一种五自由度机器人末端传动机构

摘要

本发明提供了一种五自由度机器人末端传动机构，该机构具有两个转轴线正交的旋转关节和两台并排后置的伺服电机，其中：第一伺服电机通过一套谐波减速器组件减速后经一对直齿轮将动力传递给第一旋转关节，使其作旋转运动，第一旋转为中空结构，直齿轮采用错齿结构以消除回转间隙；第二伺服电机驱动一根通过第一旋转关节内部且与第一旋转关节同轴的传动轴，经一对锥齿轮正交传动，随后通过第二套谐波减速器组件减速，驱动末端输出轴，第二伺服电机轴线与第一伺服电机轴线平行。本发明所述传动机构可压缩机器人末端占用的空间，使其结构紧凑，传动精确可靠且具有较大的转动范围。

主权项

一种五自由度机器人末端传动机构，其特征在于，包括第一伺服电机、第二伺服电机，由第一谐波减速器、主动直齿轮、从动直齿轮和空心传动轴构成的第一传动组件，由传动轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、转接轴、第二谐波减速器构成的第二传动组件，末端输出轴，以及由箱体外壳、锥齿轮组外壳、末端谐波外壳构成的外壳，其中：所述第一伺服电机安放在箱体外壳上，其输出端连接第一谐波减速器，主动直齿轮固连在第一谐波减速器的输出端上并与从动直齿轮啮合，从动直齿轮与空心传动轴固连，第二伺服电机采用后置方案，与所述第一伺服电机并行排列，也安装在箱体外壳上，其输出端连接传动轴，主动锥齿轮固连在传动轴的末端并与从动锥齿轮啮合，转接轴与从动锥齿轮固连，同时转接轴连接在第二谐波减速器的输入端；末端输出轴连接在第二谐波减速器的末端，锥齿轮组外壳与空心传动轴固连并随空心传动轴转动，末端谐波外壳固连在锥齿轮组外壳上；所述箱体外壳、空心传动轴和从动直齿轮构成第一旋转关节，从动直齿轮与空心传动轴一起相对于箱体外壳转动，从而实现第一旋转关节的运动；末端谐波外壳和末端输出轴构成第二旋转关节，末端输出轴相对于末端谐波外壳旋转，从而实现第二旋转关节的运动；第一旋转关节、第二旋转关节正交；第一伺服电机通过第一传动组件驱动第一旋转关节并带动第二旋转关节整体随之运动，第二伺服电机通过第二传动组件驱动第二旋转关节；所述第二伺服电机采用后置方案而非与第二谐波减速器直接相连，因此不受第一旋转关节运动影响，也降低了第一旋转关节的负载；所述第二伺服电机不动的情况下，与第二伺服电机连接的传动轴以及传动轴末端的主动锥齿轮也不旋转，所述第二旋转关节整体随第一旋转关节运动，转接轴与从动锥齿轮会被迫绕第一旋转关节的旋转轴转动，因从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合，产生自转并带动转接轴旋转，使得末端输出轴也产生运动；此时控制第二伺服电机旋转，使第二伺服电机在第一伺服电机每转一圈的同时沿同方向转动一个修正量，该修正量的大小为直齿轮组传动比与第一谐波减速器的减速比之商。