[发明专利]一种四自由度同轴输出机构

摘要

本发明公开了一种四自由度同轴输出机构，包括驱动部分、传动部分、随动部分和执行部分，所述驱动部分通过齿轮实现对传动部分的驱动；所述传动部分包括四组同心安装的轴，由内到外依次为轴一、第二中空轴、第三中空轴、第四中空轴，并且可独立转动；所述随动部分安装于轴一顶部，并且设置两对锥齿轮结构；所述执行部分包括四个主动臂，分别为第一主动臂、第二主动臂、第三主动臂和第四主动臂，其中第三主动臂、第四主动臂分别与第三中空轴、第四中空轴固定连接，可实现整周回转，第一主动臂和第二主动臂分别通过所述两对锥齿轮实现与轴一、第二中空轴传动连接，从而实现绕自身旋转轴线的旋转运动。本发明具有高速和高加速能力，具有轴对称性。

主权项

一种四自由度同轴输出机构，包括驱动部分、传动部分、随动部分和执行部分，其特征在于：所述驱动部分通过齿轮实现对传动部分的驱动；所述传动部分包括四组同心安装的轴，由内到外依次为轴一、第二中空轴、第三中空轴、第四中空轴，并且通过安装于各轴的轴承实现相互之间的独立转动；所述随动部分安装于轴一顶部，并且设置两对锥齿轮结构；所述执行部分包括四个主动臂，分别为第一主动臂、第二主动臂、第三主动臂和第四主动臂，其中第三主动臂、第四主动臂分别与第三中空轴、第四中空轴固定连接，可实现整周回转，第一主动臂和第二主动臂分别通过所述两对锥齿轮实现与轴一、第二中空轴传动连接，从而实现绕自身旋转轴线的旋转运动；所述驱动部分包括基座、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第一减速器、第二减速器、第三减速器、第四减速器、第一小齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮、第一大齿轮、第二大齿轮、第三大齿轮、第一连接轴和第二连接轴；所述第一减速器、第二减速器、第三减速器、第四减速器的输入端分别和第一电机、第二电机、第三电机、第四电机的输出轴固定连接，所述第一减速器、第二减速器、第三减速器、第四减速器的输出端均和基座固定连接；所述第一小齿轮与第二减速器输出轴固定连接；所述第二小齿轮与第一连接轴固定连接，所述第一连接轴与第三减速器输出轴固定连接；所述第三小齿轮与第二连接轴固定连接，所述第二连接轴与第四减速器输出轴固定连接；所述传动部分包括锁紧环、抱箍、推力球轴承、加强轴、轴一、第二中空轴、第三中空轴、第四中空轴、第二中空轴底部轴承、第二中空轴顶部轴承、第三中空轴轴承底部轴承、第三中空轴顶部轴承、第四中空轴轴承、第一齿轮挡圈、第二齿轮挡圈、第三齿轮挡圈和套杯；所述轴一、第二中空轴、第三中空轴和第四中空轴均采用同轴心安装方式；所述抱箍上端与轴一底部通过锁紧环锁紧连接，所述抱箍下端与第一减速器输出轴通过锁紧环锁紧连接；所述推力球轴承安装于基座的轴承孔内，所述加强轴底部安装于推力球轴承内孔中并通过轴肩端面定位；所述第二中空轴底部与加强轴固定连接，所述第二中空轴底部轴承安装于第二中空轴底部轴承孔内，所述第二中空轴顶部轴承安装于第二中空轴顶部轴承孔内；所述第三中空轴底部轴承安装于第三中空轴底部轴承孔，所述第三中空轴顶部轴承安装于第三中空轴顶部轴承孔内；所述第四中空轴轴承安装于第四中空轴上端轴承孔内；所述第一齿轮挡圈固定安装于第二中空轴下端，其下端面与驱动部分的第一大齿轮上端面重合；所述第二齿轮挡圈固定安装于第三中空轴下端，其下端面与驱动部分的第二大齿轮上端面重合；所述第三齿轮挡圈固定安装于第四中空轴下端，其上端面与驱动部分的第三大齿轮下端面重合；所述套杯与轴一顶部同轴心固定连接；所述随动部分包括随动座、锥齿轮基座、随动座轴承端盖、随动座轴承、锥齿轮基座轴承端盖、锥齿轮基座轴承、锥齿轮、第一主动臂转轴、第二主动臂转轴；所述随动座轴承安装于套杯上并通过套杯的阶梯轴端面定位，所述随动座通过其底部轴承孔与随动座轴承配合安装，所述随动座轴承端盖固定连接于随动座底部；所述锥齿轮基座与随动座固定连接，所述锥齿轮基座轴承分别安装于锥齿轮基座的轴承孔内，所述锥齿轮基座轴承端盖分别安装于锥齿轮基座两侧；所述第一主动臂转轴两端安装于锥齿轮基座一侧的两个锥齿轮基座轴承内圈中；所述第二主动臂转轴两端安装于锥齿轮基座另一侧的两个锥齿轮基座轴承内圈中；所述锥齿轮按照一定的齿轮配合要求分别成对安装于第一主动臂转轴和轴一顶部以及第二主动臂转轴和套杯上。