单元500的上紧固孔510与下紧固孔分别设置在所述第一上层传动轮110与所述第一下层传动轮120的端面上，更进一步的，所述上紧固孔510与下紧固孔分别设置在所述第一上层传动轮110与所述第一下层传动轮120的端面靠近所述外周的位置，进而能够将第一上层传动轮110与第一下层传动轮120之间固定的更加稳固。在本示范性实施例一中，所述传动装置包括若干个紧固单元500，例如是十六个紧固单元500，所述紧固单元500设置于所述第一传动轮100以及所述第二传动轮200上，第一传动轮100与第二传动轮200分别设置八个紧固单元500，且八个紧固单元500均匀分布。所述紧固单元500的设置，使得所述第一传动单元300在所述第一上层传动轮110与所述第二上层传动轮120之间发生松动时，可以转动所述第一上层传动轮110或者所述第二上层传动轮210的角度，且不会影响第一下层传动轮120以及第二下层传动轮220的角度，将第一传动单元300缠绕的更加紧固，进而增加第一传动单元300的传递效果。同样的，当所述第二传动单元400在所述第一下层传动轮120与所述第二下层传动轮220之间发生松动时，转动第一下层传动轮120或者第二下层传动轮220的角度，且不影响第一上层传动轮110以及第二上层传动轮210的角度，将第二传动单元400缠绕的更加紧固，进而增加第二传动单元400的传递效果。如此设置，使得第一传动单元300以及第二传动单元400之间能够单独的调整张紧力度，使得传动装置的张紧预紧的精度更加精准。并且还不需要进行调整中心距以及压边等操作，进而减少了传统的张紧装置，使得传动装置更加简单、操作更加简便。当然，在其他的实施例中，所述紧固装置500可以只设置在第一传动轮100或者第二传动轮200上，具体情况可参考实施例三。所述紧固装置500的数量可以根据传动轮的具体情况进行设置，例如可以是一个或者多个等。所述紧固装置500的结构还可以是紧固卡扣，比如在第一上层传动轮110的周向面上设置卡扣钩，在第一下层传动轮120的周向面上设置卡扣环，在紧固时，所述卡扣环套设所述卡扣钩，并将所述卡扣钩勾住并套紧，进而限制了两个传动轮之间的相对转动，在解锁时，将卡扣环从卡扣钩处解开。所述紧固装置500设置在所述第一传动轮100或者所述第二传动轮200上的位置，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。所述紧固装置500还可以是其他的能够限制和解锁两个传动轮之间的相对转动即可。

优选的，如图7所示，所述第一传动单元300与所述第一传动轮100或者所述第二传动轮200之间形成的包角600，以及，第二传动单元400与所述第一传动轮100或者所述第二传动轮200之间形成的包角600，满足如下公式：

其中，θ为所述包角600，F为所述传动装置受到的拉力，v所述传动装置的线速度，q为所述第一传动单元300或者所述第二传动单元400的单位长度质量，μ为min{所述第一传动单元300与所述第一传动单元300的摩擦系数，所述第一传动单元300与所述第一传动轮100或者所述第二传动轮200之间的摩擦系数}或者μ为min{所述第二传动单元400与所述第二传动单元400的摩擦系数，所述第二传动单元400与所述第一传动轮100或者所述第二传动轮200之间的摩擦系数}，α为所述第一传动轮100或者所述第二传动轮200所需旋转的角度。所述包角600越大，所述传动装置能够承受越大的力，进而增加所述传动装置的传动负载。以第一传动轮100与第一传动单元300的缠绕为例，增加第一传动单元300在所述第一传动轮100上的缠绕圈数，进而能够增加所述第一传动单元300在所述第一传动轮100上的包角。本实施例提供的传动装置的所述包角600不限制于传动比和传动轮的中心距，能自由的增大第一传动单元300或者第二传动单元400与传动轮的包角，进而提高传动装置的传动负载。

