專利名稱：兩個自由度的機械臂關(guān)節(jié)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機械臂關(guān)節(jié)模塊。
背景技術(shù)：
多功能機械臂的設(shè)計，其關(guān)鍵側(cè)重點在于機械臂關(guān)節(jié)的設(shè)計。目前歐美包 括日本的機器人關(guān)節(jié)多用單軸組合構(gòu)成。在機械臂關(guān)節(jié)的制作中，自由度的同 心是一個比較難保證的環(huán)節(jié)，若要嚴格保證其同心，需要比較復(fù)雜的精密機械 結(jié)構(gòu)的支持， 一旦兩個自由度不同心，將會給系統(tǒng)的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的強度提出 更高的要求，同時也會提高了控制的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有機械臂關(guān)節(jié)為單軸組合構(gòu)成，幾個自由度間 不同心，控制難度大和連接復(fù)雜的問題，提供了一種兩個自由度的機械臂關(guān)節(jié) 模塊。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是所述機械臂關(guān)節(jié)模塊由立 方箱體、第一輸出轉(zhuǎn)盤、第二輸出轉(zhuǎn)盤、第一隨動轉(zhuǎn)盤、第二隨動轉(zhuǎn)盤、第一 輸出轉(zhuǎn)軸、第一齒輪、第一減速機構(gòu)、第二齒輪、第一電機、第二輸出轉(zhuǎn)軸、 第三齒輪、第二減速機構(gòu)、第四齒輪、第二電機、第一固定架和第二固定架構(gòu) 成，所述立方箱體的左側(cè)壁、右側(cè)壁、上端面、下端面分別定義為第一側(cè)壁、 第二側(cè)壁、第一端面和第二端面，所述立方箱體內(nèi)設(shè)有第一固定架和第二固定 架，所述第一固定架與第一側(cè)壁平行，所述第二固定架與第一端面平行，所述 第一輸出轉(zhuǎn)盤的小直徑端通過軸承固定在第一側(cè)壁上并與第一輸出轉(zhuǎn)軸傳動 連接，所述第一輸出轉(zhuǎn)軸固定在第一固定架上，所述第一輸出轉(zhuǎn)盤的大直徑端 位于第一側(cè)壁設(shè)有的凹槽內(nèi)，所述第一隨動轉(zhuǎn)盤的小直徑端通過軸承裝在第二 側(cè)壁上，所述第一輸出轉(zhuǎn)盤的大直徑外端面上設(shè)有兩個與機械臂相對應(yīng)的第一 通孔，所述第一隨動轉(zhuǎn)盤的大直徑外端面上設(shè)有兩個與機械臂相對應(yīng)的第二通 孔，所述第一齒輪與第一輸出轉(zhuǎn)軸固接，所述第一齒輪與第一減速機構(gòu)的輸入 端嚙合，所述第一減速機構(gòu)的輸出端與第二齒輪嚙合，所述第一減速機構(gòu)固裝 在第一固定架上，所述第二齒輪裝在第一電機的輸出軸上；所述第二輸出轉(zhuǎn)盤的小直徑端通過軸承固定在第一端面上并與第二輸出轉(zhuǎn)軸傳動連接，所述第二 輸出轉(zhuǎn)軸固定在第二固定架上，所述第二輸出轉(zhuǎn)盤的大直徑端位于第一端面設(shè) 有的凹槽內(nèi)，所述第二隨動轉(zhuǎn)盤的小直徑端通過軸承裝在與第二端面上，所述 第二隨動轉(zhuǎn)盤的大直徑端位于第二端面設(shè)有的凹槽內(nèi)，所述第二輸出轉(zhuǎn)盤的大
