机器人手臂的驱动机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107921629A(43)申请公布日2018.04.17(21)申请号201680047419.X史蒂文·詹姆斯·兰德尔(22)申请日2016.07.22(74)专利代理机构北京东方亿思知识产权代理(30)优先权数据有限责任公司112581512959.62015.07.22GB代理人柳春雷(85)PCT国际申请进入国家阶段日(51)Int.Cl.2018.02.11B25J9/10(2006.01)B25J17/02(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据PCT/GB2016/0522642016.07.22(87)PCT国际申请的公布数据WO2017/013453EN2017.01.26(71)申请人剑桥医疗机器人技术有限公司地址英国剑桥(72)发明人托马斯·贝茨·杰克逊卢克·大卫·罗纳尔德·黑尔权利要求书4页说明书17页附图11页基思·马歇尔按照条约第19条修改的权利要求书4页(54)发明名称机器人手臂的驱动机构(57)摘要一种机械臂，含有关节机构，使得机械臂的一肢(310)与机械臂的另一肢(311)围绕两根不平行的旋转轴接合，该机构包括：一个中间托架(28)，通过拥有纵摇转动轴(20)的第一转动关节与第一肢相连，通过拥有偏航转动轴(21)的第二转动关节与第二肢相连；第一传动齿轮(33)，围绕纵摇转动轴，第一传动齿轮与托架固定；第二传动齿轮(37)，围绕偏航转动轴，第二传动齿轮与第二臂固定；第一传动轴(26)，驱动第一传动齿轮围绕纵摇转动轴旋转，第一传动轴沿第一肢延伸并在其上有第一轴齿轮(32)，第一轴齿轮与第一传动齿轮齿合；第二传动轴(27)，驱动第二传动齿轮围绕偏航转动轴旋转，第二传动轴沿第一肢延伸并在其上有第二轴齿轮(34)；中间齿轮传动链(35,38,39)，由托架承受，使得第二轴齿轮与第二传动齿轮耦接。CN107921629ACN107921629A权利要求书1/4页1.一种机器人手臂，所述机器人手臂包括用于使所述手臂中的一个分支相对于所述手臂中的另一个分支围绕两条非平行旋转轴线作关节运动的关节机构，所述机构包括：中间托架，所述中间托架通过具有俯仰旋转轴线的第一转动关节附接至所述分支中的第一个，并通过具有偏转旋转轴线的第二转动关节附接至所述分支中的第二个；第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮围绕所述俯仰旋转轴线设置，所述第一驱动齿轮与所述托架固定；第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮围绕所述偏转旋转轴线设置，所述第二驱动齿轮与所述分支中的所述第二个固定；第一驱动轴，所述第一驱动轴用于驱动所述第一驱动齿轮围绕所述俯仰旋转轴线旋转，所述第一驱动轴沿着所述分支中的所述第一个延伸并且在其上具有第一轴齿轮，所述第一轴齿轮被布置成接合所述第一驱动齿轮；第二驱动轴，所述第二驱动轴用于驱动所述第二驱动齿轮围绕所述偏转旋转轴线旋转，所述第二驱动轴沿着所述分支中的所述第一个延伸并且在其上具有第二轴齿轮；以及中间齿轮系，所述中间齿轮系由所述托架承载并且将所述第二轴齿轮联接至所述第二驱动齿轮。2.根据权利要求1所述的机器人手臂，其中所述中间齿轮系包括围绕所述俯仰旋转轴线设置的第一中间齿轮，所述第一中间齿轮被布置成接合所述第二轴齿轮。3.根据权利要求2所述的机器人手臂，还包括控制单元，所述控制单元被布置成对命令信号作出响应，所述命令信号通过驱动所述第一驱动轴和第二驱动轴旋转来命令所述机器人手臂的运动，所述控制单元被配置成当命令所述机器人手臂围绕所述俯仰轴线作关节运动而不围绕所述偏转轴线作关节运动时，驱动所述第一轴旋转以引起围绕所述俯仰轴线的关节运动，并且还驱动所述第二轴旋转，其方式使得消除围绕所述偏转轴线的连带关节运动。4.根据任一项前述权利要求所述的机器人手臂，其中所述中间齿轮系包括多个互连齿轮，所述多个互连齿轮被布置成围绕与所述俯仰旋转轴线平行的轴线旋转。5.根据任一项前述权利要求所述的机器人手臂，其中所述中间齿轮系包括中间轴，所述中间轴被布置成围绕与所述俯仰旋转轴线平行的轴线旋转，所述中间轴上具有第三轴齿轮，所述第三轴齿轮被布置成接合所述第二驱动齿轮。6.根据从属于权利要求4的权利要求5所述的机器人手臂，其中所述互连齿轮位于与所述俯仰轴线垂直并包含所述第一驱动齿轮的齿的平面的一侧上，并且所述第三轴齿轮的至少一部分位于所述平面的另一侧上。7.根据权利要求5或6所述的机器人手臂，其中所述第三轴齿轮是蜗轮。8.根据任一项前述权利要求所述的机器人手臂，其中所述第一轴齿轮和第二轴齿轮中的一个或两个是蜗轮。9.根据任一项前述权利要求所述的机器人手臂，其中所述第一驱动齿轮中的一个或两个是锥齿轮。10.根据权利要求9所述的机器人手臂，其中所述第一驱动齿轮中的一个或两个是