一种二自由度绳传动差动机构制造技术

本发明专利技术公开了一种二自由度绳传动差动机构，包括安装座，所述安装座上控制设有一对驱动轮，所述安装座端部转动设有十字轴，所述十字轴两侧转动设有导向轮，所述十字轴上下端分别转动设有输出架和输出轮，所述输出架和所述输出轮固定连接；所述驱动轮、导向轮和输出轮上均设有内外两层线槽，本发明专利技术一种二自由度绳传动差动机构，相较于传统的绳传动差动机构，本发明专利技术的传动绳与驱动轮固定，同时轮和线之间不产生相对滑动，传动精度高、传动效率高；本发明专利技术通过十字轴连接导向轮和输出轮，使得机构的俯仰和侧摆转轴交叉在一点，简化多自由度串联机器人的空间解算难度，大幅降低机器人运动轨迹规划、优化的时间和难度。优化的时间和难度。优化的时间和难度。

【技术实现步骤摘要】
一种二自由度绳传动差动机构


[0001]本专利技术涉及机器人关节
，特别涉及一种二自由度绳传动差动机构。

技术介绍

[0002]机器人产业的不断发展，越来越复杂构型的机器人诞生，很多工作场景需要转轴交叉于一点的二自由度关节。二自由度差动轮系是一种典型的结构，常规差动轮系采用锥齿传动和基于绳传动线轮的二自由度差动结构等。相对于锥齿差动结构，绳传动差动结构具有传动精度高的特点，适合应用于高精度传动场景，但目前其还存在线轮层级多结构复杂、传动绳干涉交叉可靠性差和占用空间大等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种二自由度绳传动差动机构，以克服现有技术中的不足。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术公开了一种二自由度绳传动差动机构，包括安装座，所述安装座上控制设有一对驱动轮，所述安装座端部转动设有十字轴，所述十字轴两侧转动设有导向轮，所述十字轴上下端分别转动设有输出架和输出轮，所述输出架和所述输出轮固定连接；所述驱动轮、导向轮和输出轮上均设有内外两层线槽，所述驱动轮、导向轮和输出轮的线槽上绕设有两端固定在所述驱动轮上的第一传动绳和第二传动绳；所述驱动轮轴线与所述导向轮轴线平行；所述驱动轮、导向轮和输出轮上的内外线槽半径满足：所述驱动轮内外线槽半径比等于所述导向轮内外线槽半径比等于所述输出轮内外线槽半径比。
[0005]所述安装座上固定设有驱动所述驱动轮转动的驱动器，所述十字轴通过水平轴转动连接所述导向轮，所述十字轴通过竖直轴转动连接所述输出架和输出轮，一对所述导向轮对称布置在所述十字轴上。
[0006]同一侧的所述驱动轮和导向轮的内外线槽处于同一平面，所述导向轮和所述输出轮的内外线槽所在平面垂直，所述导向轮和所述输出轮的内外线槽边缘分别相切。
[0007]所述驱动轮上的内外两层线槽上均设有锁止点，两个分别锁止点布置于所述驱动轮的高端和低端，所述锁止点通过螺钉将所述第一传动绳和第二传动绳与所述驱动轮固定。
[0008]所述第一传动绳由所述驱动轮低端锁止点出发，经所述驱动轮高端绕进所述导向轮低端后，再经所述输出轮后侧绕进另一侧所述导向轮并从另外一侧所述导向轮的低端绕出，最后经另外一侧所述驱动轮高端绕进并与另一侧所述驱动轮下侧锁止点固定；两根所述第二传动绳分别由两侧所述驱动轮高端锁止点出发，经所述驱动轮低端绕进所述导向轮高端，再绕至所述输出轮前侧并连接于所述输出架上端面。
[0009]所述输出架上端面固定安装有拉紧装置，所述第二传动绳两端通过所述拉紧装置拉紧。
[0010]所述输出轮上安装有固定螺栓，所述输出轮与所述输出架通过固定螺栓固定。
[0011]所述第一传动绳和所述第二传动绳为钢丝绳或聚乙烯纤维线。
[0012]所述驱动器驱动器为减速电机，型号为N20倒装型减速电机。
[0013]本专利技术的有益效果：本专利技术一种二自由度绳传动差动机构，相较于传统的绳传动差动机构，本专利技术的传动绳与驱动轮固定，同时轮和线之间不产生相对滑动，传动精度高、传动效率高；本专利技术通过十字轴连接导向轮和输出轮，使得机构的俯仰和侧摆转轴交叉在一点，简化多自由度串联机器人的空间解算难度，大幅降低机器人运动轨迹规划、优化的时间和难度；本专利技术通过在轮系上设有两层线槽，通过线槽的运用，可以简化结构，使得本专利技术具有结构紧凑、传动绳之间无交叉干涉和无相对滑动的优点。
附图说明
[0014]图1是本专利技术实施例的结构示意图；图2是本专利技术实施例十字轴处内部结构示意图；图3是本专利技术实施例零件拆分结构示意图；图4是本专利技术实施例图3的俯视图；图中：10—安装座、11—驱动轮、12—十字轴、13—导向轮、14—输出架、15—输出轮、16—驱动器、17—第一传动绳、18—第二传动绳、19—拉紧装置、20—固定螺栓；1
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0—驱动环形内外线槽、1
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01—驱动环形内线槽、1
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02—驱动环形外线槽、2
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0—导向环形内外线槽、2
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01—导向环形内线槽、2
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02—导向环形外线槽、3
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0—输出环形内外线槽、3
