一种基于并联驱动的肩关节，它涉及一种肩关节，以解决现有助力机器人肩关节运动精度差的问题。内圈直齿轮与内圈传动齿轮啮合，内圈锥齿轮与内圈直齿轮连接并通过滚针轴承套装在支撑架的外径上，外圈直齿轮与外圈传动齿轮啮合，外圈锥齿轮与外圈直齿轮连接并通过滚针轴承套装在内圈圆环的外径上，上臂支撑架设置在支撑架内，左锥齿轮与外圈锥齿轮啮合，左传动小齿轮通过键固定在左锥齿轮的齿轮轴上，左传动大齿轮与左传动小齿轮啮合，右锥齿轮与内圈锥齿轮啮合，右传动小齿轮通过键固定在右锥齿轮的齿轮轴上，右传动大齿轮与右传动小齿轮啮合，上臂固定架的两端分别与对应的左传动大齿轮和右传动大齿轮的齿轮轴固定连接。本发明专利技术用于助力机器人上。
【技术实现步骤摘要】
一种基于并联驱动的肩关节
本专利技术涉及一种肩关节，具体涉及一种基于并联驱动的肩关节。
技术介绍
目前，对于人体上肢助力机器人来讲，肩关节的设计是至关重要的一环。目前的已有的肩关节设计大多是以串联结构设计为主，这种结构运动精度差，而且每个自由度都有单独电机驱动，使得电机负担大，从而导致电机尺寸增加。而现有的并联结构，多为连杆铰链形式，运动范围也受到了很大限制。
技术实现思路
本专利技术的为解决现有助力机器人肩关节运动精度差、体积大、运动范围小的问题，而提出一种基于并联驱动的肩关节。本专利技术的一种基于并联驱动的肩关节包括内圈驱动电机、外圈驱动电机、内圈减速器、外圈减速器、内圈传动齿轮、外圈传动齿轮、支撑架、内圈直齿轮、内圈锥齿轮、外圈直齿轮、外圈锥齿轮、上臂支撑架、左锥齿轮、右锥齿轮、左传动小齿轮、左传动大齿轮、右传动大齿轮、右传动小齿轮、左齿轮箱盖、右齿轮箱盖、上臂固定架和支板，支撑架为圆环形，支板设置在支撑架的端面处，支板与支撑架的轴线垂直设置，内圈减速器与外圈减速器平行设置，且内圈减速器和外圈减速器的输出轴均穿过支板，内圈驱动电机与内圈减速器连接，外圈驱动电机与外圈减速器连接，内圈传动齿轮通过键固定在内圈减速器的输出轴上，外圈传动齿轮通过键固定在外圈减速器的输出轴上，内圈直齿轮与内圈传动齿轮啮合，内圈锥齿轮与内圈直齿轮并排且同轴设置，内圈锥齿轮与内圈直齿轮通过螺钉连接组成内圈圆环，内圈圆环通过滚针轴承套装在支撑架的外径上，外圈直齿轮与外圈传动齿轮啮合，外圈锥齿轮与外圈直齿轮并排且同轴设置，外圈锥齿轮与外圈直齿轮通过螺钉连接组成外圈圆环，外圈圆环通过滚针轴承套装在内圈圆环的外径上，上臂支撑架包括支撑环、左齿轮箱和右齿轮箱，左齿轮箱和右齿轮箱的结构相同，左齿轮箱和右齿轮箱以支撑环的轴线为基准对称设置在支撑环的内壁上，左齿轮箱沿厚度方向上设有左锥齿轮轴孔，左齿轮箱的内侧端面设有左传动大齿轮轴槽，左锥齿轮轴孔的轴线与左传动大齿轮轴槽的轴线平行且在同一水平线上设置，左锥齿轮轴孔的轴线与支撑环的轴线垂直设置，右齿轮箱沿厚度方向上设有与左锥齿轮轴孔正对的右锥齿轮轴孔，右齿轮箱的内侧端面设有与左传动大齿轮轴槽正对的右传动大齿轮轴槽，支撑环通过滚针轴承设置在支撑架7的内径中，左锥齿轮与外圈锥齿轮啮合，左锥齿轮设置在左齿轮箱的外侧，且左锥齿轮上的齿轮轴穿过左锥齿轮轴孔，左锥齿轮的齿轮轴通过滚珠轴承固定在左锥齿轮轴孔中，左传动小齿轮设置在左传动大齿轮轴槽内，且左传动小齿轮通过键固定在左锥齿轮的齿轮轴上，左传动大齿轮与左传动小齿轮啮合，且左传动大齿轮的齿轮轴一端通过滚珠轴承固定在左传动大齿轮轴槽1中，左传动大齿轮的齿轮轴另一端通过滚珠轴承设置在左齿轮箱盖中，左齿轮箱盖通过螺钉安装在左齿轮箱上。