[发明专利]两自由度关节结构

说明书

本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及两自由度关节结构。其包括：第一机架、第一驱动装置、第一齿轮轴、第一锥齿轮、第二机架、第二驱动装置、第二齿轮轴、第二锥齿轮、第三机架、输出齿轮轴、输出锥齿轮、消隙驱动装置、消隙齿轮轴及消隙锥齿轮；第一锥齿轮设置在第一齿轮轴上，第一驱动装置驱动第一齿轮轴转动；第二锥齿轮设置在第二齿轮轴上，第二驱动装置驱动第二齿轮轴转动；输出锥齿轮设置在输出齿轮轴上；消隙锥齿轮设置在消隙齿轮轴上，消隙驱动装置驱动消隙齿轮轴转动；输出锥齿轮、消隙锥齿轮分别同时与第一锥齿轮、第二锥齿轮啮合。本发明的两自由度关节结构不仅能够实现俯仰运动、自转运动及俯仰自转复合运动，而且传动精度更高。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及两自由度关节结构。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。关节结构是工业机器人的重要功能元件。关节结构的传动精度直接决定工业机器人的传动精度。

现有技术的一种关节结构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮，第一锥齿轮和第二锥齿轮同时与第三锥齿轮啮合。当第一锥齿轮和第二锥齿轮同向转动的时候，驱使第三锥齿轮实现一个自由度，当第一锥齿轮和第二锥齿轮反向转动的时候，驱使第三锥齿轮实现另一个自由度。

上述关节结构存在的不足为，由于误差的存在，不可避免的使得第三锥齿轮与第一锥齿轮、第二锥齿轮二者之一作用，当第三锥齿轮和第一锥齿轮紧密接触时，第三锥齿轮和第二锥齿轮之间存在传动间隙，从而使得传动精度降低；当第三锥齿轮和第二锥齿轮紧密接触时，第三锥齿轮和第一锥齿轮之间存在传动间隙，从而制动传动精度降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种不仅能够实现俯仰运动、自转运动及俯仰自转复合运动，而且传动精度更高的两自由度关节结构。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种两自由度关节结构。具体地，该两自由度关节结构包括：第一驱动单元、第二驱动单元、输出单元及消隙单元；

第一驱动单元包括第一机架和设置在第一机架上的第一驱动装置、设置在第一机架上的第一齿轮轴及第一锥齿轮，第一锥齿轮设置在第一齿轮轴上，第一驱动装置驱动第一齿轮轴转动；

第二驱动单元包括第二机架和设置在第二机架上的第二驱动装置、设置在第二机架上的第二齿轮轴及第二锥齿轮，第二锥齿轮设置在第二齿轮轴上，第二驱动装置驱动第二齿轮轴转动；

输出单元包括第三机架和设置在第三机架上的输出齿轮轴、输出锥齿轮，输出锥齿轮设置在输出齿轮轴上；

消隙单元包括本体与输出齿轮轴连接的消隙驱动装置、设置在第三机架上的消隙齿轮轴及消隙锥齿轮，消隙锥齿轮设置在消隙齿轮轴上，消隙驱动装置驱动消隙齿轮轴转动；

第一机架和第二机架固定连接，第三机架与第一机架、第二机架转动连接；

第一锥齿轮和第二锥齿轮同轴设置，消隙锥齿轮和输出锥齿轮同轴设置，输出锥齿轮与第一锥齿轮、第二锥齿轮均啮合，消隙锥齿轮与第一锥齿轮、第二锥齿轮均啮合。

进一步地，消隙驱动装置包括消隙电机减速机，消隙电机减速机的输出轴与消隙齿轮轴固连。

进一步地，第一驱动装置包括第一电机减速机，第一电机减速机的输出轴与第一齿轮轴固连。

进一步地，第二驱动装置包括第二电机减速机，第二电机减速机的输出轴与第二齿轮轴固连。