CN1955514A - 一种机械驱动方法及使用该方法的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种机械驱动方法以及使用该方法的驱动装置该方法主要利用由动力源控制的两个动力轴分别带动与之连接的曲柄滑杆机构运动，驱动所述曲柄滑杆机构前端的推杆摆动，实现动力的输出传递。使用本方法的驱动装置包括动力箱驱动的两个曲柄机构、滑杆机构及推杆，曲柄机构的端部分别与滑杆机构的两个滑杆铰接，滑杆前端分别与推杆尾部的联结轴铰接。本发明的方法可根据需要调整传递功率大小，简单易行，装置便于加工；而且本驱动装置成本低廉，应用范围广，寿命长，性能可靠；尤其是应用于机械自动化领域具有十分明显的优势。

Description

一种机械驱动方法及使用该方法的驱动装置

技术领域：本发明属于机械驱动领域，涉及一种机械驱动方法以及使用该方法的驱动装置。

背景技术：现有技术里机械驱动方式主要包括液压和齿轮传递，但是在工业机器人中的应用不是很广泛；其中液压传动的使用范围有所限制，主要适用于大型传动系统；齿轮传动应用最为广泛，几乎所有动力的驱动传递都可以采用齿轮传递，但轮齿加工工艺复杂，易磨损，损耗大，而且结构一般都比较复杂，在动力的传递过程动力消耗较多，齿轮啮合的工艺性较强，某些领域的应用就会成本过大，使用寿命较短。

通常用于半导体器件制造设备的输送作用的工业机器人或者多个关节工业机器人是一般是多个旋转关节连接起来的多个臂之间借助驱动各旋转关节的马达的驱动力进行运动。例如专利号为02144076.x，名称为“多关节机器人及其臂装置”的发明专利，公布了一种多关节机器人臂，包括安装在工厂地板上的安装基座和通过旋转关节连接的多个臂，用于控制设置在各个臂上马达的控制电路设置在相应的臂上，并由控制信号电缆连接到主控电路和控制电路之间且传输用于控制马达的控制信号。该多关节机器人臂由于对控制马达的要求高，也导致造价很高，另外此类结构也存在着使用寿命较短的问题。

发明内容：本发明为了解决现有技术结构复杂、使用寿命较短、造价高的问题，提出了一种机械驱动方法，该方法主要利用由动力源控制的两个动力轴分别带动与之连接的曲柄滑杆机构运动，驱动所述曲柄滑杆机构前端的推杆做摆动或弧线运动；从而实现动力的输出传递。

上述两个动力轴间存在转速或者旋转角度差异时，分别带动与之连接的所述曲柄滑杆机构运动并形成位移差，共同驱动所述推杆摆动；上述两动力轴的转速差异或者旋转角度相同时，驱动所述推杆做弧线运动或圆周运动。

上述推杆的运动角度的大小与两滑杆的间距成正比。

使用上述方法的驱动装置包括动力箱驱动的两个曲柄机构、滑杆机构及推杆，所述曲柄机构的端部分别与所述滑杆机构的两个滑杆铰接，两个滑杆前端分别与推杆尾部的联结轴铰接。

上述装置独立使用时所述推杆直接接驱动终端。

上述装置作为一个单元，两个以上并联或串连使用。

上述装置的串连是通过所述推杆与下一个所述驱动装置的动力箱联接依次进行串连。

上述滑杆通过所述动力箱上位于所述曲柄机构前端的限位轴分别限位。

上述限位轴固定连接在所述动力箱的箱体上

上述限位轴与所述动力箱的箱体滑动连接，位于所述动力箱上的滑槽内。

本发明的方法简单易行，工艺简单，便于加工；使用该发明方法的驱动装置克服了现有技术中存在的结构复杂、工艺要求及造价高的问题，而且使用范围较广，本发明可根据需要调整传递功率大小，结构简单，造价低廉，使用寿命长，性能可靠；尤其是应用于机械自动化领域具有十分明显的优势。

附图说明：图1是本发明驱动装置实施例一的结构示意图；

图2是本发明驱动装置实施例二的结构示意图；

图3是本发明驱动装置实施例三的结构示意图；

图4是本发明驱动装置实施例4的结构示意图。

具体实施方式：

本发明的机械驱动方法主主要利用由动力源控制的两个动力轴分别带动与之连接的曲柄滑杆机构运动，共同驱动该曲柄滑杆机构前端的推杆做摆动或弧线运动；从而实现动力的输出传递。当动力源控制的两个动力轴间存在转速差异或者旋转角度不同时，分别带动与之连接的曲柄滑杆机构运动并形成位移差，驱动曲柄滑杆机构前端的推杆摆动，摆动角度的大小与两滑杆的间距成正比；当动力源控制的两个动力轴间的转速差异或者旋转角度相同时，驱动推杆做弧线运动或圆周运动，从而实现动力的输出传递。为了达到立体驱动的效果，可以通过并联或者串连方式实现，将其视为一个工作单元，通过前端推杆与另一工作单元的动力箱连接，根据需要可以串连多个或者多角度串连。