直徑外端面上設(shè)有兩個與機械臂相對應(yīng)的第三通孔，所述第二隨動轉(zhuǎn)盤的大直 徑外端面上設(shè)有兩個與機械臂相對應(yīng)的第四通孔，所述第三齒輪與第二輸出轉(zhuǎn) 軸固接，所述第三齒輪與第二減速機構(gòu)的輸入端嚙合，所述第二減速機構(gòu)的輸 出端與第四齒輪嚙合，所述第二減速機構(gòu)固裝在第二固定架上，所述第四齒輪 裝在第二電機的輸出軸上。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、便于控制、造價 低。本發(fā)明采用兩個輸出轉(zhuǎn)軸同心設(shè)置，可以單獨控制電機的轉(zhuǎn)動來控制兩個 輸出轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)角，可以保證兩個自由度之間的同心，減小了控制難度。 此外，由于設(shè)有與機械臂連接的通孔，方便拆卸與安裝。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的機械臂關(guān)節(jié)模 塊由立方箱體l、第一輸出轉(zhuǎn)盤2、第二輸出轉(zhuǎn)盤3、第一隨動轉(zhuǎn)盤4、第二隨
動轉(zhuǎn)盤5、第一輸出轉(zhuǎn)軸6、第一齒輪7、第一減速機構(gòu)24、第二齒輪IO、第 一電機ll、第二輸出轉(zhuǎn)軸12、第三齒輪13、第二減速機構(gòu)25、第四齒輪16、 第二電機17、第一固定架18和第二固定架19構(gòu)成，所述立方箱體1的左側(cè) 壁、右側(cè)壁、上端面、下端面分別定義為第一側(cè)壁1-1、第二側(cè)壁1-2、第一 端面1-3和第二端面1-4，所述立方箱體1內(nèi)設(shè)有第一固定架18和第二固定架 19，所述第一固定架18與第一側(cè)壁1-1平行，所述第二固定架19與第一端面 1-3平行，所述第一輸出轉(zhuǎn)盤2的小直徑端通過軸承固定在第一側(cè)壁1-1上并 與第一輸出轉(zhuǎn)軸6傳動連接，所述第一輸出轉(zhuǎn)軸6固定在第一固定架18上， 所述第一輸出轉(zhuǎn)盤2的大直徑端位于第一側(cè)壁1-1設(shè)有的凹槽內(nèi)，所述第一隨 動轉(zhuǎn)盤4的小直徑端通過軸承裝在第二側(cè)壁1-2上，所述第一輸出轉(zhuǎn)盤2的大 直徑外端面上設(shè)有兩個與機械臂相對應(yīng)的第一通孔20，所述第一隨動轉(zhuǎn)盤4的大直徑外端面上設(shè)有兩個與機械臂相對應(yīng)的第二通孔21，所述第一齒輪7 與第一輸出轉(zhuǎn)軸6固接，所述第一齒輪7與第一減速機構(gòu)24的輸入端嚙合， 所述第一減速機構(gòu)24的輸出端與第二齒輪10嚙合，所述第一減速機構(gòu)24固 裝在第一固定架18上，所述第二齒輪10裝在第一電機11的輸出軸上；所述 第二輸出轉(zhuǎn)盤3的小直徑端通過軸承固定在第一端面上1-3并與第二輸出轉(zhuǎn)軸 12傳動連接，所述第二輸出轉(zhuǎn)軸12固定在第二固定架19上，所述第二輸出 轉(zhuǎn)盤3的大直徑端位于第一端面1-3設(shè)有的凹槽內(nèi)，所述第二隨動轉(zhuǎn)盤5的小 直徑端通過軸承裝在與第二端面1-4上，所述第二隨動轉(zhuǎn)盤5的大直徑端位于 第二端面l-4設(shè)有的凹槽內(nèi)，所述第二輸出轉(zhuǎn)盤3的大直徑外端面上設(shè)有兩個 與機械臂相對應(yīng)的第三通孔22，所述第二隨動轉(zhuǎn)盤5的大直徑外端面上設(shè)有 兩個與機械臂相對應(yīng)的第四通孔23，所述第三齒輪13與第二輸出轉(zhuǎn)軸12固 接，所述第三齒輪13與第二減速機構(gòu)25的輸入端嚙合，所述第二減速機構(gòu) 25的輸出端與第四齒輪16嚙合，所述第二減速機構(gòu)25固裝在第二固定架19 上，所述第四齒輪16裝在第二電機17的輸出軸上。
具體實施方式
