基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián) 式舵機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的舵機(jī)輸出軸都只有一個(gè)自由度，對(duì)于多自由度機(jī)器人關(guān)節(jié)而言，要想實(shí)現(xiàn) 多個(gè)自由度，是通過(guò)將舵機(jī)串聯(lián)實(shí)現(xiàn).目前大多數(shù)組合機(jī)器人都是通過(guò)舵機(jī)串聯(lián)拼裝起 來(lái)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用的舵機(jī)數(shù)量多。
[0003] 為實(shí)現(xiàn)兩個(gè)自由度的機(jī)器人關(guān)節(jié)，現(xiàn)有技術(shù)是通過(guò)單自由度舵機(jī)串聯(lián)，該結(jié)構(gòu)缺 點(diǎn)如下：
[0004] 1、木桶原理，兩個(gè)舵機(jī)串聯(lián)，但各自的動(dòng)力學(xué)性能獨(dú)立，兩個(gè)自由度上的運(yùn)動(dòng)性能 也獨(dú)立，會(huì)存在一個(gè)舵機(jī)達(dá)到輸出極限，一個(gè)舵機(jī)無(wú)工作，導(dǎo)致在關(guān)節(jié)模塊中兩個(gè)舵機(jī)的利 用率不高；
[0005] 2、結(jié)構(gòu)不緊湊，兩個(gè)電機(jī)串聯(lián)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變長(zhǎng)、關(guān)節(jié)變長(zhǎng)，在腕關(guān)節(jié)上體現(xiàn)尤其明 顯；
[0006] 3、兩個(gè)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)軸線不相交，與生物學(xué)關(guān)節(jié)不一致。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)，以解決上 述的問(wèn)題。
[0008] 在本實(shí)用新型的實(shí)施例中提供了一種基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)，包括 主架、第一驅(qū)動(dòng)裝置、第二驅(qū)動(dòng)裝置、第一錐齒輪、第二錐齒輪和第三錐齒輪；
[0009] 第一錐齒輪、第二錐齒輪和第三錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在主架上；
[0010] 第一驅(qū)動(dòng)裝置與第一錐齒輪連接，能夠驅(qū)動(dòng)第一錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0011] 第二驅(qū)動(dòng)裝置與第二錐齒輪連接，能夠驅(qū)動(dòng)第二錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0012] 第一錐齒輪與第二錐齒輪同軸且相對(duì)設(shè)置；
[0013] 第三錐齒輪分別與第一錐齒輪和第二錐齒輪嚙合，能夠在第一錐齒輪和第二錐齒 輪的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。
[0014] 進(jìn)一步的，第一驅(qū)動(dòng)裝置與第一錐齒輪之間設(shè)置有減速裝置；
[0015] 第二驅(qū)動(dòng)裝置與第二錐齒輪之間也設(shè)置有減速裝置。
[0016] 進(jìn)一步的，減速裝置包括驅(qū)動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪和傳動(dòng)齒輪組；
[0017] 第一驅(qū)動(dòng)裝置或第二驅(qū)動(dòng)裝置連接驅(qū)動(dòng)齒輪，能夠帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0018] 傳動(dòng)齒輪組分別與驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪嚙合；
[0019] 從動(dòng)齒輪與第一錐齒輪同軸設(shè)置；
[0020] 驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速大于從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速。
[0021] 進(jìn)一步的，傳動(dòng)齒輪組包括同軸且固定設(shè)置的第一傳動(dòng)齒輪和第二傳動(dòng)齒輪；
[0022] 第一傳動(dòng)齒輪的直徑大于第二傳動(dòng)齒輪的直徑；
[0023] 第一傳動(dòng)齒輪與驅(qū)動(dòng)齒輪嗤合；
[0024] 第二傳動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合。
[0025] 進(jìn)一步的，基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)還包括控制器；
[0026] 控制器設(shè)置在主架內(nèi)部；
[0027] 控制器分別與第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置連接，能夠控制第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二 驅(qū)動(dòng)裝置的工作狀態(tài)。
[0028] 進(jìn)一步的，基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)還包括反饋裝置；
[0029] 反饋裝置設(shè)置在主架內(nèi)部的兩側(cè)，用于反饋第三錐齒輪的位置。
[0030] 進(jìn)一步的，反饋裝置包括數(shù)據(jù)處理器、兩個(gè)磁編碼器處理器、兩個(gè)磁塊和兩個(gè)與第 一錐齒輪同速轉(zhuǎn)動(dòng)的反饋齒輪；
[0031] 磁塊設(shè)置在反饋齒輪的一側(cè)；
[0032] 數(shù)據(jù)處理器固定設(shè)置在主架上，且與磁編碼器處理器相對(duì)設(shè)置；
[0033] 數(shù)據(jù)處理器與磁編碼器處理器連接。
[0034] 進(jìn)一步的，反饋齒輪與從動(dòng)齒輪之間設(shè)置有第三傳動(dòng)齒輪。
[0035] 進(jìn)一步的，第一錐齒輪和第二錐齒輪均通過(guò)軸承與主架連接。
[0036] 進(jìn)一步的，第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置均為電機(jī)。