使用本方法的驱动装置单元如图1所示，包括动力箱1驱动的两个曲柄机构2、12、滑杆机构及推杆6，曲柄机构2、12的端部分别与滑杆机构的两个滑杆4、11铰接，滑杆4、11前端分别与推杆6尾部的联结轴5、9铰接。如图2所示，动力箱1中可以设置动力源21、22，也可以设置一只动力源25分别驱动两曲柄机构2、12。如图1、图2所示，其工作过程为：动力源22、21分别驱动曲柄机构2和曲柄机构12以一定的旋转角度或一定的转速转动时，曲柄机构2、12分别带动滑杆4、10前后移动，从而驱动推杆6做弧线运动或圆周运动；当曲柄机构2和曲柄机构12的转速旋转角度或者转速相同时，滑杆4和滑杆10的位移相同，尾部左右端分别与曲柄机构2、12铰接的推杆6左右位移相同；当曲柄机构12的转速大于曲柄机构2的转速时，相同时间内滑杆10的位移大于滑杆4的位移，导致推杆6尾部左右位移不等，右边移动矢量大于左边，故驱动推杆6向右摆动；同理，当曲柄机构2的转速大于曲柄机构12的转速时，驱动推杆6向左摆动。

推杆6的摆动幅度与滑杆4和滑杆10的间距成正比，可以通过调整滑杆的间距来变换推杆的摆动幅度。如图3所示，滑杆4和滑杆10可通过动力箱1上位于曲柄机构2、12前端的限位轴3、11分别限位；采用限位轴后可以利用普通马达即可达到本发明的驱动目的。限位轴3、11可以固定连接在动力箱1的箱体上，也可以与动力箱1的箱体滑动连接，在动力箱1上的滑槽23内滑移。当限位轴3、11限位时，推杆6的运动幅度同时也受限位轴3、11的限制。

本发明的又一种实施例如图4所示，取消限位轴3、11的限制，推杆6的运动轨迹更加多样化。

为了扩展功能，该装置可独立使用，也可以作为一个单元，两个或两个以上并联或者串连使用。独立或并联使用时推杆6的前端是动力输出终端，直接接驱动终端；当该装置作为一个单元串连或并联时，推杆6就可以是中端，通过联接孔7、8与下一个驱动装置单元的动力箱的联接轴联接进行串连，根据需要可依次串连多个，同时还可以改变推杆与动力箱的联接角度，从而达到不同方向的动力传递，实现立体驱动。可以实现各个方向的弯曲摆动。

该方法和装置可以适用于机械自动化领域的所有动力的驱动传递，尤其在机器人、机械臂、以及电动玩具等具有十分广泛的应用范围。例如机器人的行走、摆动、转动、弯曲等等各种动作的完成，均可以采用本方法和装置达到；如当把两个该装置单元并联，沿着竖直方向相互垂直安装在机器人头部，每个装置单元的驱动端即推杆前端与该机器人的头部固定连接，即可控制机器人低头、抬头以及左右摆头的动作，如若沿水平方向安装一个该装置单元，则可以控制机器人头部的旋转。再如：要实现蛇行动作，则可以将多个装置单元进行串连。

本发明方法克服了现有技术中存在的成本高、结构复杂、工艺要求较高的问题，使得成本大大降低，符合中国的国情，而且使用范围较广，还可根据需要调整传递功率大小，结构简单，使用寿命长，性能可靠；尤其是应用于机械自动化领域具有十分明显的优势。

Claims (10)

1、一种机械驱动方法，其特征在于：所述方法主要利用由动力源控制的两个动力轴分别带动与之连接的曲柄滑杆机构运动，共同驱动所述曲柄滑杆机构前端的推杆沿平面运动；从而实现动力的输出传递。

2、如权利要求1所述的机械驱动方法，其特征在于：所述两个动力轴间存在转速或者旋转角度差异时，分别带动与之连接的所述曲柄滑杆机构运动并形成位移差，共同驱动所述推杆摆动；或者所述两动力轴的转速差异或者旋转角度相同时，驱动所述推杆做弧线运动或圆周运动。

3、如权利要求1或2所述的机械驱动方法，其特征在于：所述运动角度的大小与两滑杆的间距成正比。

4、一种使用如权利要求1或2所述的机械驱动方法的驱动装置，其特征在于：所述装置包括动力箱驱动的两个曲柄机构(2)、(12)、滑杆机构及推杆(6)，曲柄机构(2)、(12)的端部分别与滑杆机构的两个滑杆(4)、(11)铰接，滑杆(4)、(11)前端分别与推杆(6)尾部的联结轴(5)、(9)铰接。

5、如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于：所述装置独立使用，所述推杆(6)接驱动终端。

6、如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于：所述装置作为一个单元，两个以上并联或串连使用。

7、如权利要求6所述的驱动装置，其特征在于：所述装置的串连是通过所述推杆(6)与下一个所述驱动装置的动力箱联接依次进行串连。

8、如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于：所述滑杆(4)、(11)通过所述动力箱(1)、上位于所述曲柄机构(2)、(12)前端的限位轴(5)、(10)分别限位。

9、如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于：所述限位轴(5)、(10)固定连接在所述动力箱(1)的箱体上

10、如权利要求4所述的驱动装置，其特征在于：所述限位轴(5)、(10)与所述动力箱(1)的箱体滑动连接，位于所述动力箱(1)上的滑槽(23)内。

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