右锥齿轮与内圈锥齿轮啮合，右锥齿轮设置在右齿轮箱的外侧，且右锥齿轮上的齿轮轴穿过右锥齿轮轴孔，右锥齿轮的齿轮轴通过滚珠轴承固定在右锥齿轮轴孔中，右传动小齿轮设置在右传动大齿轮轴槽内，且右传动小齿轮通过键固定在右锥齿轮的齿轮轴上，右传动大齿轮与右传动小齿轮啮合，且右传动大齿轮的齿轮轴一端通过滚珠轴承固定在右传动大齿轮轴槽中，右传动大齿轮的齿轮轴另一端通过滚珠轴承设置在右齿轮箱盖中，右齿轮箱盖通过螺钉安装在右齿轮箱上。上臂固定架设置在左齿轮箱与右齿轮箱之间，上臂固定架的两端分别与对应的左传动大齿轮和右传动大齿轮的齿轮轴固定连接。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：一、由于本专利技术采用了并联驱动的方式，传动方式采用齿轮传动，增加了运动的精确性和运动范围。运动精度相比现有技术提高了一倍以上。二、本专利技术在每个自由度运动时都有两个电机承担，分担了电机的负担，且电机并联设置，从而减小电机的体积，增加了紧凑性。附图说明图1是本专利技术的整体结构立体图；图2是内圈驱动电机1、外圈驱动电机2、内圈减速器3、外圈减速器4、内圈传动齿轮5、外圈传动齿轮6和支撑架7的位置关系立体图；图3是内圈直齿轮8、内圈锥齿轮9和支撑架7的位置关系立体图；图4是外圈直齿轮10、外圈锥齿轮11、上臂支撑架12和支撑架7的位置关系立体图；图5是上臂支撑架12的结构立体图；图6是图5的后视立体图；图7是左锥齿轮13、左传动小齿轮15、左传动大齿轮16与左齿轮箱12-2的位置关系立体图；图8是左齿轮箱盖19与左齿轮箱12-2的安装位置，右齿轮箱盖20与右齿轮箱12-3的安装位置立体图；图9是右锥齿轮14、右传动小齿轮18、右传动大齿轮17与右齿轮箱12-3的位置关系立体图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1～图9说明本实施方式，本实施方式包括内圈驱动电机1、外圈驱动电机2、内圈减速器3、外圈减速器4、内圈传动齿轮5、外圈传动齿轮6、支撑架7、内圈直齿轮8、内圈锥齿轮9、外圈直齿轮10、外圈锥齿轮11、上臂支撑架12、左锥齿轮13、右锥齿轮14、左传动小齿轮15、左传动大齿轮16、右传动大齿轮17、右传动小齿轮18、左齿轮箱盖19、右齿轮箱盖20、上臂固定架21和支板22。