二結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的所述第一減速 機構(gòu)24由第一差速齒輪組8和多個第一差速齒輪轉(zhuǎn)軸9構(gòu)成，所述第一差速 齒輪組8中的齒輪套裝在對應(yīng)的第一差速齒輪轉(zhuǎn)軸9上，所述第一差速齒輪組 8的齒輪個數(shù)和傳動比根據(jù)機械臂的單軸扭矩和轉(zhuǎn)速參數(shù)選取，此種連接結(jié)構(gòu) 與機械臂的參數(shù)相對應(yīng)，整體拆裝方便，便于維護。其他組成及連接關(guān)系與具 體實施方式一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的所述第二減速 機構(gòu)25由第二差速齒輪組14和多個第二差速齒輪轉(zhuǎn)軸15構(gòu)成，所述第二差 速齒輪組14中的齒輪套裝在對應(yīng)的第二差速齒輪轉(zhuǎn)軸15上，所述第二差速齒 輪組14的齒輪個數(shù)和傳動比根據(jù)機械臂的單軸扭矩和轉(zhuǎn)速參數(shù)選取，此種連 接結(jié)構(gòu)與機械臂的參數(shù)相對應(yīng)，整體拆裝方便，便于維護。其他組成及連接關(guān) 系與具體實施方式
一相同。
工作原理將機械臂分別通過第一通孔20、第二通孔21、第三通孔22 和第四通孔23與立方箱體1固定，分別驅(qū)動第一電機11與第二電機17，第 一電機11的輸出軸帶動第二齒輪10，所述第二齒輪10與第一減速機構(gòu)24傳
6動連接，第一減速機構(gòu)24帶動第一齒輪7與第一輸出轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動，從而控制 第一輸出轉(zhuǎn)盤2和第一隨動轉(zhuǎn)盤4轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)角，即控制機械臂；第二電機17 的輸出軸帶動第四齒輪16，所述第四齒輪16與第二減速機構(gòu)25傳動連接， 第二減速機構(gòu)25帶動第三齒輪13與第二輸出轉(zhuǎn)軸12轉(zhuǎn)動，從而控制第二輸 出轉(zhuǎn)盤3和第二隨動轉(zhuǎn)盤5轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)角，即控制機械臂。
權(quán)利要求
1.一種兩個自由度的機械臂關(guān)節(jié)模塊，其特征在于所述機械臂關(guān)節(jié)模塊由立方箱體(1)、第一輸出轉(zhuǎn)盤(2)、第二輸出轉(zhuǎn)盤(3)、第一隨動轉(zhuǎn)盤(4)、第二隨動轉(zhuǎn)盤(5)、第一輸出轉(zhuǎn)軸(6)、第一齒輪(7)、第一減速機構(gòu)(24)、第二齒輪(10)、第一電機(11)、第二輸出轉(zhuǎn)軸(12)、第三齒輪(13)、第二減速機構(gòu)(25)、第四齒輪(16)、第二電機(17)、第一固定架(18)和第二固定架(19)構(gòu)成，所述立方箱體(1)的左側(cè)壁、右側(cè)壁、上端面、下端面分別定義為第一側(cè)壁(1-1)、第二側(cè)壁(1-2)、第一端面(1-3)和第二端面(1-4)，所述立方箱體(1)內(nèi)設(shè)有第一固定架(18)和第二固定架(19)，所述第一固定架(18)與第一側(cè)壁(1-1)平行，所述第二固定架(19)與第一端面(1-3)平行，所述第一輸出轉(zhuǎn)盤(2)的小直徑端通過軸承固定在第一側(cè)壁(1-1)上并與第一輸出轉(zhuǎn)軸(6)傳動連接，所述第一輸出轉(zhuǎn)軸(6)固定在第一固定架(18)上，所述第一輸出轉(zhuǎn)盤(2)的大直徑端位于第一側(cè)壁(1-1)設(shè)有的凹槽內(nèi)，所述第一隨動轉(zhuǎn)盤(4)的小直徑端通過軸承裝在第二側(cè)壁(1-2)上，所述第一輸出轉(zhuǎn)盤(2)的大直徑外端面上設(shè)有兩個與機械臂相對應(yīng)的第一通孔(20)，所述第一隨動轉(zhuǎn)