更佳的，如图4所示，所述第一传动单元300包括传动带和/或传动绳，或者所述第二传动单元400包括传动带和/或传动绳。更进一步的，所述第一传动单元300或者所述第二传动单元400的材质为例如为钢材质，可通过表面处理来提高承载体的耐磨性，减少传动时颗粒的产生，从而提高传动装置的洁净度。在本实施例一中，所述第一传动单元300与第二传动单元400均为传动带，所述传动带的材质为钢材质。相对于传动的弹性体材质的传动带，所述传动带的弹性模量较高，例如传动带的弹性模量大于1*10⁴Mpa，进而能降低传动带传动的滑动率，从而保证传动精度。进一步的，传动装置正反向运动时，第一传动单元300或者第二传动单元400与传动轮之间不存在间隙且滑动小，相比于传动的传动带(带与齿之间存在齿隙)，所述传动装置提高了传动带的双向重复性。实际上，所述传动装置在有限运动行程范围内，可以通过增大第一传动轮100与第一传动单元300的比值来提高传动比精度。例如，当所述第一传动单元300的传动带的厚度越薄，所述第一传动轮100的直径越大，其传动比精度越高。需要注意的是，当第一传动单元300在所述第一传动轮100上缠绕时，如果第一传动单元300缠绕的圈数超过一周，则第一传动单元300缠绕在第一传动轮100上的厚度会叠加在一起，则会影响传动装置的传动比精度，因此，当实际使用时，为了保证传动精度，所述第一传动单元300的厚度尽可能的小，或者所述第一传动单元300在第一传动轮100上缠绕的圈数可以小于一圈，此时，所述传动装置能够进行短距离的传输。当然，所述第一传动单元300与第二传动轮200、第二传动单元400与第一传动轮100、第二传动单元400与第二传动轮200之间的传动比情况可参见所述第一传动单元300与第一传动轮200之前的情况。

【实施例二】

请继续参考图1-图7、图14。

本实施例二的传动装置与实施例一中相同部分不再叙述，以下仅针对不同点进行描述。

所述传动装置的第一传动轮100与第二传动轮200之间还可以是其他的传动形式，以如图14中的左边的两个传动轮为例，所述第一传动单元300绕所述第一上层传动轮110与所述第二上层传动轮210的缠绕方向相反，且所述第二传动单元400绕所述第一下层传动轮120与所述第二下层传动轮220的缠绕方向相反；所述第二传动轮200固定不转，所述第一传动轮100围绕所述第二传动轮200周向转动，进而驱使所述第一传动轮100自传。例如，所述第一传动轮100顺时针转动时，所述第二传动轮200不转动，由于第一传动轮100与第二传动轮200之间的第一传动单元300和第二传动单元400需要保持距离不变，所述第一传动轮100同步进行逆时针旋转，使得第一传动轮100有序的进行转动，保证所述第一传动单元300与第二传动单元400之间的传送精度。在其他实施例中，所述第一传动轮100还可以逆时针转动，所述第二传动轮200不转动，所述第一传动轮100同步进行顺时针旋转。

【实施例三】

请参考图8-图12，图8为本发明实施例三的第一传动轮与第二传动轮传动关系的示意图；图9为本发明实施例三的第一传动轮与第二传动轮传动关系的示意图；图10为本发明实施例三的第一传动轮与第二传动轮传动关系的主视图；图11为图10所示的第一传动轮与第二传动轮传动关系的上俯视图；图12为图10所示的第一传动轮与第二传动轮传动关系的俯视图。

