專利名稱：自重構(gòu)自修復(fù)機器人基本模塊空間傳動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種機器人技術(shù)領(lǐng)域的傳動機構(gòu)，具體是一種自重構(gòu)自修復(fù)機器人基本模塊空間傳動機構(gòu)。
背景技術(shù)：
三維同構(gòu)的自重構(gòu)機器人，由于同構(gòu)性，需把運動等同的傳遞到六個均布的方向上，該空間傳動機構(gòu)的設(shè)計是基本模塊內(nèi)部機構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，Haruhisa Kurokawa等人在《IntelligentRobots and Systems，1998.Proceedings.，1998 IEEE/RSJ InternationalConference》(《工程中的人工智能》)，1998年第02期，P860-865，撰文“A3-Dself-reconfigurable structure and experiments”(“一個三維自重構(gòu)機器人的結(jié)構(gòu)和實驗”)，該文章介紹了一種傳動機構(gòu)，此傳動是通過調(diào)速帶將運動傳遞到12個傳動軸，每一對軸都靠近基體的角落安裝，雖然有其可用之處，但是空間機構(gòu)比較復(fù)雜，并且多采用帶傳動，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，空間占用大，且需要帶的張緊結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)起來較為煩瑣，困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種自重構(gòu)自修復(fù)機器人基本模塊空間傳動機構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)緊湊、空間布置合理，是一種全齒輪傳動機構(gòu)，從而為解決背景技術(shù)中存在的問題提出了一種新穎的解決方案。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括殼體，大錐形齒輪組，小錐形齒輪組，傳動軸，離合裝置，電機，其連接方式為電機的法蘭固定在殼體上，小錐形齒輪組一端與電機的輸出軸相連，另一端與傳動軸通過鍵相連，同時大錐形齒輪組也通過鍵與此傳動軸連接，傳動軸的兩端各設(shè)一個離合裝置，大錐形齒輪組和小錐形齒輪組的四個輸出端也各設(shè)一個離合裝置。
大錐形齒輪組包括三個錐形齒輪，第一、第二輸出軸，其連接方式為第二錐形齒輪與傳動軸靠鍵相連，該鍵把傳動軸的轉(zhuǎn)動傳遞給第二錐形齒輪，第二錐形齒輪分別與相互垂直的第一、第三錐形齒輪嚙合，第一、第三錐形齒輪用鍵與第一、第二輸出軸相連，把傳動軸的轉(zhuǎn)動經(jīng)過換向傳遞到第一、第二輸出軸上，使輸出軸與電機同步旋轉(zhuǎn)。
小錐形齒輪組包括小齒輪，聯(lián)體齒輪，第一、第二小錐形齒輪，第三、第四輸出軸，其連接方式為小齒輪用鍵固連在電機輸出軸上，用來傳遞運動，小齒輪與聯(lián)體齒輪嚙合，聯(lián)體齒輪用鍵連接在傳動軸的一端，分別與相互垂直的第一、第二小錐形齒輪嚙合，兩個小錐形齒輪用鍵與第三、第四輸出軸相連，這樣把電機的轉(zhuǎn)動傳遞到三個不同方向，從而可用一個電機控制六個方向的運動。
本發(fā)明針對三維、同構(gòu)的自重構(gòu)自修復(fù)機器人的空間運動特點設(shè)計了基本模塊的空間傳動機構(gòu)，完成了將電機旋轉(zhuǎn)運動無差別傳遞到六個不同方向上的動作，由于全部采用齒輪傳動，具有精確傳動比，且使基本模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊。通過一個聯(lián)體錐齒輪，巧妙的將運動分解為六個方向。
本發(fā)明工作時，電機軸旋轉(zhuǎn)，固連在電機輸出軸上的小錐形齒輪組中的小齒輪旋轉(zhuǎn)，小錐形齒輪組中的小齒輪與小錐形齒輪組中的聯(lián)體齒輪嚙合，從而使聯(lián)體齒輪旋轉(zhuǎn)，聯(lián)體齒輪分別與相互垂直的兩個小錐形齒輪嚙合，由于聯(lián)體齒輪用鍵連接在傳動軸的一端，兩個小錐形齒輪用鍵與兩個輸出軸相連，則電機的運動帶動傳動軸的運動及兩個輸出軸的運動；傳動軸的另一端用鍵連著大錐形齒輪組中的一個大錐形齒輪，大錐形齒輪分別與相互垂直的第一、第三錐形齒輪嚙合，從而把旋轉(zhuǎn)運動傳遞到大錐形齒輪組，使與其相連的輸出軸轉(zhuǎn)動，從而把電機的運動傳遞到一個傳動軸及四個輸出軸上，傳動軸的兩端以及四個輸出軸上各安裝一個離合裝置，用來控制將運動輸出到某個特定的面上與否，可以控制六個方向不同時刻的旋轉(zhuǎn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有明顯的創(chuàng)新性和優(yōu)越性，體現(xiàn)在空間結(jié)構(gòu)緊湊，零件數(shù)目較少，易于實現(xiàn)、安裝，固定并且傳動比準(zhǔn)確，通過六個相互嚙合的錐形齒輪實現(xiàn)空間六個方向的運動是一個新穎的思想。