基于混合传动的关节型轻型机械臂.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102039600A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102039600A(43)申请公布日2011.05.04(21)申请号201010602211.4(22)申请日2010.12.13(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号北航宇航学院(72)发明人王新升缪远明管帅李向向(74)专利代理机构北京慧泉知识产权代理有限公司11232代理人王顺荣唐爱华(51)Int.Cl.B25J18/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称基于混合传动的关节型轻型机械臂(57)摘要本发明涉及一种基于混合传动的关节型轻型机械臂。底板安装在需要搭载机械臂的平台上；旋转平台通过轴承用过盈配合固定在底座上；电机通过螺栓固定在底板上，电机的轴插入旋转平台的底部以带动旋转平台转动；直线电机两侧的轴插入旋转平台缺口的孔中；圆柱螺母通过螺纹旋合在直线电机的丝杠上，并插入到第一臂的中部的孔中；第一臂下端铰接在旋转平台上端；电机和电机分别粘合在第二臂两端的孔中；第二臂左端电机的轴插入到第一臂上端的孔中；第二臂右端电机的轴插入第三臂左端的孔中。本发明利用传统机械传动方式的组合，实现机械臂功能，结合螺旋传动和齿轮传动的优势，使机械臂在体积小、重量轻的基础上达到运动精确、动力大的要求。CN102396ACCNN110203960002039602A权利要求书1/1页1.一种基于混合传动的关节型轻型机械臂，该机械臂采用螺旋传动与齿轮传动相结合的混合传动系统，具有四个自由度，其特征在于：该机械臂具体结构如下：底板(1)安装在需要搭载机械臂的平台上；旋转平台(5)通过轴承(4)用过盈配合固定在底座(3)上；电机(2)通过螺栓固定在底板(1)上，电机(2)的轴插入旋转平台(5)的底部以带动旋转平台(5)转动；直线电机(6)两侧的轴插入旋转平台(5)缺口的孔中；圆柱螺母(7)通过螺纹旋合在直线电机的丝杠上，并插入到第一臂(8)中部的孔中；第一臂(8)下端铰接在旋转平台(5)上端；电机(10)和电机(11)分别粘合在第二臂(9)两端的孔中；第二臂(9)左端电机(10)的轴插入到第一臂(8)上端的孔中；第二臂(9)右端电机(11)的轴插入第三臂(12)左端的孔中。2.根据权利要求1所述的基于混合传动的关节型轻型机械臂，其特征在于：所述的旋转平台(5)与第一臂(8)铰接处可自由转动；直线电机(6)与旋转平台(5)连接处可自由转动；螺母(7)于第一臂(8)连接处可自由转动。3.根据权利要求1所述的基于混合传动的关节型轻型机械臂，其特征在于：所述的第二臂(9)左端电机(10)的轴与第一臂8之间为固定连接；第二臂(9)右端电机(11)的轴与第三臂之间为固定连接；电机(2)的轴与旋转平台(5)之间为固定连接。2CCNN110203960002039602A说明书1/3页基于混合传动的关节型轻型机械臂技术领域[0001]本发明涉及的是一种适用于空间应用的基于混合传动的关节型轻型机械臂。属于空间机器人技术领域。背景技术[0002]随着科学技术的发展，机械臂的应用日益增多，机械臂的传动方式越来越受到重视，高精度传动和大功率输出成为业内发展的方向。传统的机械臂传动方式主要分为：机械传动、液压传动。[0003]1机械传动[0004]机械臂的机械传动方式主要有带传动、链传动、齿轮传动和螺旋传动。[0005]带传动是由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成。当主动轮回转时，依靠带与轮之间的摩擦力拖动从动轮一起回转，从而传递一定的运动和动力。带传动适用于两轴中心距较大的传动，具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动，过载时带与带轮之间会出现打滑，打滑虽使传动失效，但可防止损坏其他部件。但是带传动的外廓尺寸较大，需张紧装置，不适用于航天等对体积要求严格的领域。其次，带传动会产生滑动，不能保证固定不变的传动比，而且带的寿命较短，传动效率较低。[0006]链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成，以链条作中间挠性件，靠链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力。其次它能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作，再次它的传递功率较大，且作用在轴和轴承上的力较小，而且它的传递效率较高，一般可达0.95～0.97。但是链传动瞬时传动比不恒定，传动不平衡，传动时有噪音、冲击。并且链传动的传动比受体积和重量制约严重，同样不使用于航天等对体积和重量要求严格的领域。[0007]齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。它传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。但是对于在机械臂中应用的齿轮传