[发明专利]用于机器人的钢丝传动变速比转动关节

权利要求书

1.一种用于机器人的钢丝传动变速比转动关节，其特征在于：所述转动关节包括电机轴系(1)、传动机构(2)、大腿连接件(3)和小腿连接件(4)；

电机轴系(1)包括减速电机(1-1)、轴承(1-2)、轴承挡板(1-3)和电机轴承座(1-4)，减速电机(1-1)固定在电机轴承座(1-4)上，轴承挡板(1-3)将轴承(1-2)紧固在电机轴承座(1-4)内；

传动机构(2)包括主动轴(2-1)、从动轴(2-2)、钢丝绳(2-3)、凸轮(2-4)、关节轴(2-6)、关节轴轴承(2-5)、钢丝绳固定块(2-7)、预紧机构(2-8)、主动轴轴承(2-9)、从动轴轴承(2-10)，主动轴(2-1)与从动轴(2-2)平行设置在关节轴(2-6)上，即主动轴(2-1)和从动轴(2-2)的轴线均与关节轴(2-6)垂直设置，主动轴(2-1)通过主动轴轴承(2-9)与关节轴(2-6)连接，从动轴(2-2)通过从动轴轴承(2-10)与关节轴(2-6)连接，凸轮(2-4)设置在主动轴(2-1)与从动轴(2-2)之间，且凸轮(2-4)通过关节轴轴承(2-5)安装在关节轴(2-6)上，凸轮(2-4)朝向主动轴(2-1)一侧的侧面上设有主凸轮外缘(2-4-1)，凸轮(2-4)朝向从动轴(2-2)一侧的侧面上设有副凸轮外缘(2-4-2)，主动轴(2-1)的上方设有主动轴走线槽(2-1-1)，主动轴走线槽(2-1-1)的下端设有径向通孔(2-1-2)，从动轴(2-2)的上方设有从动轴走线槽(2-2-1)，从动轴(2-2)的轴心设有轴心孔(2-2-2)，从动轴走线槽(2-2-1)的上端设有上通孔(2-2-3)，从动轴走线槽(2-2-1)的下端设有下通孔(2-2-4)，上通孔(2-2-3)和下通孔(2-2-4)均与轴心孔(2-2-2 )相通，钢丝绳固定块(2-7)固装在凸轮(2-4)端面的上端，预紧机构(2-8)固装在凸轮(2-4)端面的下端，钢丝绳(2-3)的一端与钢丝绳固定块(2-7)固连，钢丝绳(2-3)的另一端沿主凸轮外缘(2-4-1)外轮廓表面绕在凸轮(2-4)上，绕至主动轴(2-1)位置处再沿主动轴(2-1)的外径表面螺旋向上缠绕至径向通孔(2-1-2)处并从径向通孔(2-1-2)穿过再沿主动轴走线槽(2-1-1)缠绕1圈后按“8”字形绕到从动轴(2-2)的从动轴走线槽(2-2-1)上，在从动轴走线槽(2-2-1)中缠绕2圈后按“8”字形再绕到主动轴(2-1)的主动轴走线槽(2-1-1)上，在主动轴走线槽(2-1-1)中缠绕2圈后按“8”字形再绕到从动轴(2-2)的从动轴走线槽(2-2-1)中，在从动轴走线槽(2-2-1)中缠绕1圈后经上通孔(2-2-3)、轴心孔(2-2-2 )由下通孔(2-2-4)穿出后再沿从副凸轮外缘(2-4-2)外轮廓表面绕在凸轮(2-4)上后与预紧机构(2-8)固连；

传动机构(2)上的主动轴(2-1)与电机轴系(1)上的减速电机(1-1)的输出轴连接，传动机构(2)上的关节轴(2-6)的两端通过轴承与大腿连接件(3)连接，小腿连接件(4)的上端与关节轴(2-6)固接。

2.根据权利要求1所述的用于机器人的钢丝传动变速比转动关节，其特征在于：所述主动轴(2-1)和从动轴(2-2)的直径相同。

3.根据权利要求1或2所述的用于机器人的钢丝传动变速比转动关节，其特征在于：所述预紧机构(2-8)由预紧固定件(2-8-1)、预紧固定壳体(2-8-2)和铝套(2-8-3)，预紧固定壳体(2-8-2)上设有预紧槽，预紧固定件(2-8-1)安装在预紧槽内，铝套(2-8-3)安装在预紧固定件(2-8-1)内。

4.根据权利要求3所述的用于机器人的钢丝传动变速比转动关节，其特征在于：

驱动关节输出与减速电机(1-1)末端输出的传动比i是通过以下公式得出的：

设主动轴(2-1)与从动轴(2-2)的半径为r，凸轮(2-4)外轮廓半径为R(θ)，主动轴(2-1)的转速为ω₁，凸轮(2-4)的外轮廓转速为ω₂，

由主动轴(2-1)与凸轮(2-4)的外轮廓上钢丝绳(2-3)的线速度相等得：

rω₁＝R(θ)ω₂

传动比i：。