[发明专利]一种多轴差速装置

说明书

本发明提供了一种多轴差速装置，包括依次串联的基元Ⅰ、第Ⅱ元、第Ⅲ元、……、第N‑2元和第N‑1元，所述N为大于或等于4的正整数，所有单元的主回转中心均同轴设置；基元Ⅰ包括基元Ⅰ第一直齿太阳轮、基元Ⅰ第二直齿太阳轮和基元Ⅰ横轴，基元Ⅰ横轴为基元Ⅰ的主回转轴，所述基元Ⅰ第一直齿太阳轮和基元Ⅰ第二直齿太阳轮套设在基元Ⅰ横轴上且绕基元Ⅰ横轴转动；第Ⅱ元、第Ⅲ元、……、第N‑2元的结构均相同，基元Ⅰ横轴与第Ⅱ元的内齿轮固连，第Ⅱ元、第Ⅲ元、...、第N‑2元、第N‑1元之间的连接方式均相同。本发明可以构建四轴及以上差速装置，填补了四轴及以上差速装置的空白，易于实现，结构简单、通用性强。

技术领域

本发明属于机械传动领域，尤其是涉及一种多轴差速装置。

背景技术

差速装置是一种有向的运动转换与传递装置，它通过自身的机械结构在复杂以及不确定环境下实现单个主运动向多个分运动的自适应分解或者多个分运动向单个主运动的自主耦合。进行运动的自适应分解时，各分运动的转速比值随外部约束任意变化但分运动的转速之和与主运动转速具有确定的关系，并且各分输出力矩相等；进行运动的自主耦合时，各分运动的随机转速耦合成单个主运动转速，并将各分运动的动力进行合成。因此，差速装置在机器人领域多执行末端的驱动与控制方面有着重要的应用，以减少致动器的数目并自主保证操作的柔顺性。同时，差速装置还用于多个小输出能力的致动器替代大输出能力致动器的工作场合，以减低对技术及致动器能力的要求。目前，现有的差速装置最多仅能实现单个主运动与三个分运动之间的运动转换，即三轴差速装置。而越来越多的场合需要更高的差速数目，如多足机器人以及仿人机械手等。为此，本发明提供一种多轴差速装置，构建具有不同差速数目的差速装置，从而实现单个主运动与任意多个分运动之间的运动自适应转换。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种多轴差速装置，N-1个单元构建的差速装置具有N个差速数目，填补了四轴及以上差速装置的空白，该多轴差速装置易于构建，结构简单、加工方便。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多轴差速装置，包括依次串联的基元Ⅰ、第Ⅱ元、第Ⅲ元、……、第N-2元和第N-1元，所述N为大于或等于4的正整数，所有单元的主回转中心均同轴设置；

所述的基元Ⅰ包括基元Ⅰ第一直齿太阳轮、基元Ⅰ第二直齿太阳轮和基元Ⅰ横轴，所述基元Ⅰ横轴为基元Ⅰ的主回转轴，所述基元Ⅰ第一直齿太阳轮和基元Ⅰ第二直齿太阳轮套设在基元Ⅰ横轴上且绕基元Ⅰ横轴转动；

所述的第Ⅱ元、第Ⅲ元、……、第N-2元的结构均相同，均包括第一太阳轮、内齿轮、第二太阳轮、行星架、第一行星轮、第二行星轮、第三行星轮和单元转轴，所述单元转轴为对应单元的主回转轴，所述内齿轮与对应的单元转轴同轴并绕对应的单元转轴转动，所述第一太阳轮和第二太阳轮均与对应的单元转轴同轴并固连，所述第一行星轮、第二行星轮、第三行星轮在行星架上沿圆周均布且可相对行星架转动，第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮的回转轴相互平行且平行于对应元的单元转轴，所述第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮绕各自的单元转轴既有公转又有自转；所述行星架绕单元转轴转动，所述内齿轮与第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮均啮合，所述第一太阳轮与第一行星轮、第二行星轮和第三行星轮均啮合；