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01—输出环形内线槽、3
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02—输出环形外线槽。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0016]如图1
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4所示，本实施方式的一种二自由度绳传动差动机构，包含驱动轮11、十字轴12、导向轮13、输出轮15、输出架14和安装座10；安装座10两侧分别布置有可沿各自轴线转动的一个驱动轮11和一个导向轮13，安装座10端部转动设有十字轴12，十字轴12两侧转动设有导向轮13，安装座10上布置有可沿自身轴线转动的输出轮15，两个导向轮13同轴镜像布置，导向轮13和两个驱动轮11的轴线平行，输出轮15和两个导向轮13的轴线位于同一平面内且垂直相交，输出架14固定在输出轮15上并可同步运动，驱动轮11由布置在安装座10上的驱动器16驱动；两个导向轮13、两个驱动轮11和输出轮15上绕有两端固定在两个驱动轮11上以传导动力的第一传动绳17，输出轮15和同一侧布置的驱动轮11、导向轮13上绕有一端固定在输出架14、另一端被固定在驱动轮11上以传导动力的第二传动绳18，第二传动绳18亦可不固定在输出架14上，而是两端对接在一起并形成一根传动绳，同一侧的第一传动绳17和第二传动绳18为“8”字形布置，以传导驱动输出轮15自转和绕导向轮13的轴线转动。
[0017]本实施例设置的导向轮13，具有改变传动绳运动方向的作用，输出轮15为机构的
扭矩输出端，与延伸的输出架连接，二者同步运动，通过两侧分别呈“8”字形布置的第一传动绳17和第二传动绳18，通过电机控制两个驱动轮11的输出方向，并依靠传动绳和轮的摩擦作用，以实现动力传导驱动输出轮自转和绕导向轮的轴线转动，较佳地，所述两个驱动轮11上下错位布置。如此设置，两个驱动轮11的轴心可不重合。上下错位布置，结构紧凑，大大减少占用空间。
[0018]如图4所示，导向轮13上设置有导向环形内外线槽2
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0，驱动轮11上设置有驱动环形内外线槽1
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0，输出轮15上设置有输出环形内外线槽3
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0，同一侧的导向环形内外线槽2
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0和驱动环形内外线槽1
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0各自位于同一平面，导向环形内外线槽2
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0和输出环形内外线槽3
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0的边缘分别相切，且导向环形内外线槽2
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0和输出环形内外线槽3
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0的所在平面垂直；其中第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二自由度绳传动差动机构，其特征在于：包括安装座(10)，所述安装座(10)上控制设有一对驱动轮(11)，所述安装座(10)端部转动设有十字轴(12)，所述十字轴(12)两侧转动设有导向轮(13)，所述十字轴(12)上下端分别转动设有输出架(14)和输出轮(15)，所述输出架(14)和所述输出轮(15)固定连接；所述驱动轮(11)、导向轮(13)和输出轮(15)上均设有内外两层线槽，所述驱动轮(11)、导向轮(13)和输出轮(15)的线槽上绕设有两端固定在所述驱动轮(11)上的第一传动绳(17)和第二传动绳(18)，所述驱动轮(11)轴线与所述导向轮(13)轴线平行，所述驱动轮(11)、导向轮(13)和输出轮(15)上的内外线槽半径满足：所述驱动轮(11)内外线槽半径比等于所述导向轮(13)内外线槽半径比等于所述输出轮(15)内外线槽半径比。2.如权利要求1所述的一种二自由度绳传动差动机构，其特征在于：所述安装座(10)上固定设有驱动所述驱动轮(11)转动的驱动器(16)，所述十字轴(12)通过水平轴(121)转动连接所述导向轮(13)，所述十字轴(12)通过竖直轴(122)转动连接所述输出架(14)和输出轮(15)，一对所述导向轮(13)对称布置在所述十字轴(12)上。3.如权利要求1所述的一种二自由度绳传动差动机构，其特征在于：同一侧的所述驱动轮(11)和导向轮(13)的内外线槽处于同一平面，所述导向轮(13)和所述输出轮(15)的内外线槽所在平面垂直，所述导向轮(13)和所述输出轮(15)的内外线槽边缘分别相切。4.如权利要求1所述的一种二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璞，留云，黄志勇，聂大明，沈方岩，顾建军，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：