專利名稱：新型多軸轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械裝置，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)新型多軸轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)廣泛運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、測試裝備、武器平臺等方面。
在本實(shí)用新型發(fā)明之前，目前的多軸轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，大多采用串聯(lián)開鏈轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，有結(jié)構(gòu)剛性弱的缺點(diǎn)；為增強(qiáng)轉(zhuǎn)動部件的剛性，也有采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，如申請?zhí)枮镃N97116596.3的一種并聯(lián)結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。但目前的并聯(lián)結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)存在如下不足其轉(zhuǎn)動角度小、操作空間小、結(jié)構(gòu)占用空間大，且機(jī)構(gòu)偶合現(xiàn)象嚴(yán)重，不利于實(shí)時控制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于克服上述缺陷，設(shè)計(jì)、研制一種工作空間大且剛度好，并且控制簡便的新型多軸轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是新型多軸轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，其主要技術(shù)特征在于第一組傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)1、圓錐齒輪4安裝在機(jī)架3上，第二組傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)8、系桿5安裝在機(jī)架3上，系桿5上安裝行星齒輪9，行星齒輪9與圓錐齒輪4嚙合，行星齒輪9上安裝回轉(zhuǎn)構(gòu)件10，行星齒輪9與回轉(zhuǎn)構(gòu)件10構(gòu)成同一個構(gòu)件。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果在于多軸轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動角度大、操作空間大、結(jié)構(gòu)占用空間小，消除了嚴(yán)重的機(jī)構(gòu)偶合現(xiàn)象，有利于實(shí)時控制。而本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低，提高效率。


圖1——本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2——本實(shí)用新型運(yùn)行示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示第一組傳動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)1、減速器2、圓錐齒輪4均安裝在機(jī)架3上，電機(jī)1通過減速器2驅(qū)動圓錐齒輪4旋轉(zhuǎn)；第二組傳動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)8、減速器7、圓錐齒輪6和系桿5均安裝機(jī)架3上，電機(jī)8通過減速器7驅(qū)動系桿5旋轉(zhuǎn)，系桿5上安裝行星齒輪9，行星齒輪9和圓錐齒輪4、圓錐齒輪6相嚙合，行星齒輪9上安裝回轉(zhuǎn)構(gòu)件10，且行星齒輪9和回轉(zhuǎn)構(gòu)件10為同一個構(gòu)件。增加減速器可在同樣的電機(jī)輸出功率下增加力矩。增加圓錐齒輪6可以增加關(guān)節(jié)的剛性。
動坐標(biāo)系O1X1Y1Z1的建立如下以圓錐齒輪4的軸線為Z1軸，圓錐齒輪9的回轉(zhuǎn)軸線為X1軸，Z1軸和X1軸的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O1，原點(diǎn)O1也是共軛球心C，用右手法則確定Y1軸。
本實(shí)用新型并聯(lián)轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理實(shí)現(xiàn)如下當(dāng)?shù)诙M傳動機(jī)構(gòu)的電機(jī)8不旋轉(zhuǎn)時，系桿5靜止，電機(jī)1通過減速器2驅(qū)動圓錐齒輪4旋轉(zhuǎn)，圓錐齒輪4驅(qū)動圓錐齒輪9繞過共軛球心C的坐標(biāo)X1軸旋轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)谝唤M傳動機(jī)構(gòu)的電機(jī)1不旋轉(zhuǎn)時，電機(jī)8通過減速器7驅(qū)動系桿5旋轉(zhuǎn)，系桿5驅(qū)動圓錐齒輪9做如下的運(yùn)動，運(yùn)動關(guān)系如圖2所示，圓錐齒輪4不旋轉(zhuǎn)，ω9，5為圓錐齒輪9相對于系桿5的運(yùn)動，方向如圖2所示，這時，圓錐齒輪9的運(yùn)動ω9由兩個運(yùn)動合成，即繞過共軛球心C的X1軸的ω9，5和繞過共軛球心C的Z1軸的ω5，方向如圖2所示，其中ω5＝ω9，5tanβ2，所以回轉(zhuǎn)構(gòu)件10的轉(zhuǎn)動為兩個運(yùn)動合成，即繞過共軛球心C的X1軸的ω9，5和繞過共軛球心C的Z1軸的ω5；當(dāng)電機(jī)1、電機(jī)8聯(lián)動時，即第一組、第二組傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)均工作時，回轉(zhuǎn)構(gòu)件10的轉(zhuǎn)動為繞過球心C的X1和Z1軸的空間復(fù)合轉(zhuǎn)動。
權(quán)利要求1.新型多軸轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，其特征在于第一組傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)(1)、圓錐齒輪(4)安裝在機(jī)架(3)上，第二組傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)(8)、系桿(5)安裝在機(jī)架(3)上，系桿(5)上安裝行星齒輪(9)，行星齒輪(9)與圓錐齒輪(4)嚙合，行星齒輪(9)上安裝回轉(zhuǎn)構(gòu)件(10)，行星齒輪(9)與回轉(zhuǎn)構(gòu)件(10)構(gòu)成同一個構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型多軸轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，其特征在于第二組傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)置圓錐齒輪(6)，圓錐齒輪(6)與行星齒輪(9)嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型多軸轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，其特征在于第一組傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)(1)通過減速器(2)與圓錐齒輪(4)旋轉(zhuǎn)連接，第二組傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)(8)通過減速器(7)與系桿(5)旋轉(zhuǎn)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種實(shí)現(xiàn)多軸轉(zhuǎn)動的新型關(guān)節(jié)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)采用三組傳動機(jī)構(gòu)，第一組傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)、圓錐齒輪安裝在機(jī)架上，第二組傳動機(jī)構(gòu)電機(jī)、系桿安裝在機(jī)架上，系桿上安裝行星齒輪，行星齒輪與圓錐齒輪嚙合，行星齒輪上安裝回轉(zhuǎn)構(gòu)件，并形成同一個構(gòu)件。本實(shí)用新型解決了以往技術(shù)中轉(zhuǎn)動角度小、操作空間小、結(jié)構(gòu)占用空間大，且機(jī)構(gòu)偶合現(xiàn)象嚴(yán)重，不利于實(shí)時控制等缺陷。本實(shí)用新型多軸結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動角度大、操作空間大、結(jié)構(gòu)占用空間小，消除了嚴(yán)重的機(jī)構(gòu)偶合現(xiàn)象，有利于實(shí)時控制。而本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低，提高效率。
文檔編號B25J17/00GK2892402SQ20062006894
公開日2007年4月25日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日
發(fā)明者姜銘, 周建華, 李益民, 李鷺揚(yáng), 宋愛平, 朱永偉, 張帆 申請人:揚(yáng)州大學(xué)