[0037] 本實(shí)用新型提供的基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)，通過(guò)相對(duì)獨(dú)立的第一錐 齒輪和第二錐齒輪形成太陽(yáng)齒輪，第三錐齒輪形成行星齒輪，與第一錐齒輪和第二錐齒輪 共同構(gòu)成一個(gè)行星齒輪系，通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置分別驅(qū)動(dòng)第一錐齒輪和第二 錐齒輪。當(dāng)?shù)谝诲F齒輪和第二錐齒輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第三錐齒輪繞第一錐齒輪的軸線公轉(zhuǎn)，當(dāng) 第一錐齒輪和第二錐齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第三錐齒輪停止公轉(zhuǎn)進(jìn)行自轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了第三錐 齒輪的兩個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出，改變了現(xiàn)有的舵機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向自由度時(shí)需要兩個(gè)舵機(jī)串聯(lián)的 現(xiàn)狀，提高了舵機(jī)在關(guān)節(jié)中的利用率，并克服了兩個(gè)舵機(jī)串聯(lián)時(shí)的旋轉(zhuǎn)軸線不相交，與生物 學(xué)關(guān)節(jié)不一致的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0038] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)
【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述 中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性 勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0039] 圖1為本實(shí)用新型基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)的主視圖；
[0040] 圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0041]圖3為本實(shí)用新型基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖4為本實(shí)用新型基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)的傳動(dòng)齒輪組的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0043] 圖5為圖4的側(cè)視圖；
[0044]圖6為本實(shí)用新型基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)的三通架的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0045] 附圖標(biāo)記：
[0046] I :主架 2 :三通架 3 :第三錐齒輪
[0047] 4 :第一錐齒輪 5 :從動(dòng)齒輪 6 :磁編碼器處理器
[0048] 7 :控制器 8 :第二驅(qū)動(dòng)裝置 9 :驅(qū)動(dòng)齒輪
[0049] 10:傳動(dòng)齒輪組 11 :第二錐齒輪 12:軸承
[0050] 13 :反饋齒輪 14 :第一驅(qū)動(dòng)裝置15 :第一傳動(dòng)齒輪
[0051] 16 :第二傳動(dòng)齒輪17 :連通孔
【具體實(shí)施方式】
[0052] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù) 方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是 全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng) 的前提下所得到的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍。
[0053] 在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)"中心"、"上"、"下"、"左"、"右"、"豎 直"、"水平"、"內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是 為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定 的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)"第 一"、"第二"、"第三"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0054] 在本實(shí)用新型的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)"安 裝"、"相連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體 地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相 連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述 術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0055] 如附圖所示，本實(shí)用新型提供了一種基于差動(dòng)輪系的雙自由度并聯(lián)式舵機(jī)，包括 主架1、第一驅(qū)動(dòng)裝置14、第二驅(qū)動(dòng)裝置8、第一錐齒輪4、第二錐齒輪11和第三錐齒輪3 ;
[0056] 第一錐齒輪4、第二錐齒輪11和第三錐齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在主架1上；
[0057] 第一驅(qū)動(dòng)裝置14與第一錐齒輪4連接，能夠驅(qū)動(dòng)第一錐齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0058] 第二驅(qū)動(dòng)裝置8與第二錐齒輪11連接，能夠驅(qū)動(dòng)第二錐齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0059] 第一錐齒輪4與第二錐齒輪11同軸且相對(duì)設(shè)置；
[0060] 第三錐齒輪3分別與第一錐齒輪4和第二錐齒輪11嚙合，能夠在第一錐齒輪4和 第二錐齒輪11的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。
[0061] 主架1包括整合所有零部件的箱體和安裝第一錐齒輪4、第二錐齒輪11和第三錐 齒輪3的三通架2,三通架2上設(shè)置有至少三個(gè)連通孔17,三個(gè)錐齒輪分別通過(guò)三通架2的 三個(gè)連通孔17嚙合。
[0062] 第一驅(qū)動(dòng)裝置14驅(qū)動(dòng)第一錐齒輪4,第二驅(qū)動(dòng)裝置8驅(qū)動(dòng)第二錐齒輪11，第三錐 齒輪3為輸出齒輪，連接輸出軸。
[0063] 設(shè)第一錐齒輪4的軸線為A軸，第三錐齒輪3的軸線為C軸。那么，當(dāng)?shù)谝诲F齒輪 4與第二錐齒輪11同向同速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第三錐齒輪3以A軸為軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)?shù)谝诲F齒輪4 與第二錐齒輪11的反向同速轉(zhuǎn)