支撑架7为圆环形，支板22设置在支撑架7的端面处，支板22与支撑架7的轴线垂直设置，内圈减速器3与外圈减速器4平行设置，且内圈减速器3和外圈减速器4的输出轴均穿过支板22，内圈减速器3和外圈减速器4均固定在支板22上，内圈驱动电机1与内圈减速器3连接，外圈驱动电机2与外圈减速器4连接，内圈传动齿轮5通过键固定在内圈减速器3的输出轴上，外圈传动齿轮6通过键固定在外圈减速器4的输出轴上，见图2，内圈直齿轮8与内圈传动齿轮5啮合，内圈锥齿轮9与内圈直齿轮8并排且同轴设置，内圈锥齿轮9与内圈直齿轮8通过螺钉连接组成内圈圆环，内圈圆环通过滚针轴承套装在支撑架7的外径上，内圈直齿轮8和内圈锥齿轮9可以与支撑架7相对转动运动，通过内圈驱动电机1的转动可以直接带动内圈直齿轮8和内圈锥齿轮9转动，见图3，外圈直齿轮10与外圈传动齿轮6啮合，外圈锥齿轮11与外圈直齿轮10并排且同轴设置，外圈锥齿轮11与外圈直齿轮10通过螺钉连接组成外圈圆环，外圈圆环通过滚针轴承套装在内圈圆环的外径上，外圈圆环、内圈圆环以及支撑架7都可以做独立的转动运动，通过外圈驱动电机2的转动可以直接带动外圈直齿轮10和外圈锥齿轮11的转动，见图4。上臂支撑架12包括支撑环12-1、左齿轮箱12-2和右齿轮箱12-3，左齿轮箱12-2和右齿轮箱12-3的结构相同，左齿轮箱12-2和右齿轮箱12-3以支撑环12-1的轴线为基准对称设置在支撑环12-1的内壁上，左齿轮箱12-2沿厚度方向上设有左锥齿轮轴孔12-4，左齿轮箱12-2的内侧端面设有左传动大齿轮轴槽12-5，左锥齿轮轴孔12-4的轴线与左传动大齿轮轴槽12-5的轴线平行且在同一水平线上设置，左锥齿轮轴孔12-4的轴线与支撑环12-1的轴线垂直设置，右齿轮箱12-3沿厚度方向上设有与左锥齿轮轴孔12-4正对的右锥齿轮轴孔12-6，右齿轮箱12-3的内侧端面设有与左传动大齿轮轴槽12-5正对的右传动大齿轮轴槽12-7，支撑环12-1通过滚针轴承设置在支撑架7的内径中，上臂支撑架12可以做独立的转动运动，见图4、图5和图6。左锥齿轮13与外圈锥齿轮11啮合，左锥齿轮13设置在左齿轮箱12-2的外侧，且左锥齿轮13上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于并联驱动的肩关节，其特征在于：所述一种基于并联驱动的肩关节包括内圈驱动电机(1)、外圈驱动电机(2)、内圈减速器(3)、外圈减速器(4)、内圈传动齿轮(5)、外圈传动齿轮(6)、支撑架(7)、内圈直齿轮(8)、内圈锥齿轮(9)、外圈直齿轮(10)、外圈锥齿轮(11)、上臂支撑架(12)、左锥齿轮(13)、右锥齿轮(14)、左传动小齿轮(15)、左传动大齿轮(16)、右传动大齿轮(17)、右传动小齿轮(18)、左齿轮箱盖(19)、右齿轮箱盖(20)、上臂固定架(21)和支板(22)，支撑架(7)为圆环形，支板(22)设置在支撑架(7)的端面处，支板(22)与支撑架(7)的轴线垂直设置，内圈减速器(3)与外圈减速器(4)平行设置，且内圈减速器(3)和外圈减速器(4)的输出轴均穿过支板(22)，内圈驱动电机(1)与内圈减速器(3)连接，外圈驱动电机(2)与外圈减速器(4)连接，内圈传动齿轮(5)通过键固定在内圈减速器(3)的输出轴上，外圈传动齿轮(6)通过键固定在外圈减