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明小錐形齒輪組結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括殼體1，大錐形齒輪組2，小錐形齒輪組3，傳動軸4，離合裝置5，電機6，其連接方式為電機6的法蘭固定在殼體1上，小錐形齒輪組3一端與電機6的輸出軸相連，另一端與傳動軸4通過鍵相連，同時大錐形齒輪組2也通過鍵與此傳動軸4連接，傳動軸4的兩端各設(shè)一個離合裝置5，大錐形齒輪組2和小錐形齒輪組3的四個輸出端也各設(shè)一個離合裝置5。電機6的運動首先傳遞到小錐形齒輪組3，小錐形齒輪組3又通過傳動軸4將運動傳遞到大錐形齒輪組2上，最后通過離合裝置5就將運動傳遞到了六個方向的面上。
大錐形齒輪組2包括第一錐形齒輪7，第二錐形齒輪8，第三錐形齒輪9，兩個輸出軸10，其連接方式為第二錐形齒輪8與傳動軸4靠鍵相連，把傳動軸4的轉(zhuǎn)動傳遞給第二錐形齒輪8，第二錐形齒輪8分別與相互垂直的第一錐形齒輪7及第三錐形齒輪9嚙合，第一錐形齒輪7、第三錐形齒輪9用鍵與兩個輸出軸10相連。
小錐形齒輪組3包括小齒輪11，聯(lián)體齒輪12，第一小錐形齒輪13，第二小錐形齒輪14，兩個輸出軸15，其連接方式為小齒輪11用鍵固連在電機6輸出軸上，小齒輪11與聯(lián)體齒輪12嚙合，聯(lián)體齒輪12用鍵連接在傳動軸4的一端，分別與相互垂直的第一小錐形齒輪13及第二小錐形齒輪14嚙合，第一小錐形齒輪13、第二小錐形齒輪14用鍵與兩個輸出軸15相連。
權(quán)利要求
1.一種自重構(gòu)機器人基本模塊的空間傳動機構(gòu)，包括殼體(1)、傳動軸(4)、離合裝置(5)、電機(6)，其特征在于，還包括大錐形齒輪組(2)、小錐形齒輪組(3)，電機(6)的法蘭固定在殼體(1)上，小錐形齒輪組(3)一端與電機(6)的輸出軸相連，另一端與傳動軸(4)通過鍵相連，同時大錐形齒輪組(2)也通過鍵與此傳動軸(4)連接，傳動軸(4)的兩端各設(shè)一個離合裝置(5)，大錐形齒輪組(2)和小錐形齒輪組(3)的四個輸出端也各設(shè)一個離合裝置(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自重構(gòu)機器人基本模塊的空間傳動機構(gòu)，其特征是，大錐形齒輪組(2)包括錐形齒輪(7)、錐形齒輪(8)、錐形齒輪(9)、兩個輸出軸(10)，第二錐形齒輪(8)與傳動軸4靠鍵相連，第二錐形齒輪(8)分別與相互垂直的第一錐形齒輪(7)及第三錐形齒輪(9)嚙合，第一錐形齒輪(7)、第三錐形齒輪(9)用鍵與兩個輸出軸(10)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自重構(gòu)機器人基本模塊的空間傳動機構(gòu)，其特征是，小錐形齒輪組(3)包括小齒輪(11)、聯(lián)體齒輪(12)、小錐形齒輪(13)、小錐形齒輪(14)、兩個輸出軸(15)，小齒輪(11)用鍵固連在電機(6)輸出軸上，小齒輪(11)與聯(lián)體齒輪(12)嚙合，聯(lián)體齒輪(12)用鍵連接在傳動軸(4)的一端，分別與相互垂直的小錐形齒輪(13)及小錐形齒輪(14)嚙合，小錐形齒輪(13)、小錐形齒輪(14)用鍵與兩個輸出軸(15)相連。
全文摘要
一種自重構(gòu)機器人基本模塊的空間傳動機構(gòu)，用于機械電子裝置技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括殼體，大錐形齒輪組，小錐形齒輪組，傳動軸，離合裝置，電機，其連接方式為電機的法蘭固定在殼體上，小錐形齒輪組一端與電機的輸出軸相連，另一端與傳動軸通過鍵相連，同時大錐形齒輪組也通過鍵與此傳動軸連接，傳動軸的兩端各設(shè)一個離合裝置，大錐形齒輪組和小錐形齒輪組的四個輸出端也各設(shè)一個離合裝置。本發(fā)明是在分析自重構(gòu)自修復(fù)機器人的運動特點后，設(shè)計了一種空間的運動傳遞機構(gòu)，通過該機構(gòu)，可以使得自重構(gòu)自修復(fù)機器人安裝簡單、結(jié)構(gòu)緊湊，完成六個方向運動的分解，進而完成基本模塊每一個方向任何時刻的旋轉(zhuǎn)運動。
文檔編號B25J9/10GK1709658SQ20051002732
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者董慶雷, 費燕瓊, 夏平 申請人:上海交通大學(xué)