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一种二 自由度可控式 机器人模块连接机构

阅读：386发布：2021-04-12

专利汇可以提供一种二自由度可控式机器人模块连接机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种二自由度可控式机器人模块连接机构，它涉及一种机器人连接关节，以解决现有机器人关节的结构复杂，控制不够灵敏，精准和可靠较差的问题。关节十字轴设有水平轴和竖直轴，水平轴的两端支撑在第一轴承座中，两个第一轴承座均固装在左侧框架上，俯仰小齿轮与俯仰大齿轮啮合，俯仰小齿轮和第一俯仰直齿轮均安装在俯仰第一齿轮轴上，第一电机齿轮与第一俯仰直齿轮啮合，垂直轴的一端支撑在一个第二轴承座中，垂直轴的另一端穿过偏航大齿轮支撑在另一个第二轴承座中，两个第二轴承座均固装在右侧框架上，偏航小齿轮与偏航大齿轮啮合，偏航小齿轮和第二俯仰直齿轮均安装在俯仰第二齿轮轴上，第二电机齿轮与第一俯仰直齿轮啮合。本发明用于机器人上。，下面是一种二自由度可控式机器人模块连接机构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种二自由度可控式机器人模块连接机构，其特征在于：所述二自由度可控式机器人模块连接机构包括第一俯仰电机(1)、第一电机齿轮(2)、第一俯仰直齿轮(3)、俯仰第一齿轮轴(4)、俯仰小齿轮(5)、俯仰大齿轮(6)、关节十字轴(7)、偏航大齿轮(8)、偏航小齿轮(9)、右侧框架(10)、第二俯仰电机(11)、第二电机齿轮(12)、第二俯仰直齿轮(13)、俯仰第二齿轮轴(14)、第一连接板(17)、第二连接板(18)、左侧框架(19)、两个第一轴承座(15)和两个第二轴承座(16)，关节十字轴(7)设有水平轴(7-1)和竖直轴(7-2)，水平轴(7-1)的一端支撑在一个第一轴承座(15)中，水平轴(7-1)的另一端穿过俯仰大齿轮(6)支撑在另一个第一轴承座(15)中，两个第一轴承座(15)均固装在左侧框架(19)上，俯仰小齿轮(5)与俯仰大齿轮(6)啮合，俯仰小齿轮(5)和第一俯仰直齿轮(3)均安装在俯仰第一齿轮轴(4)上，俯仰第一齿轮轴(4)通过轴承安装在第一俯仰电机(1)的壳体上，第一电机齿轮(2)与第一俯仰直齿轮(3)啮合，第一电机齿轮(2)安装在第一俯仰电机(1)的输出轴上，第一俯仰电机(1)通过第一连接板(17)安装在左侧框架(19)上，垂直轴(7-2)的一端支撑在一个第二轴承座(16)中，垂直轴(7-2)的另一端穿过偏航大齿轮(8)支撑在另一个第二轴承座(16)中，两个第二轴承座(16)均固装在右侧框架(10)上，偏航小齿轮(9)与偏航大齿轮(8)啮合，偏航小齿轮(9)和第二俯仰直齿轮(13)均安装在俯仰第二齿轮轴(14)上，俯仰第二齿轮轴(14)通过轴承安装在第二俯仰电机(11)的壳体上，第二电机齿轮(12)与第一俯仰直齿轮(3)啮合，第二电机齿轮(12)安装在第二俯仰电机(11)的输出轴上，第二俯仰电机(11)通过第二连接板(18)安装在右侧框架(10)上。
2.根据权利要求1所述一种二自由度可控式机器人模块连接机构，其特征在于：所述第一电机齿轮(2)的分度圆直径与第一俯仰直齿轮(3)的分度圆直径相等。
3.根据权利要求2所述一种二自由度可控式机器人模块连接机构，其特征在于：所述第二电机齿轮(12)的分度圆直径与第二俯仰直齿轮(13)的分度圆直径相等。
4.根据权利要求2或3所述一种二自由度可控式机器人模块连接机构，其特征在于：
所述第一电机齿轮(2)的分度圆直径与第二电机齿轮(12)的分度圆直径相等。
5.根据权利要求4所述一种二自由度可控式机器人模块连接机构，其特征在于：所述俯仰小齿轮(5)、俯仰大齿轮(6)、偏航大齿轮(8)和偏航小齿轮(9)均为锥齿轮。
6.根据权利要求5所述一种二自由度可控式机器人模块连接机构，其特征在于：所述俯仰小齿轮(5)的分度圆直径小于俯仰大齿轮(6)的分度圆直径。
7.根据权利要求5所述一种二自由度可控式机器人模块连接机构，其特征在于：所述偏航小齿轮(9)的分度圆直径小于偏航大齿轮(8)的分度圆直径。
8.根据权利要求7所述一种二自由度可控式机器人模块连接机构，其特征在于：所述俯仰小齿轮(5)的分度圆直径与偏航小齿轮(9)的分度圆直径相等。
9.根据权利要求8所述一种二自由度可控式机器人模块连接机构，其特征在于：所述俯仰大齿轮(6)的分度圆直径与偏航大齿轮(8)的分度圆直径相等。
10.根据权利要求9所述一种二自由度可控式机器人模块连接机构，其特征在于：所述二自由度可控式机器人模块连接机构还包括连接管(20)，连接管(20)设置在关节十字轴(7)中，连接管(20)的一端与左侧框架(19)连接，连接管(20)的另一端与右侧框架(10)连接。

