[发明专利]一种仿生跳跃的齿轮传动装置及其传动比调整方法

说明书

本发明公开一种仿生跳跃的齿轮传动装置，该装置包括输入轴、面齿轮M1、M2、M3、M4、圆柱齿轮Z1、Z2、Z3、Z4、轴承C1、C2、C3、C4、C5、C6、固定架、行星架。输入轴1固定于面齿轮M2。面齿轮M1为圆环形，面齿轮M2固定在面齿轮M1的圆环内。面齿轮M4为圆环形，面齿轮M3固定在面齿轮M4的圆环内。面齿轮M2通过圆柱齿轮Z1和圆柱齿轮Z2实现和面齿轮M3啮合连接。面齿轮M3与行星架相连接分别通过轴承连接固定架。面齿轮M1通过圆柱齿轮Z3和圆柱齿轮Z4实现和面齿轮M4啮合连接。本装置采用面齿轮传动，高速运转时不存在偏心作用，传动平稳，传动角度精确。选择合适的面齿轮齿数以及两对面齿轮之间的齿数差，可以实现大传动比范围(50‑1000)的传动。

技术领域

本发明涉及减速传动装置领域，具体涉及一种大传动比的仿生跳跃的齿轮传动装置及其传动比调整方法。

背景技术

目前已有许多学者研究了仿生跳跃装置，这些跳跃装置为了具有强大的越障性能，则必须要有大传动比的减速增矩装置，以储备更大的能量进行跳跃。目前的仿生跳跃传动大多采用多级圆柱齿轮传动、齿轮与蜗轮蜗杆搭配传动、减速电机传动来获得所需的传动比，这种传动方式会使得整个装置笨重，极大地降低了自身的跳跃性能，传动效率低，且传动比无法达到更高的要求。一般直接压缩弹簧式的微小型机器人的跳跃装置传动比需达到300以上。

当前大传动比包括:少齿差行星轮减速器、类摆线减速器、谐波减速器、章动减速器等。一般都具有体积小、重量轻等优点，但它们在高速运动下一般都存在偏心作用，对仿生跳跃过程会有很大的影响，且这些减速器的传动比一般在50-300之间，传动比难达到要求。因此都不适用于仿生跳跃装置的传动。

目前已有学者提出一种八圆锥齿轮少齿差减速器，既能够有效地克服高速运动下的偏心作用，又能保持大传动比运动(78左右)，但其传动比与锥齿轮齿数息息相关，传动比范围受限，如若要增大传动比，则需增大锥齿轮齿数，使得整体结构变得笨重，且无法适用于更大几倍传动比的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术的不足，提供一种仿生跳跃的齿轮传动装置，与现有减速装置相比，高速运转时无偏心作用，也没有柔轮机构，结构紧凑，质量轻，效率高，且能够实现大传动比范围的传动(50-1000)，适用于仿生跳跃装置的传动。

本发明的技术方案是这样实现的：一种仿生跳跃的齿轮传动装置，包括：输入轴、面齿轮M1、面齿轮M2、面齿轮M3、面齿轮M4、圆柱齿轮Z1、圆柱齿轮Z2、圆柱齿轮Z3、圆柱齿轮Z4、轴承C1、轴承C2、轴承C3、轴承C4、轴承C5、轴承C6、固定架、行星架；

输入轴固定于面齿轮M2的轴心处；面齿轮M1为圆环形，面齿轮M2固定在面齿轮M1的圆环内，面齿轮M1与面齿轮M2同轴且固定连接；面齿轮M4为圆环形，面齿轮M3固定在面齿轮M4的圆环内，面齿轮M3与面齿轮M4的同轴且固定连接；面齿轮M1平行于面齿轮M4，面齿轮M2平行于面齿轮M3；

固定架包括T形架，T形架包括相互固定的横杆和竖杆，竖杆垂直连接于横杆的中心处；圆柱齿轮Z1通过轴承C1与所述横杆的一端连接，圆柱齿轮Z2通过轴承C2与所述横杆的另一端连接；面齿轮M2通过圆柱齿轮Z1和圆柱齿轮Z2实现和面齿轮M3啮合连接，面齿轮M2和面齿轮M3的齿数不同；面齿轮M3通过轴承C5与所述竖杆的中段相连接，所述竖杆远离横杆的一端还通过轴承C6与行星架相连接；

行星架主体位于面齿轮M4的外侧，行星架的两端均弯曲延伸至面齿轮M1和面齿轮M4之间；圆柱齿轮Z3通过轴承C3与行星架的一端相连接，圆柱齿轮Z4通过轴承C4与行星架的另一端相连接；面齿轮M1通过圆柱齿轮Z3和圆柱齿轮Z4实现和面齿轮M4啮合连接，面齿轮M1和面齿轮M4的齿数不同。

作为本发明的仿生跳跃的齿轮传动装置的进一步改进，面齿轮M1与面齿轮M2处于同一平面，使得装置结构紧凑，运行平稳。