速器(4)的输出轴上，内圈直齿轮(8)与内圈传动齿轮(5)啮合，内圈锥齿轮(9)与内圈直齿轮(8)并排且同轴设置，内圈锥齿轮(9)与内圈直齿轮(8)通过螺钉连接组成内圈圆环，内圈圆环通过滚针轴承套装在支撑架(7)的外径上，外圈直齿轮(10)与外圈传动齿轮(6)啮合，外圈锥齿轮(11)与外圈直齿轮(10)并排且同轴设置，外圈锥齿轮(11)与外圈直齿轮(10)通过螺钉连接组成外圈圆环，外圈圆环通过滚针轴承套装在内圈圆环的外径上，上臂支撑架(12)包括支撑环(12‑1)、左齿轮箱(12‑2)和右齿轮箱(12‑3)，左齿轮箱(12‑2)和右齿轮箱(12‑3)的结构相同，左齿轮箱(12‑2)和右齿轮箱(12‑3)以支撑环(12‑1)的轴线为基准对称设置在支撑环(12‑1)的内壁上，左齿轮箱(12‑2)沿厚度方向上设有左锥齿轮轴孔(12‑4)，左齿轮箱(12‑2)的内侧端面设有左传动大齿轮轴槽(12‑5)，左锥齿轮轴孔(12‑4)的轴线与左传动大齿轮轴槽(12‑5)的轴线平行且在同一水平线上设置，左锥齿轮轴孔(12‑4)的轴线与支撑环(12‑1)的轴线垂直设置，右齿轮箱(12‑3)沿厚度方向上设有与左锥齿轮轴孔(12‑4)正对的右锥齿轮轴孔(12‑6)，右齿轮箱(12‑3)的内侧端面设有与左传动大齿轮轴槽(12‑5)正对的右传动大齿轮轴槽(12‑7)，支撑环(12‑1)通过滚针轴承设置在支撑架(7)的内径中，左锥齿轮(13)与外圈锥齿轮(11)啮合，左锥齿轮(13)设置在左齿轮箱(12‑2)的外侧，且左锥齿轮(13)上的齿轮轴穿过左锥齿轮轴孔(12‑4)，左锥齿轮(13)的齿轮轴通过滚珠轴承固定在左锥齿轮轴孔(12‑4)中，左传动小齿轮(15)设置在左传动大齿轮轴槽(12‑5)内，且左传动小齿轮(15)通过键固定在左锥齿轮(13)的齿轮轴上，左传动大齿轮(16)与左传动小齿轮(15)啮合，且左传动大齿轮(16)的齿轮轴一端通过滚珠轴承固定在左传动大齿轮轴槽(12‑5)中，左传动大齿轮(16)的齿轮轴另一端通过滚珠轴承设置在左齿轮箱盖(19)中，左齿轮箱盖(19)通过螺钉安装在左齿轮箱(12‑2)上，右锥齿轮(14)与内圈锥齿轮(9)啮合，右锥齿轮(14)设置在右齿轮箱(12‑3)的外侧，且右锥齿轮(14)上的齿轮轴穿过右锥齿轮轴孔(12‑6)，右锥齿轮(14)的齿轮轴通过滚珠轴承固定在右锥齿轮轴孔(12‑6)中，右传动小齿轮(18)设置在右传动大齿轮轴槽(12‑7)内，且右传动小齿轮(18)通过键固定在右锥齿轮(14)的齿轮轴上，右传动大齿轮(17)与右传动小齿轮(18)啮合，且右传动大齿轮(17)的齿轮轴一端通过滚珠轴承固定在右传动大齿轮轴槽(12‑7)中，右传动大齿轮(17)的齿轮轴另一端通过滚珠轴承设置在右齿轮箱盖(20)中，右齿轮箱盖(20)通过螺钉安装在右齿轮箱(12‑3)上，上臂固定架(21)设置在左齿轮箱(12‑2)与右齿轮箱(12‑3)之间，上臂固定架(21)的两端分别与对应的左传动大齿轮(16)和右传动大齿轮(17)的齿轮轴固定连接。...
