CN206066485U - 一种渐开线球齿轮机械关节 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械领域，具体的说是一种渐开线球齿轮机械关节，包括一对渐开线球齿轮、球齿轮内支架、球齿轮外支架、球铰链支座、贯通式直线丝杆步进电机、支撑臂和U型支架，所述的一对渐开线球齿轮位于球齿轮内支架内部；所述的球齿轮内支架位于球齿轮外支架内部；所述的U型支架位于支撑臂上；所述的球铰链支座位于球齿轮外支架上。本实用新型具有两个传动自由度，渐开线球齿轮的齿环分布在球冠上，运动特征表现为一对节球作纯滚动，通过两个球面运动之间的变换，即可实现一对球作精确地定传动比球面运动，从而可以使各类仿生机械关节以及其它领域的渐开线球齿轮传动机构变得更加灵活。

Description

一种渐开线球齿轮机械关节

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种渐开线球齿轮机械关节。

背景技术

目前，各类机械关节以及其它领域的齿轮传动机构，它们都只能传递一维运动，只具备一个自由度，严重制约了各类机械关节以及其它领域的齿轮传动机构工作时的灵活性，所以，现在需要一种渐开线球齿轮机械关节，它具有两个传动自由度，相比传统机械关节只具备一个传动自由度的特点，渐开线球齿轮机械关节可以满足仿生机械运动关节的要求，通过两个球面运动之间的变换，即可实现一对球作精确地定传动比球面运动，从而使机械臂在工作时更加灵活。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供了一种渐开线球齿轮机械关节。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种渐开线球齿轮机械关节，包括一对渐开线球齿轮、球齿轮内支架、球齿轮外支架、两个球铰链支座、两个贯通式直线丝杆步进电机、支撑臂和两个U型支架，所述的一对渐开线球齿轮分别为一个中凸渐开线球齿轮和一个中凹渐开线球齿轮，且中凸渐开线球齿轮包括一个球齿轮伸出轴Ⅰ和一个球冠Ⅰ，球冠Ⅰ上的齿环呈环状连续排列，其母线为渐开线，中凸渐开线球齿轮的中心齿环为一个凸出的锥状回转体，所述的中凹渐开线球齿轮包括一个球齿轮伸出轴Ⅱ和一个球冠Ⅱ，球冠Ⅱ上的齿环呈环状连续排列，其母线为渐开线，中凹渐开线球齿轮的中心齿环为一个环形凹槽，两个齿轮中有一个齿轮的齿环进入另一个齿轮的齿环槽中，实现渐开线齿轮的啮合。

所述的一对渐开线球齿轮位于球齿轮内支架的内部，且中凸渐开线球齿轮与球齿轮内支架通过销钉Ⅰ进行连接，所述的球齿轮内支架位于球齿轮外支架内部，且球齿轮内支架与球齿轮外支架通过两个销钉Ⅱ进行连接，所述的销钉Ⅰ贯穿球冠Ⅰ，并且通过球冠Ⅰ的球心，所述的销钉Ⅰ的中心轴线与两个销钉Ⅱ之间的连线互相垂直。

所述的U型支架位于支撑臂上，且U型支架与支撑臂通过销钉Ⅲ进行连接，U型支架可以绕销钉Ⅲ的中心轴线转动；所述的贯通式直线丝杆步进电机与U型支架通过销钉Ⅳ进行连接，贯通式直线丝杆步进电机可以绕两个销钉Ⅳ之间的连线转动；所述的贯通式直线丝杆步进电机上的丝杆的末端为球体，且球体嵌入球铰链支座中；所述的球铰链支座位于球齿轮外支架上，且球铰链支座与球齿轮外支架通过螺栓进行固连，贯通式直线丝杆步进电机通过推拉固定在球齿轮外支架上的球铰链支座，进而带动渐开线球齿轮运动。

所述的支撑臂与球齿轮伸Ⅱ出轴通过焊接进行连接。

本实用新型的优点是：一种渐开线球齿轮机械关节具有两个传动自由度，运动特征表现为一对节球作纯滚动，因此可以满足仿生机械运动关节的要求，通过两个球面运动之间的变换，即可实现一对球作精确地定传动比球面运动，从而使机械臂在工作时更加灵活。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型的全剖示意图；

图3是本实用新型的球齿轮内支架、球齿轮外支架与球铰链支座的立体结构示意图；

图4是图3的右视图；

图5是本实用新型的中凸渐开线球齿轮的立体结构示意图；

图6是本实用新型的中凹渐开线球齿轮的立体结构示意图；

图7是本实用新型的U型支架立体结构示意图；

图中：1.渐开线球齿轮，2.球齿轮内支架，3.球齿轮外支架，4.球铰链支座，5.贯通式直线丝杆步进电机，6.支撑臂，7.U型支架，11.中凸渐开线球齿轮，111.球齿轮伸出轴Ⅰ，112.球冠Ⅰ，12.中凹渐开线球齿轮，121.球齿轮伸出轴Ⅱ，122.球冠Ⅱ，21.销钉Ⅰ，31.销钉Ⅱ，71.销钉Ⅲ，72.销钉Ⅳ，51.丝杆。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1、图2、图5和图6所示，一种渐开线球齿轮机械关节，包括一对渐开线球齿轮1、球齿轮内支架2、球齿轮外支架3、两个球铰链支座4、两个贯通式直线丝杆步进电机5、支撑臂6和两个U型支架7，所述的一对渐开线球齿轮1包括一个中凸渐开线球齿轮11和一个中凹渐开线球齿轮12，且中凸渐开线球齿轮11包括一个球齿轮伸出轴Ⅰ111和一个球冠Ⅰ112，球冠Ⅰ112上的齿环呈环状连续排列，其母线为渐开线，中凸渐开线球齿轮11的中心齿环为一个凸出的锥状回转体，所述的中凹渐开线球齿轮12包括一个球齿轮伸出轴Ⅱ121和一个球冠Ⅱ122，球冠Ⅱ122上的齿环呈环状连续排列，其母线为渐开线，中凹渐开线球齿轮12的中心齿环为一个环形凹槽，两个齿轮中有一个齿轮的齿环进入另一个齿轮的齿环槽中，实现渐开线齿轮的啮合。

