专利名称：自重构自修复机器人基本模块空间传动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种机器人技术领域的传动机构，具体是一种自重构自修复机器人基本模块空间传动机构。
背景技术：
三维同构的自重构机器人，由于同构性，需把运动等同的传递到六个均布的方向上，该空间传动机构的设计是基本模块内部机构设计的关键。
经对现有技术的文献检索发现，Haruhisa Kurokawa等人在《IntelligentRobots and Systems，1998.Proceedings.，1998 IEEE/RSJ InternationalConference》(《工程中的人工智能》)，1998年第02期，P860-865，撰文“A3-Dself-reconfigurable structure and experiments”(“一个三维自重构机器人的结构和实验”)，该文章介绍了一种传动机构，此传动是通过调速带将运动传递到12个传动轴，每一对轴都靠近基体的角落安装，虽然有其可用之处，但是空间机构比较复杂，并且多采用带传动，结构不够紧凑，空间占用大，且需要带的张紧结构，实现起来较为烦琐，困难。
发明内容
本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种自重构自修复机器人基本模块空间传动机构，使其结构紧凑、空间布置合理，是一种全齿轮传动机构，从而为解决背景技术中存在的问题提出了一种新颖的解决方案。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括壳体，大锥形齿轮组，小锥形齿轮组，传动轴，离合装置，电机，其连接方式为电机的法兰固定在壳体上，小锥形齿轮组一端与电机的输出轴相连，另一端与传动轴通过键相连，同时大锥形齿轮组也通过键与此传动轴连接，传动轴的两端各设一个离合装置，大锥形齿轮组和小锥形齿轮组的四个输出端也各设一个离合装置。
大锥形齿轮组包括三个锥形齿轮，第一、第二输出轴，其连接方式为第二锥形齿轮与传动轴靠键相连，该键把传动轴的转动传递给第二锥形齿轮，第二锥形齿轮分别与相互垂直的第一、第三锥形齿轮啮合，第一、第三锥形齿轮用键与第一、第二输出轴相连，把传动轴的转动经过换向传递到第一、第二输出轴上，使输出轴与电机同步旋转。
小锥形齿轮组包括小齿轮，联体齿轮，第一、第二小锥形齿轮，第三、第四输出轴，其连接方式为小齿轮用键固连在电机输出轴上，用来传递运动，小齿轮与联体齿轮啮合，联体齿轮用键连接在传动轴的一端，分别与相互垂直的第一、第二小锥形齿轮啮合，两个小锥形齿轮用键与第三、第四输出轴相连，这样把电机的转动传递到三个不同方向，从而可用一个电机控制六个方向的运动。
本发明针对三维、同构的自重构自修复机器人的空间运动特点设计了基本模块的空间传动机构，完成了将电机旋转运动无差别传递到六个不同方向上的动作，由于全部采用齿轮传动，具有精确传动比，且使基本模块的内部结构紧凑。通过一个联体锥齿轮，巧妙的将运动分解为六个方向。
本发明工作时，电机轴旋转，固连在电机输出轴上的小锥形齿轮组中的小齿轮旋转，小锥形齿轮组中的小齿轮与小锥形齿轮组中的联体齿轮啮合，从而使联体齿轮旋转，联体齿轮分别与相互垂直的两个小锥形齿轮啮合，由于联体齿轮用键连接在传动轴的一端，两个小锥形齿轮用键与两个输出轴相连，则电机的运动带动传动轴的运动及两个输出轴的运动；传动轴的另一端用键连着大锥形齿轮组中的一个大锥形齿轮，大锥形齿轮分别与相互垂直的第一、第三锥形齿轮啮合，从而把旋转运动传递到大锥形齿轮组，使与其相连的输出轴转动，从而把电机的运动传递到一个传动轴及四个输出轴上，传动轴的两端以及四个输出轴上各安装一个离合装置，用来控制将运动输出到某个特定的面上与否，可以控制六个方向不同时刻的旋转。
与现有技术相比，本发明具有明显的创新性和优越性，体现在空间结构紧凑，零件数目较少，易于实现、安装，固定并且传动比准确，通过六个相互啮合的锥形齿轮实现空间六个方向的运动是一个新颖的思想。