说明书全文

一种二自由度可控式 机器人模块连接机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种机器人连接关节，具体涉及一种二自由度可控式机器人模块连接机构。

背景技术

[0002] 随着社会的发展和机器人技术的发展，人们对机器人的需求越来越大，要求越来越高，机器人朝着小型化，高精度化，灵敏化，轻型化发展，机器人关节是机器人的基础部件,其性能的好坏直接影响机器人的性能。机器人连接关节不仅能够应用于各种各样的机器人的关节，还能够应用于机器人模块之间的连接，汽车等领域。现有的机器人关节大多是铰链和齿轮的摞列组合，在实现多自由度时虽然能够很好地实现设计的功能，但是结构的还不够简单，控制还不够灵敏，精准和可靠较差，体积比较大，这些不足都大大的增大了机器人的成本，限制了机器人的发展，影响了机器人的性能。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为解决现有机器人关节的结构复杂，控制不够灵敏，精准和可靠较差，体积比较大的问题，而提供一种二自由度可控式机器人模块连接机构。

[0004] 本发明的二自由度可控式机器人模块连接机构包括第一俯仰电机、第一电机齿轮、第一俯仰直齿轮、俯仰第一齿轮轴、俯仰小齿轮、俯仰大齿轮、关节十字轴、偏航大齿轮、偏航小齿轮、右侧框架、第二俯仰电机、第二电机齿轮、第二俯仰直齿轮、俯仰第二齿轮轴、第一连接板、第二连接板、左侧框架、两个第一轴承座和两个第二轴承座，关节十字轴设有水平轴和竖直轴，水平轴的一端支撑在一个第一轴承座中，水平轴的另一端穿过俯仰大齿轮支撑在另一个第一轴承座中，两个第一轴承座均固装在左侧框架上，俯仰小齿轮与俯仰大齿轮啮合，俯仰小齿轮和第一俯仰直齿轮均安装在俯仰第一齿轮轴上，俯仰第一齿轮轴通过轴承安装在第一俯仰电机的壳体上，第一电机齿轮与第一俯仰直齿轮啮合，第一电机齿轮安装在第一俯仰电机的输出轴上，第一俯仰电机通过第一连接板安装在左侧框架上，垂直轴的一端支撑在一个第二轴承座中，垂直轴的另一端穿过偏航大齿轮支撑在另一个第二轴承座中，两个第二轴承座均固装在右侧框架上，偏航小齿轮与偏航大齿轮啮合，偏航小齿轮和第二俯仰直齿轮均安装在俯仰第二齿轮轴上，俯仰第二齿轮轴通过轴承安装在第二俯仰电机的壳体上，第二电机齿轮与第一俯仰直齿轮啮合，第二电机齿轮安装在第二俯仰电机的输出轴上，第二俯仰电机通过第二连接板安装在右侧框架上。

[0005] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

[0006] 一、本发明通过第一电机齿轮和第一俯仰直齿轮传动、俯仰小齿轮和俯仰大齿轮传动，实现左侧框架的俯仰运动；通过第二俯仰电机和第二电机齿轮传动，偏航大齿轮和偏航小齿轮传动，实现右侧框架的俯仰运动；从而实现两自由度的控制，两个运动范围均为±45°。本发明的传动方式精准度高、可靠性强。

[0007] 二、本发明结构简单、体积紧凑。附图说明

[0008] 图1是本发明二自由度可控式机器人模块连接机构的整体结构俯视图；

[0009] 图2是第一俯仰电机1、第一电机齿轮2、第一俯仰直齿轮3、俯仰第一齿轮轴4、第一连接板17和左侧框架19(或第二俯仰电机11、第二电机齿轮12、第二俯仰直齿轮13、俯仰第二齿轮轴14、第二连接板18和右侧框架10)之间连接关系示意图。