【技术特征摘要】
1.一种基于并联驱动的肩关节，其特征在于：所述一种基于并联驱动的肩关节包括内圈驱动电机(1)、外圈驱动电机(2)、内圈减速器(3)、外圈减速器(4)、内圈传动齿轮(5)、外圈传动齿轮(6)、支撑架(7)、内圈直齿轮(8)、内圈锥齿轮(9)、外圈直齿轮(10)、外圈锥齿轮(11)、上臂支撑架(12)、左锥齿轮(13)、右锥齿轮(14)、左传动小齿轮(15)、左传动大齿轮(16)、右传动大齿轮(17)、右传动小齿轮(18)、左齿轮箱盖(19)、右齿轮箱盖(20)、上臂固定架(21)和支板(22)，支撑架(7)为圆环形，支板(22)设置在支撑架(7)的端面处，支板(22)与支撑架(7)的轴线垂直设置，内圈减速器(3)与外圈减速器(4)平行设置，且内圈减速器(3)和外圈减速器(4)的输出轴均穿过支板(22)，内圈驱动电机(1)与内圈减速器(3)连接，外圈驱动电机(2)与外圈减速器(4)连接，内圈传动齿轮(5)通过键固定在内圈减速器(3)的输出轴上，外圈传动齿轮(6)通过键固定在外圈减速器(4)的输出轴上，内圈直齿轮(8)与内圈传动齿轮(5)啮合，内圈锥齿轮(9)与内圈直齿轮(8)并排且同轴设置，内圈锥齿轮(9)与内圈直齿轮(8)通过螺钉连接组成内圈圆环，内圈圆环通过滚针轴承套装在支撑架(7)的外径上，外圈直齿轮(10)与外圈传动齿轮(6)啮合，外圈锥齿轮(11)与外圈直齿轮(10)并排且同轴设置，外圈锥齿轮(11)与外圈直齿轮(10)通过螺钉连接组成外圈圆环，外圈圆环通过滚针轴承套装在内圈圆环的外径上，上臂支撑架(12)包括支撑环(12-1)、左齿轮箱(12-2)和右齿轮箱(12-3)，左齿轮箱(12-2)和右齿轮箱(12-3)的结构相同，左齿轮箱(12-2)和右齿轮箱(12-3)以支撑环(12-1)的轴线为基准对称设置在支撑环(12-1)的内壁上，左齿轮箱(12-2)沿厚度方向上设有左锥齿轮轴孔(12-4)，左齿轮箱(12-2)的内侧端面设有左传动大齿轮轴槽(12-5)，左锥齿轮轴孔(12-4)的轴线与左传动大齿轮轴槽(12-5)的轴线平行且在同一水平线上设置，左锥齿轮轴孔(12-4)的轴线与支撑环(12-1)的轴线垂直设置，右齿轮箱(12-3)沿厚度方向上设有与左锥齿轮轴孔(12-4)正对的右锥齿轮轴孔(12-6)，右齿轮箱(12-3)的内侧端面设有与左传动大齿轮轴槽(12-5)正对的右传动大齿轮轴槽(12-7)，支撑环(12-1)通过滚针轴承设置在支撑架(7)的内径中，左锥齿轮(13)与外圈锥齿轮(11)啮合，左锥齿轮(13)设置在左齿轮箱(12-2)的外侧，且左锥齿轮(13)上的齿轮轴穿过左锥齿轮轴孔(12-4)，左锥齿轮(13)的齿轮轴通过滚珠轴承固定在左锥齿轮轴孔(12-4)中，左传动小齿轮(15)设置在左传动大齿轮轴槽(...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱延河，陈燕燕，张国安，赵杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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