如图1、图2、图3和图4所示，所述的一对渐开线球齿轮1位于球齿轮内支架2的内部，且中凸渐开线球齿轮11与球齿轮内支架2通过销钉Ⅰ21进行连接，所述的球齿轮内支架2位于球齿轮外支架3内部，且球齿轮内支架2与球齿轮外支架3通过两个销钉Ⅱ31进行连接，所述的销钉Ⅰ21贯穿球冠Ⅰ112，并且通过球冠Ⅰ112的球心，所述的销钉Ⅰ21的中心轴线与两个销钉Ⅱ31之间的连线互相垂直。

如图1、图4和图7所示，所述的U型支架7位于支撑臂6上，且U型支架7与支撑臂6通过销钉Ⅲ71进行连接，U型支架7可以绕销钉Ⅲ71的中心轴线转动；所述的贯通式直线丝杆步进电机5与U型支架7通过销钉Ⅳ72进行连接，贯通式直线丝杆步进电机5可以绕两个销钉Ⅳ72之间的连线转动；所述的贯通式直线丝杆步进电机5上的丝杆51的末端为球体，且球体嵌入球铰链支座4中；所述的球铰链支座4位于球齿轮外支架3上，且球铰链支座4与球齿轮外支架3通过螺栓进行固连，贯通式直线丝杆步进电机5通过推拉固定在球齿轮外支架3上的球铰链支座4，进而带动渐开线球齿轮1运动。

如图2所示，所述的支撑臂6与球齿轮伸出轴Ⅱ121通过焊接进行连接。

工作时，两个贯通式直线丝杆步进电机5上的丝杆51相互配合转动，丝杆51会相对于贯通式直线丝杆步进电机5的机身前后运动，两个丝杆51的运动通过球铰链支座4带动球齿轮外支架3和球齿轮内支架2共同运动，进而带动中凸渐开线球齿轮11运动，实现整个关节的运动。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种渐开线球齿轮机械关节，包括一对渐开线球齿轮(1)、球齿轮内支架(2)、球齿轮外支架(3)、两个球铰链支座(4)、两个贯通式直线丝杆步进电机(5)、支撑臂(6)和两个U型支架(7)，其特征在于：所述的一对渐开线球齿轮(1)分别为一个中凸渐开线球齿轮(11)和一个中凹渐开线球齿轮(12)，且两个齿轮中有一个齿轮的齿环进入另一个齿轮的齿环槽中，实现一对渐开线齿轮(1)的啮合；

所述的一对渐开线球齿轮(1)位于球齿轮内支架(2)的内部，且中凸渐开线球齿轮(11)与球齿轮内支架(2)通过销钉Ⅰ(21)进行连接，所述的球齿轮内支架(2)位于球齿轮外支架(3)内部，且球齿轮内支架(2)与球齿轮外支架(3)通过两个销钉Ⅱ(31)进行连接；

所述的U型支架(7)位于支撑臂(6)上，且U型支架(7)与支撑臂(6)通过销钉Ⅲ(71)进行连接；所述的贯通式直线丝杆步进电机(5)与U型支架(7)通过销钉Ⅳ(72)进行连接；所述的球铰链支座(4)位于球齿轮外支架(3)上，且球铰链支座(4)与球齿轮外支架(3)通过螺栓进行固连。

2.根据权利要求1所述的一种渐开线球齿轮机械关节，其特征在于：所述的中凸渐开线球齿轮(11)包括一个球齿轮伸出轴Ⅰ(111)和一个球冠Ⅰ(112)，且球冠Ⅰ(112)上的齿环呈环状连续排列，其母线为渐开线，中凸渐开线球齿轮(11)的中心齿环为一个凸出的锥状回转体。

3.根据权利要求1所述的一种渐开线球齿轮机械关节，其特征在于：所述的中凹渐开线球齿轮(12)包括一个球齿轮伸出轴Ⅱ(121)和一个球冠Ⅱ(122)，且球冠Ⅱ(122)上的齿环呈环状连续排列，其母线为渐开线，中凹渐开线球齿轮(12)的中心齿环为一个环形凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种渐开线球齿轮机械关节，其特征在于：所述的销钉Ⅰ(21)贯穿球冠Ⅰ(112)，且通过球冠Ⅰ(112)的球心；所述的销钉Ⅰ(21)的中心轴线与两个销钉Ⅱ(31)之间的连线互相垂直。

5.根据权利要求1所述的一种渐开线球齿轮机械关节，其特征在于：所述的支撑臂(6)与球齿轮伸出轴Ⅱ(121)通过焊接进行连接。

6.根据权利要求1所述的一种渐开线球齿轮机械关节，其特征在于：所述的贯通式直线丝杆步进电机(5)上的丝杆(51)的末端为球体。