本实施例三的传动装置与实施例一、实施例二中相同部分不再叙述，以下仅针对不同点进行描述。

在实施例一中，所述第一传动轮100与所述第二传动轮200均设置有紧固装置500。在本实施例二中，如图10所示，所述紧固装置500设置于所述第一传动轮100或者设置于所述第二传动轮200。例如，如图8、图9、图11以及图12所示，第二传动轮200的第二上层传动轮210与第二下层传动轮220之间固定连接，未设置紧固装置500；所述第一传动轮100上设置有紧固装置500，所述第一上层传动轮110与第一下层传动轮120之间可以相互分离。当所述第一传动单元300或者第二传动单元400需要预紧时，打开所述第一上层转动轮110与第一下层传动轮120之间的紧固装置，转动所述第一上层传动轮110或者第一下层传动轮120，第一上层传动轮110带动所述第一传递单元300进行预紧，使得第一传递单元300在所述第一上层传动轮110上缠绕或者解缠绕；第一下层传动轮120带动所述第二传递单元400进行预紧，使得第二传递单元300在所述第一下层传动轮120上缠绕或者解缠绕，进而能够使得第一传动单元300以及第二传动单元400能够单独的完成预紧，增加传动装置的传动精度，进而提高传动装置的传动稳定性和可靠性。在其他的实施例中，所述传动装置还可以是：所述第一传动轮100的第一上层传动轮210与第一下层传动轮120之间固定连接，未设置紧固装置500；所述第二传动轮200上设置有紧固装置500。

【实施例四】

请参考图13-图14，图13为本发明实施例四的机械手手臂的主视图。

本实施例四的传动装置与实施例一、实施例二以及实施例三中相同部分不再叙述，以下仅针对不同点进行描述。

如图13所示，本实施例还提供一种机械手手臂，包括：如上所述的传动装置；所述机械手手臂包括大臂10，所述大臂10包括第一轴11以及第二轴12；大臂第一传动轮A(即所述第一传动轮100设置于所述大臂上)设置于所述第一轴11上；大臂第二传动轮B(即所述第二传动轮200设置于所述大臂上)设置于所述第二轴12上。当一外部的原动机驱动所述大臂第一传动轮A转动(大臂第一传动轮A上设置有原动机的安装接口)，所述大臂第一传动轮A驱动所述大臂第二传动轮B同步转动。当所述大臂第一传动轮A与所述大臂第二传动轮B转动，所述第一轴11或者所述第二轴12不转动，当然，也可以随之转动。在本实施例中，所述第一轴11与所述第二轴12固定不转动。

结合图14所示，更进一步的，所述机械手手臂还包括小臂20以及另一个所述传动装置(实施例二中所述的传动装置)，所述小臂20包括第三轴21以及臂体22，所述第三轴21与所述臂体22固定连接，所述臂体22固定连接于所述大臂10上的所述大臂第二传动轮B(即所述第二传动轮200)的外周，进而使得所述臂体22能够随着所述大臂第二传动轮B的转动而发生相对应的周向移动；所述另一个传动装置(实施例二中所述的传动装置)的第一传动轮100设置在小臂20的第三轴21上，此处，将所述第一传动轮100定义为小臂第一传动轮C，所述另一个传动装置(实施例二中所述的传动装置)的第二传动轮200固定设置在小臂20的第二轴12上，此处，将所述第二传动轮200定义为小臂第二传动轮D。由实施例二可知，所述传动装置的小臂第二传动轮D不发生转动，小臂第一传动轮C随着第三轴21进行同步移动。实际工作中，所述大臂第二传动轮B顺时针转动带动所述臂体22顺时针转动，进而使得所述第三轴21顺时针公转，第三轴21转动带动所述小臂第一传动轮D整体顺时针移动(顺时针公转)，整体顺时针移动的小臂第一传动轮D逆时针旋转(逆时针自传)，即小臂第一传功轮D的公转带动自传进行转动。如此，由于传功装置的传递精度高，传动稳定，进而提高了机械手手臂的运动性能。实际上，如图13所示，所述第一传功轮100、第二传动轮200设置于所述大臂10与所述小臂20时，为了保证传动的精度，增加了轴承30以及压圈31。