盤(4)的大直徑外端面上設(shè)有兩個與機械臂相對應(yīng)的第二通孔(21)，所述第一齒輪(7)與第一輸出轉(zhuǎn)軸(6)固接，所述第一齒輪(7)與第一減速機構(gòu)(24)的輸入端嚙合，所述第一減速機構(gòu)(24)的輸出端與第二齒輪(10)嚙合，所述第一減速機構(gòu)(24)固裝在第一固定架(18)上，所述第二齒輪(10)裝在第一電機(11)的輸出軸上；所述第二輸出轉(zhuǎn)盤(3)的小直徑端通過軸承固定在第一端面上(1-3)并與第二輸出轉(zhuǎn)軸(12)傳動連接，所述第二輸出轉(zhuǎn)軸(12)固定在第二固定架(19)上，所述第二輸出轉(zhuǎn)盤(3)的大直徑端位于第一端面(1-3)設(shè)有的凹槽內(nèi)，所述第二隨動轉(zhuǎn)盤(5)的小直徑端通過軸承裝在與第二端面(1-4)上，所述第二隨動轉(zhuǎn)盤(5)的大直徑端位于第二端面(1-4)設(shè)有的凹槽內(nèi)，所述第二輸出轉(zhuǎn)盤(3)的大直徑外端面上設(shè)有兩個與機械臂相對應(yīng)的第三通孔(22)，所述第二隨動轉(zhuǎn)盤(5)的大直徑外端面上設(shè)有兩個與機械臂相對應(yīng)的第四通孔(23)，所述第三齒輪(13)與第二輸出轉(zhuǎn)軸(12)固接，所述第三齒輪(13)與第二減速機構(gòu)(25)的輸入端嚙合，所述第二減速機構(gòu)(25)的輸出端與第四齒輪(16)嚙合，所述第二減速機構(gòu)(25)固裝在第二固定架(19)上，所述第四齒輪(16)裝在第二電機(17)的輸出軸上，所述第一輸出轉(zhuǎn)軸(6)的中心線與第二輸出轉(zhuǎn)軸(12)的中心線垂直設(shè)置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩個自由度的機械臂關(guān)節(jié)模塊，其特征在于所述 第一減速機構(gòu)(24)由第一差速齒輪組(8)和多個第一差速齒輪轉(zhuǎn)軸(9)構(gòu) 成，所述第一差速齒輪組(8)中的齒輪套裝在對應(yīng)的第一差速齒輪轉(zhuǎn)軸(9) 上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩個自由度的機械臂關(guān)節(jié)模塊，其特征在于 所述第二減速機構(gòu)(25)由第二差速齒輪組(14)和多個第二差速齒輪轉(zhuǎn)軸(15) 構(gòu)成，所述第二差速齒輪組(14)中的齒輪套裝在對應(yīng)的第二差速齒輪轉(zhuǎn)軸(15) 上。
全文摘要
兩個自由度的機械臂關(guān)節(jié)模塊，它涉及一種機械臂關(guān)節(jié)模塊。本發(fā)明的目的是為解決目前現(xiàn)有機械臂關(guān)節(jié)為單軸組合構(gòu)成，幾個自由度間不同心，控制難度大和連接復(fù)雜的問題。第一輸出轉(zhuǎn)盤與第一輸出轉(zhuǎn)軸傳動連接，第一輸出轉(zhuǎn)軸固定在第一固定架上，第一隨動轉(zhuǎn)盤裝在第二側(cè)壁上，第一齒輪與第一輸出轉(zhuǎn)軸固接，第一齒輪與第一減速機構(gòu)的輸入端嚙合，第一減速機構(gòu)的輸出端與第二齒輪嚙合，第一減速機構(gòu)固裝在第一固定架上，第二齒輪裝在第一電機的輸出軸上；第二輸出轉(zhuǎn)盤的傳動結(jié)構(gòu)與第一輸出轉(zhuǎn)盤相同，第二輸出轉(zhuǎn)盤與第一輸出轉(zhuǎn)盤垂直設(shè)置。本發(fā)明用于控制機械臂完成特定的動作。
文檔編號B25J17/00GK101659058SQ200910072948
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日
發(fā)明者劉志鋒, 李官茂, 濤 王, 寧 陳, 陳曉光 申請人:寧 陳