The invention discloses an active driving joint in the form of a cylindrical pair, which consists of a screw driving base and a moving platform. Among them: the moving platform is connected and restrained by the internal rotating structure and the screw rod of the screw driving base. By controlling the speed and direction of the two motors on the screw drive base, the moving platform can simultaneously output one rotation and one translation. The driving parts are arranged on the base of the frame, which greatly reduces the inertia of the moving platform and has the characteristics of high precision and sensitive response. The moving platform does not need to carry heavy driving motors, and its inertia is small and its reaction speed is sensitive. At the same time, with the help of the high-precision transmission advantages of ball screw, the motion accuracy is further improved. At the same time, the control line of the motor does not need to move together with the moving platform to simplify the overall device layout and improve the safety of the operation of the mechanism.
【技术实现步骤摘要】
一种圆柱副形式的主动驱动关节
本专利技术设计机器人和自动化驱动领域,具体涉及一种圆柱副形式的主动驱动关节。
技术介绍
圆柱副驱动是指末端动平台能够同时实现平动和转动的效果,并且平动和转动运动之间相互解耦,可以分别独立控制。双丝杆差速驱动是指通过控制两条丝杆的转速大小和方向,使末端动平台同时输出一个转动和一个平动的运动。将驱动原件布置在机架底座,大大降低了动平台的运动惯量,具有精度高、反应灵敏和结构精巧的特点。目前,双自由度的驱动关节是一般采用串联多个驱动电机,线性组合方式,来达到输出多个自由度的运动效果。传统的机构要达到圆柱副的运动效果,一般是要将转动和移动进行分解,转动和移动分别由两个相互独立的电机来进行驱动。具体实施是移动采用电机驱动一个直线模组例如丝杆,然后丝杆的螺母上安装动平台,将第二个旋转驱动机构和配套的电机与动平台固定。在此过程中,需要考虑电机的驱动功率、电机质量、运动精度和负载惯量等一系列因素。现有的圆柱副驱动机构采用多电机串联的方式实现一转动和一平动的运动效果,往往受到电机重量、功率和反应速度的限制。并且,由于电机的控制线也要随着动平台上的第二电机一起移动,会影响整体装置的布局,甚至会给机构运动带来操作上的安全隐患。经过对现有技术的检索发现,专利公开号为CN107756436A的专利申请中记载了一种用于SCARA的圆柱副关节驱动和传动结构及其方法。该关节驱动为两台伺服电机,由同步带部件和滚珠丝杆花键部件的传动功能实现移动和转动。其中移动部分由单级带减速传动;转动部分由两级同步带减速传动,两级同步带的中间轴通过一个独立的中间轴座固定安装。由两 ...
【技术保护点】
1.一种圆柱副形式的主动驱动关节,包括丝杆驱动基座模块和动平台模块,其特征在于,所述丝杆驱动基座模块包括第一驱动电机、第二驱动电机、第一丝杆、第二丝杆、第一支座、第二支座、第一侧边、第二侧边,所述第一侧边和第二侧边两端分别固定在所述第一支座上和所述第二支座上,所述第一驱动电机固定在所述第一支座上,所述第二驱动电机固定在所述第二支座上,所述第一丝杆和所述第二丝杆的两端分别穿过所述第一支座和所述第二支座上的支撑轴承实现轴向固定,所述第一驱动电机通过联轴器与所述第一丝杆连接,所述第二驱动电机通过联轴器与所述第二丝杆连接;所述动平台模块包括齿轮箱体、滑块、上圆柱齿轮、下圆柱齿轮、输出臂端盖、上螺母和下螺母,所述下圆柱齿轮套接在所述下螺母上,所述上圆柱齿轮套接在所述上螺母上,所述输出臂端盖固定在所述上圆柱齿轮端面,所述滑块固定在所述齿轮箱体上,所述下圆柱齿轮和所述上圆柱齿轮啮合传动;所述滑块能够在所述第一侧边和第二侧边上滑动,所述第一丝杆穿过所述上螺母并与所述上螺母进行螺纹连接,所述第二丝杆穿过所述下螺母并与所述下螺母进行螺纹连接。
【技术特征摘要】
1.一种圆柱副形式的主动驱动关节,包括丝杆驱动基座模块和动平台模块,其特征在于,所述丝杆驱动基座模块包括第一驱动电机、第二驱动电机、第一丝杆、第二丝杆、第一支座、第二支座、第一侧边、第二侧边,所述第一侧边和第二侧边两端分别固定在所述第一支座上和所述第二支座上,所述第一驱动电机固定在所述第一支座上,所述第二驱动电机固定在所述第二支座上,所述第一丝杆和所述第二丝杆的两端分别穿过所述第一支座和所述第二支座上的支撑轴承实现轴向固定,所述第一驱动电机通过联轴器与所述第一丝杆连接,所述第二驱动电机通过联轴器与所述第二丝杆连接;所述动平台模块包括齿轮箱体、滑块、上圆柱齿轮、下圆柱齿轮、输出臂端盖、上螺母和下螺母,所述下圆柱齿轮套接在所述下螺母上,所述上圆柱齿轮套接在所述上螺母上,所述输出臂端盖固定在所述上圆柱齿轮端面,所述滑块固定在所述齿轮箱体上,所述下圆柱齿轮和所述上圆柱齿轮啮合传动;所述滑块能够在所述第一侧边和第二侧边上滑动,所述第一丝杆穿过所述上螺母并与所述上螺母进行螺纹连接,所述第二丝杆穿过所述下螺母并与所述下螺母进行螺纹连接。2.如权利要求1所述的一种圆柱副形式的主动驱动关节,其特征在于,所述丝杆驱动基座模块还包括电机支座,所述第一驱动电机和第二驱动电机通过螺钉连接固定在所述电机支座上,所述电机支座分别固定在第一支座和第二支座上。3.如权利要求1所述的一种圆柱副形式的主动驱动关节,其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈根良,杜聪聪,张壮,王皓,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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