在其他的实施例中，实施例二中的传动装置还可以同时应用于所述大臂10与所述小臂20上。请结合图13所示，当实施例二中的传动装置引用于大臂10上时，所述大臂第一传动轮A不转动，当在外力驱动下，大臂100以第一轴11进行周向转动时，大臂第二传动轮B公转带动自传。因为大臂第二传动轮B与小臂20固连，所以小臂20绕第二轴12旋转。同理，小臂20绕第二轴12进行旋转，小臂带动小臂第一传动轮D绕轴21进行旋转(公转带动自传)。

【实施例五】

请参考图13-图14，本实施例五的机械手手臂的传动方法可采用实施例一、实施例二、实施例三以及实施例四中的传动装置以及机械手臂的结构。

如图13所示，所述机械手手臂包括大臂10、小臂20以及传动装置，所述传动装置包括第一传动轮100以及第二传动轮200，所述大臂10包括第一轴11以及第二轴12，所述第一传动轮100(可参考如上描述，设置于所述大臂上的第一传动轮定义为大臂第一传动轮A)设置于所述第一轴11上，所述第二传动轮200(可参考如上描述，设置于所述大臂上的第二传动轮定义为大臂第二传动轮B)设置于所述第二轴12上，所述小臂20包括第三轴21以及臂体22，另一个所述传动装置的第一传动轮100(可参考如上描述，设置于所述小臂上的第一传动轮定义为大臂第一传动轮C)设置于所述第三轴上。

机械手手臂的传动方法包括如下步骤：

S1：驱动机械手手臂的大臂11上的第一传动轮转动A(100)，所述驱动例如是一外部的电机与机械手手臂的大臂11电连接，进而驱动所述大臂11转动，当然，驱动方式还可以是人工操作，或者其他的电气控制方式。所述第一传动轮A(100)带动所述大臂上的第二传动轮转动B(200)；具体的传动方式可以参考实施例一中的描述，此处不再赘述。

S2：与所述第二传动轮B(200)连接的小臂20跟随所述第二传动轮B(200)运动，并以所述大臂10的第二轴12为中心周向转动，所述小臂20带动另一个传动装置的第一传动轮运动C(100)，所述小臂20上的另一个传动装置的所述第一传动轮自转C(100)，具体的传动方式可以参考实施例四中的描述，此处不再赘述。

或者，机械手手臂的传动方法还可以是如下步骤：

S1：驱动所述大臂10以所述大臂10的第一轴11为中心周向转动，所述大臂10上的第二传动轮B(200)跟随第二轴运动。

S2：与所述第二传动轮B(200)连接的小臂20跟随所述第二传动轮B(200)运动，并以所述大臂10的第二轴12为中心周向转动，所述小臂20带动另一个传动装置的第一传动轮运动C(100)，所述小臂20上的另一个传动装置的所述第一传动轮自转C(100)，具体的传动方式可以参考实施例四中的描述，此处不再赘述。

或者，机械手手臂的传动方法还可以是如下步骤：

S1：驱动机械手手臂的大臂11上的第一传动轮转动A(100)，所述第一传动轮A(100)带动所述大臂上的第二传动轮转动B(200)。同时，驱动所述大臂10以所述大臂10的第一轴11为中心周向转动，所述大臂10上的第二传动轮B(200)跟随第二轴运动。例如，所述第一传动轮A与第二传动轮B的直径相同，且同方向转动，即第一传动轮A顺时针转动时，第二传动轮B也顺时针转动。如果第一传动轮A的转速为某一数值ν，大臂10顺时针绕第一轴11转动，其转动速度也为某一数值ν，则第二传动轮B的转速为二倍的某一数值，即2ν。如果第一传动轮A的转速为某一数值ν，大臂10逆时针绕第一轴11转动，其转动速度也为某一数值ν，则第二传动轮B的转速为0。当然，所述第一传动轮A与大臂11的转速可以不相同，转动方向也可以不相同，以上只是用举例的方式表示其传动情况。

