一种三自由度同轴输出机构.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CN105690373A(43)申请公布日2016.06.22(21)申请号201610190237.X(22)申请日2016.03.29(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号天津大学(72)发明人臧家炜梅江平谢胜龙薛娜曾侠乔正宇(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人张金亭(51)Int.Cl.B25J9/10(2006.01)B25J9/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种三自由度同轴输出机构(57)摘要本发明公开了一种三自由度同轴输出机构，包括竖直设置的中心传动轴，中心传动轴由水平设置的基座支承、由第一电机驱动；在中心传动轴上安装有第一中空轴、随动座和主动锥齿轮；在随动座上固装有锥齿轮支座，在锥齿轮支座上支承有第一主动臂转轴，在第一主动臂转轴上固装有从动锥齿轮和第一主动臂，从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合；在第一中空轴上安装有第二中空轴、第一大齿轮和第二主动臂，第一大齿轮与第一小齿轮啮合，第一小齿轮由第二电机驱动；在第二中空轴上固装有第三主动臂和第二大齿轮，第二大齿轮与第二小齿轮啮合，第二小齿轮由第三电机驱动。本发明运动部件转动惯量相对较小，具有高速和高加速度能力。CN105690373ACN105690373A权利要求书1/1页1.一种三自由度同轴输出机构，其特征在于，包括竖直设置的中心传动轴，所述中心传动轴由水平设置的基座支承、由第一电机驱动；在所述中心传动轴上安装有第一中空轴、随动座和主动锥齿轮，所述第一中空轴和所述随动座轴向固定周向转动地安装在所述中心传动轴上，所述主动锥齿轮固装在所述中心传动轴上；在所述随动座上固装有锥齿轮支座，在所述锥齿轮支座上支承有第一主动臂转轴，在所述第一主动臂转轴上固装有从动锥齿轮和第一主动臂，所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合；在所述第一中空轴上安装有第二中空轴、第一大齿轮和第二主动臂，所述第二中空轴轴向固定周向转动地安装在所述第一中空轴上，所述第一大齿轮和所述第二主动臂固装在所述第一中空轴上，所述第一大齿轮与所述第一小齿轮啮合，所述第一小齿轮由第二电机驱动；在所述第二中空轴上固装有第三主动臂和第二大齿轮，所述第二大齿轮与所述第二小齿轮啮合，所述第二小齿轮由第三电机驱动；所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机均固接在所述基座上。2.根据权利要求1所述的三自由度同轴输出机构，其特征在于，所述主动锥齿轮位于所述中心传动轴的顶部，所述第一主动臂转轴位于所述中心传动轴的上方，二者相互垂直。3.根据权利要求2所述的三自由度同轴输出机构，其特征在于，所述第一主动臂、所述第二主动臂和所述第三主动臂从上至下依次设置。2CN105690373A说明书1/4页一种三自由度同轴输出机构技术领域[0001]本发明涉及一种机器人机构，特别是涉及一种可实现整周回转的高速机器人机构。背景技术[0002]在食品、电子、医药等行业的自动化分拣、包装和物流生产线中机器人机构的运用越来越普及，该类型的机器人机构主要实现物体的抓放和大范围的快速移动。目前国内外对于该类型的机器人机构研究越来越广泛，美国专利文献US4392776、欧洲专利文献EP0169473以及中国专利文献CN1779936等均涉及了一种三或四自由度的SCARA机器人机构，该类型的机器人机构主要包括机架、驱动部件、主动臂、从动臂和动平台等部分，虽然此类机器人机构可实现在运动平面内的整周回转，但由于机构本身采用开环结构，所以主、从动臂的惯性较大，在高速和高加速度的工况下其动力学特性受到一定的限制。为此中国专利文献CN101973030提出了一种可实现整周回转的并联机器人机构，但其第三近架杆的驱动直接依靠安装在转体上的电机和减速器驱动，运动部件的惯性较大，同样难以满足高速和高加速度工况需求。发明内容[0003]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种三自由度同轴输出机构，该机构运动部件惯性小，能够满足高速和高加速度工况需求。[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种三自由度同轴输出机构，包括竖直设置的中心传动轴，所述中心传动轴由水平设置的基座支承、由第一电机驱动；在所述中心传动轴上安装有第一中空轴、随动座和主动锥齿轮，所述第一中空轴和所述随动座轴向固定周向转动地安装在所述中心传动轴上，所述主动锥齿轮固装在所述中心传动轴上；在所述随动座上固装有锥齿轮支座，在所述锥齿轮支座上支承有第一主动臂转轴，在所述第一主动臂转轴上固装有从动锥齿轮和第一主动臂，所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合；在所述第一中空轴上安装有第二中空轴、第一大齿轮和第二主动臂，所述第二中空轴轴向固定周向转动地