图1本发明结构示意2本发明小锥形齿轮组结构示意图具体实施方式
如图1、图2所示，本发明包括壳体1，大锥形齿轮组2，小锥形齿轮组3，传动轴4，离合装置5，电机6，其连接方式为电机6的法兰固定在壳体1上，小锥形齿轮组3一端与电机6的输出轴相连，另一端与传动轴4通过键相连，同时大锥形齿轮组2也通过键与此传动轴4连接，传动轴4的两端各设一个离合装置5，大锥形齿轮组2和小锥形齿轮组3的四个输出端也各设一个离合装置5。电机6的运动首先传递到小锥形齿轮组3，小锥形齿轮组3又通过传动轴4将运动传递到大锥形齿轮组2上，最后通过离合装置5就将运动传递到了六个方向的面上。
大锥形齿轮组2包括第一锥形齿轮7，第二锥形齿轮8，第三锥形齿轮9，两个输出轴10，其连接方式为第二锥形齿轮8与传动轴4靠键相连，把传动轴4的转动传递给第二锥形齿轮8，第二锥形齿轮8分别与相互垂直的第一锥形齿轮7及第三锥形齿轮9啮合，第一锥形齿轮7、第三锥形齿轮9用键与两个输出轴10相连。
小锥形齿轮组3包括小齿轮11，联体齿轮12，第一小锥形齿轮13，第二小锥形齿轮14，两个输出轴15，其连接方式为小齿轮11用键固连在电机6输出轴上，小齿轮11与联体齿轮12啮合，联体齿轮12用键连接在传动轴4的一端，分别与相互垂直的第一小锥形齿轮13及第二小锥形齿轮14啮合，第一小锥形齿轮13、第二小锥形齿轮14用键与两个输出轴15相连。
权利要求
1.一种自重构机器人基本模块的空间传动机构，包括壳体(1)、传动轴(4)、离合装置(5)、电机(6)，其特征在于，还包括大锥形齿轮组(2)、小锥形齿轮组(3)，电机(6)的法兰固定在壳体(1)上，小锥形齿轮组(3)一端与电机(6)的输出轴相连，另一端与传动轴(4)通过键相连，同时大锥形齿轮组(2)也通过键与此传动轴(4)连接，传动轴(4)的两端各设一个离合装置(5)，大锥形齿轮组(2)和小锥形齿轮组(3)的四个输出端也各设一个离合装置(5)。
2.根据权利要求1所述的自重构机器人基本模块的空间传动机构，其特征是，大锥形齿轮组(2)包括锥形齿轮(7)、锥形齿轮(8)、锥形齿轮(9)、两个输出轴(10)，第二锥形齿轮(8)与传动轴4靠键相连，第二锥形齿轮(8)分别与相互垂直的第一锥形齿轮(7)及第三锥形齿轮(9)啮合，第一锥形齿轮(7)、第三锥形齿轮(9)用键与两个输出轴(10)相连。
3.根据权利要求1所述的自重构机器人基本模块的空间传动机构，其特征是，小锥形齿轮组(3)包括小齿轮(11)、联体齿轮(12)、小锥形齿轮(13)、小锥形齿轮(14)、两个输出轴(15)，小齿轮(11)用键固连在电机(6)输出轴上，小齿轮(11)与联体齿轮(12)啮合，联体齿轮(12)用键连接在传动轴(4)的一端，分别与相互垂直的小锥形齿轮(13)及小锥形齿轮(14)啮合，小锥形齿轮(13)、小锥形齿轮(14)用键与两个输出轴(15)相连。
全文摘要
一种自重构机器人基本模块的空间传动机构，用于机械电子装置技术领域。本发明包括壳体，大锥形齿轮组，小锥形齿轮组，传动轴，离合装置，电机，其连接方式为电机的法兰固定在壳体上，小锥形齿轮组一端与电机的输出轴相连，另一端与传动轴通过键相连，同时大锥形齿轮组也通过键与此传动轴连接，传动轴的两端各设一个离合装置，大锥形齿轮组和小锥形齿轮组的四个输出端也各设一个离合装置。本发明是在分析自重构自修复机器人的运动特点后，设计了一种空间的运动传递机构，通过该机构，可以使得自重构自修复机器人安装简单、结构紧凑，完成六个方向运动的分解，进而完成基本模块每一个方向任何时刻的旋转运动。
文档编号B25J9/10GK1709658SQ20051002732
公开日2005年12月21日 申请日期2005年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者董庆雷, 费燕琼, 夏平 申请人:上海交通大学