S2：与所述第二传动轮B(200)连接的小臂20跟随所述第二传动轮B(200)运动，并以所述大臂10的第二轴12为中心周向转动，所述小臂20带动另一个传动装置的第一传动轮运动C(100)，所述小臂20上的另一个传动装置的所述第一传动轮自转C(100)，具体的传动方式可以参考实施例四中的描述，此处不再赘述。

需要说明的是，本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用。

下面结合图1-12详细介绍所述机械手手臂的工作过程。

顺时针转动所述大臂第一传动轮A，所述大臂第二传动轮B随着所述大臂第一传动轮A发生同步顺时针的转动；所述大臂第二传动轮B转动，带动所述臂体22同步顺时针的转动，所述第三轴21随着所述臂体22转动，所述第三轴21带动所述小臂第一传动轮C沿所述小臂第二传动轮D周向顺时针转动(进行公转)，所述小臂第二传动轮D固定不转动，所述小臂第一传动轮C在其对应的第一传动单元300以及第二传动单元400的作用下，进行逆时针的转动(公转带动自传)。

综上所述，在本发明提供的一种传动装置、机械手手臂及机械手手臂的传动方法中，所述传动装置包括：第一传动轮、第二传动轮、第一传动单元以及第二传动单元；所述第一传动轮包括第一上层传动轮以及第一下层传动轮，所述第一上层传动轮与所述第一下层传动轮同轴设置；所述第二传动轮包括第二上层传动轮以及第二下层传动轮，所述第二上层传动轮与所述第二下层传动轮同轴设置；所述第一传动单元依次绕设于所述第一上层传动轮与所述第二上层传动轮上，所述第一传动单元的一端与所述第一上层传动轮连接，所述第一传动单元的另一端与所述第二上层传动轮连接；所述第二传动单元依次绕设于所述第一下层传动轮与所述第二下层传动轮，所述第二传动单元的一端与所述第一下层传动轮连接，所述第二传动单元的另一端与所述第二下层传动轮连接；其中，所述第一传动单元绕设于所述第一上层传动轮的方向与所述第二传动单元绕设于所述第一下层传动轮的方向相反，且所述第一传动单元绕设于所述第二上层传动轮的方向与所述第二传动单元绕设于所述第二下层传动轮的方向相反。如此设置，通过将第一传动单元与第二传动单元单独的设置在不同的传动轮上，使得所述第一传动单元或者第二传动单元能够单独传动，提高所述传动装置的传动负载，进而提高传动精度以及传动扭矩，进而提高了传动装置的传动稳定性和可靠性。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种传动装置，其特征在于，包括：第一传动轮、第二传动轮、第一传动单元以及第二传动单元；

所述第一传动轮包括第一上层传动轮以及第一下层传动轮，所述第一上层传动轮与所述第一下层传动轮同轴设置；

所述第二传动轮包括第二上层传动轮以及第二下层传动轮，所述第二上层传动轮与所述第二下层传动轮同轴设置；

所述第一传动单元依次绕设于所述第一上层传动轮与所述第二上层传动轮上，所述第一传动单元的一端与所述第一上层传动轮连接，所述第一传动单元的另一端与所述第二上层传动轮连接；所述第二传动单元依次绕设于所述第一下层传动轮与所述第二下层传动轮，所述第二传动单元的一端与所述第一下层传动轮连接，所述第二传动单元的另一端与所述第二下层传动轮连接；

其中，所述第一传动单元绕设于所述第一上层传动轮的方向与所述第二传动单元绕设于所述第一下层传动轮的方向相反，且所述第一传动单元绕设于所述第二上层传动轮的方向与所述第二传动单元绕设于所述第二下层传动轮的方向相反。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述传动装置还包括至少一个紧固单元，所述紧固单元设置于所述第一传动轮和/或所述第二传动轮上；用于限制或解锁所述第一上层传动轮与第一下层传动轮之间的相对转动，和/或用于限制或解锁所述第二上层传动轮与第二下层传动轮之间的相对转动。

