[发明专利]一种多自由度节圆内啮合环型移动传动装置

说明书

本发明公布了一种多自由度节圆内啮合环型移动传动装置，包括并联球关节上平台、固定上顶盖、至少两个外环内齿轮、装置下平台，每个外环内齿轮的外圆周边缘通过连接部和并联球关节摇臂活动连接并联球关节上平台，固定上顶盖和装置下平台之间均匀分布地转动设置有至少两个分别驱动各外环内齿轮独立转动的连轴外齿轮组，每个连轴外齿轮组均包括齿轮轴、主动外齿轮和从动外齿轮，各外环内齿轮与相啮合的主动外齿轮、从动外齿轮一侧分别设置有环形节圆结构。本发明能够实现各齿轮定位，保证了常规环型移动副优良运动特性的同时，将驱动电机下置于下平台之下，减小整个传动装置动力输出过程中的动载荷，转动惯量更小，运动性能更优良。

技术领域

本发明属于球面三自由度并联机构领域，涉及一种并联球关节的传动机构，具体涉及一种多自由度节圆内啮合环型移动传动装置。

背景技术

现有的并联球关节传动机构为实现传动要求，通常将驱动电机置于运动的摇臂上，在电机驱动摇臂的同时，电机也与之一起运动，此种方式虽然实现起来十分简单便捷，却也带来了无法忽视的缺陷。而现今存在的一种常见解决办法是利用空心轴传动的方式来将驱动电机固定于下平台之下使之不随机构运动而运动,然而空心轴的工作特性导致其依旧存在一定的问题。

电机置于运动摇臂之上，增加了摇臂的静载荷，使得整个并联机构所具有的负载能力有所降低。

通过电机自身运动来实现动力传输的方式，在一定程度上增加了并联球关节整体的动载荷，在机构运动加速度较大的情况下，整个机构具有较大的转动惯量，导致机构的运动性能有所降低。

电机置于并联球关节下平台部分之上，对并联球关节整体负载能力造成一定的削弱。

利用空心轴传动虽能固定驱动电机，但为达到所需性能，空心轴的同轴度需要较高的加工精度来保证，为确保实现预想的功能所需的成本将更为昂贵。

利用空心轴传动的方式不具备一定的减速能力，需要额外加装减速性能更好的减速器，对传动所需的减速器的要求更为苛刻。

空心轴的传动方式在机构上相对来说不具有较高的对称性，在运动性能上不如较为对称的结构。

现有的齿轮结构为实现动力传输要求，根据相应实际需求利用渐开线绘制齿形，制作相应的齿轮结构，通过外齿轮与内齿轮啮合来实现动力传输功能，但在实际运用中因为加工精度不足、工业制造误差等原因，齿与齿之间并非完全按照预想的渐开线形式啮合，此种普通齿轮啮合方式存在一些无法忽视的缺陷。

由加工精度不足、工业制造误差导致的齿形与其预想渐开线的偏差在受到一定径向力的推动下，有可能造成部分单齿插入过深，发生径向位移，使得啮合过程并非完全按照预想的渐开线形式进行，啮合点发生移动，导致齿轮啮合不再为纯滚动形式，传动阻力增加并加速齿轮损坏。

传动装置需要使用外环内齿轮传动时往往需要一整套繁杂的轴承、定位结构来使其精确定位某处并可以自由转动实现传动功能，其定位结构与相应配套轴承在一定程度上增加了整个装置的重量。

常见的普通内啮合齿轮结构，在外齿轮与外环内齿轮啮合过程中，由于加工精度等因素，齿轮的齿形与设计图纸有所偏差，很容易发生径向位移，使齿轮啮合点发生改变，偏离预想的纯滚动啮合形式，增加传动阻力并对齿造成损坏，影响传动过程的稳定性。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种多自由度节圆内啮合环型移动传动装置，本发明既具备常规并联球关节内啮合环型移动传动装置所能实现的效果，同时又解决了常规并联球关节内啮合环型移动传动装置存在的不足。

本发明是采用如下技术方案实现的：