具体实施方式

[0010] 具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括第一俯仰电机1、第一电机齿轮2、第一俯仰直齿轮3、俯仰第一齿轮轴4、俯仰小齿轮5、俯仰大齿轮6、关节十字轴7、偏航大齿轮8、偏航小齿轮9、右侧框架10、第二俯仰电机11、第二电机齿轮12、第二俯仰直齿轮13、俯仰第二齿轮轴14、第一连接板17、第二连接板18、左侧框架19、两个第一轴承座15和两个第二轴承座16，关节十字轴7设有水平轴7-1和竖直轴7-2，水平轴
7-1的一端支撑在一个第一轴承座15中，水平轴7-1的另一端穿过俯仰大齿轮6支撑在另一个第一轴承座15中，两个第一轴承座15均固装在左侧框架19上，俯仰大齿轮6与水平轴7-1采用键连接，俯仰小齿轮5与俯仰大齿轮6啮合，俯仰小齿轮5和第一俯仰直齿轮3均安装在俯仰第一齿轮轴4上，俯仰小齿轮5和第一俯仰直齿轮3与俯仰第一齿轮轴4采用键连接，俯仰第一齿轮轴4通过轴承安装在第一俯仰电机1的壳体上，第一电机齿轮2与第一俯仰直齿轮3啮合，第一电机齿轮2安装在第一俯仰电机1的输出轴上，第一电机齿轮
2与第一俯仰电机1的输出轴采用键连接，第一俯仰电机1通过第一连接板17安装在左侧框架19上，垂直轴7-2的一端支撑在一个第二轴承座16中，垂直轴7-2的另一端穿过偏航大齿轮8支撑在另一个第二轴承座16中，两个第二轴承座16均固装在右侧框架10上，偏航大齿轮8与垂直轴7-2采用键连接，偏航小齿轮9与偏航大齿轮8啮合，偏航小齿轮9和第二俯仰直齿轮13均安装在俯仰第二齿轮轴14上，俯仰小齿轮5和第二俯仰直齿轮13与俯仰第二齿轮轴14采用键连接，俯仰第二齿轮轴14通过轴承安装在第二俯仰电机11的壳体上，第二电机齿轮12与第一俯仰直齿轮3啮合，第二电机齿轮12安装在第二俯仰电机11的输出轴上，第二电机齿轮12与第二俯仰电机11的输出轴采用键连接，第二俯仰电机11通过第二连接板18安装在右侧框架10上。

[0011] 第一俯仰电机1通过第一电机齿轮2、第一俯仰直齿轮3和俯仰第一齿轮轴4将动力传送到俯仰小齿轮5上，使得俯仰小齿轮5与俯仰大齿轮6相对转动，由于俯仰大齿轮6与关节十字轴7固定，所以，俯仰大齿轮6带动左侧框架19做俯仰运动；

[0012] 第二俯仰电机11通过第二电机齿轮12、第二俯仰直齿轮13和俯仰第二齿轮轴14将动力传送到偏航小齿轮9上，使得偏航小齿轮9与偏航大齿轮8相对转动，由于偏航大齿轮8与关节十字轴7固定，所以，偏航大齿轮8带动右侧框架10做俯仰运动。

[0013] 具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的第一电机齿轮2的分度圆直径与第一俯仰直齿轮3的分度圆直径相等。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

[0014] 具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的第二电机齿轮12的分度圆直径与第二俯仰直齿轮13的分度圆直径相等。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。

[0015] 具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的第一电机齿轮2的分度圆直径与第二电机齿轮12的分度圆直径相等。其它组成及连接关系与具体实施方式二或三相同。

[0016] 具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的俯仰小齿轮5、俯仰大齿轮6、偏航大齿轮8和偏航小齿轮9均为锥齿轮。这样设计为实现二自由度。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

[0017] 具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式的俯仰小齿轮5的分度圆直径小于俯仰大齿轮6的分度圆直径。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。

[0018] 具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的偏航小齿轮9的分度圆直径小于偏航大齿轮8的分度圆直径。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。

[0019] 具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式的俯仰小齿轮5的分度圆直径与偏航小齿轮9的分度圆直径相等。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。

[0020] 具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式的俯仰大齿轮6的分度圆直径与偏航大齿轮8的分度圆直径相等。其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。

[0021] 具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式九不同的是它还增加有连接管20，连接管20设置在关节十字轴7中，连接管20的一端与左侧框架19连接，连接管20的另一端与右侧框架10连接。连接管20用于将通讯和电力的输送电缆置于连接管20中。其它组成及连接关系与具体实施方式九相同。

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