3.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述紧固单元包括上紧固孔、下紧固孔以及紧固螺栓，所述上紧固孔沿轴向贯通设置于所述第一上层传动轮和/或所述第二上层传动轮上，所述下紧固孔沿轴向贯通设置于所述第一下层传动轮和/或所述第二下层传动轮上，所述紧固螺栓用于插设于所述上紧固孔与所述下紧固孔中，以限制所述第一上层传动轮与所述第一下层传动轮之间的相对转动；和/或，限制所述第二上层传动轮与所述第二下层传动轮之间的相对转动。

4.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述第一传动单元与所述第一传动轮或者所述第二传动轮之间形成的包角，以及，第二传动单元与所述第一传动轮或者所述第二传动轮之间形成的，满足如下公式：

其中，θ为所述包角，F为所述传动装置受到的拉力，v所述传动装置的线速度，q为所述第一传动单元或者所述第二传动单元的单位长度质量，μ为min{所述第一传动单元与所述第一传动单元的摩擦系数，所述第一传动单元与所述第一传动轮或者所述第二传动轮之间的摩擦系数}或者μ为min{所述第二传动单元与所述第二传动单元的摩擦系数，所述第二传动单元与所述第一传动轮或者所述第二传动轮之间的摩擦系数}，α为所述第一传动轮或者所述第二传动轮所需旋转的角度。

5.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述第一传动单元包括传动带和/或传动绳，或者所述第二传动单元包括传动带和/或传动绳。

6.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述第一传动单元绕所述第一上层传动轮与所述第二上层传动轮的缠绕方向相反，且所述第二传动单元绕所述第一下层传动轮与所述第二下层传动轮的缠绕方向相反；所述第一传动轮转动，驱动所述第二传动轮沿所述第一传动轮同向传动。

7.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述第一传动单元绕所述第一上层传动轮与所述第二上层传动轮的缠绕方向相反，且所述第二传动单元绕所述第一下层传动轮与所述第二下层传动轮的缠绕方向相反；所述第二传动轮固定不转，所述第一传动轮围绕所述第二传动轮周向转动，驱使所述第一传动轮自传。

8.一种机械手手臂，其特征在于，包括：根据权利要求1-7中任一项所述的传动装置；所述机械手手臂包括大臂，所述大臂包括第一轴以及第二轴；所述传动装置的第一传动轮设置于所述第一轴上；所述第二传动轮设置于所述第二轴上。

9.根据权利要求8所述的机械手手臂，其特征在于，所述机械手手臂还包括小臂以及另一个所述传动装置，所述小臂包括第三轴以及臂体，所述第三轴与所述臂体固定连接，所述臂体固定连接于所述大臂上的所述第二传动轮的外周；所述另一个传动装置的第一传动轮设置在所述第三轴上，所述另一个传动装置的第二传动轮固定设置在第二轴上。

10.一种机械手手臂的传动方法，其特征在于，所述机械手手臂包括大臂、小臂以及传动装置，所述传动装置包括第一传动轮以及第二传动轮，所述大臂包括第一轴以及第二轴，所述第一传动轮设置于所述第一轴上，所述第二传动轮设置于所述第二轴上，所述小臂包括第三轴以及臂体，另一个所述传动装置的第一传动轮设置于所述第三轴上，所述机械手手臂的传动方法包括如下步骤：

驱动机械手手臂的大臂上的第一传动轮转动，所述第一传动轮带动所述大臂上的第二传动轮转动；

和/或，驱动所述大臂以所述大臂的第一轴为中心周向转动，所述大臂上的第二传动轮跟随第二轴运动。

11.根据权利要求10所述的机械手手臂的传动方法，其特征在于，所述传动方法还包括：

与所述第二传动轮连接的小臂跟随所述第二传动轮运动，并以所述大臂的第二轴为中心周向转动，所述小臂带动另一个传动装置的第一传动轮运动，所述小臂上的另一个传动装置的所述第一传动轮自转。

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