[实用新型]一种基于球面齿轮的关节摆动机构

说明书

本实用新型公开了一种基于球面齿轮的关节摆动机构，包括一对关节端、连接板和球面齿轮副；齿轮副包括相互啮合的中凹球面齿轮和中凸球面齿轮，中凹球面齿轮和所述中凸球面齿轮均包括球冠体，球冠体的圆周上均匀分布有渐开线齿轮齿，球冠体的底部设置有安装轴，中凹球面齿轮的球冠体的顶部设置有十字型凹槽，中凸球面齿轮的球冠体的顶部设置有十字型凸齿，十字型凸齿与十字型凹槽相适配；中凹球面齿轮和中凸球面齿轮的安装轴分别转动设置于两个关节端的内部；连接板的两端均设置有枢轴，两个关节端分别与相应枢轴转动连接。本实用新型可基于球面齿轮实现关节任意方向摆动、传动轴变向及平稳传动。

技术领域

本实用新型属于机器人手臂关节技术领域，尤其涉及一种基于球面齿轮实现关节任意方向摆动、传动轴变向的关节摆动机构。

背景技术

在工业机器人手臂关节以及其他万向传动调速机构中经常需要能够改变传动输入轴与传动输出轴之间夹角的齿轮传动机构，也就是说齿轮传动机构是手臂关节实现摆动的核心部件。

中国专利，其申请号为2013205872680，公开了一种摆轴式齿轮传动机构，其采用特殊齿轮就结构的齿轮实现了动力传动过程中输入轴与输出轴的夹角可变，拓展了齿轮机构的应用领域，但是这种摆轴式齿轮传动机构也只能实现输入轴与输出轴的夹角在同一平面上变化，传动有死角，应用于手臂关节中的效果不理想。

另一项中国专利，其申请号为201620190088.2，公开了一种球形齿轮传动机构，虽然实现了在三维空间中动力输入轴与输出轴之间夹角的任意改变，但是在球形齿轮对中传动过程中，由于齿廓在球面顶点处变薄变细，不能传动载荷，承受更大的扭矩，以至于在高负载的情况下不能平稳传动。

实用新型内容

旨在克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型解决的技术问题是，提供了一种基于球面齿轮的关节摆动机构，可基于球面齿轮实现关节任意方向摆动、传动轴变向及平稳传动。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于球面齿轮的关节摆动机构，所述关节摆动机构包括关节端、连接板和球面齿轮副；

所述球面齿轮副包括相互啮合的中凹球面齿轮和中凸球面齿轮，所述中凹球面齿轮和所述中凸球面齿轮均包括球冠体，所述球冠体的圆周上均匀分布有渐开线齿轮齿，所述球冠体的底部设置有安装轴，所述中凹球面齿轮的所述球冠体的顶部设置有十字型凹槽，所述中凸球面齿轮的所述球冠体的顶部设置有十字型凸齿，所述十字型凸齿与所述十字型凹槽相适配；

所述关节端为两个，所述中凹球面齿轮和所述中凸球面齿轮的安装轴分别转动设置于两个所述关节端的内部；

所述连接板的两端均设置有枢轴，两个所述关节端分别与相应所述枢轴转动连接。

进一步，两个所述关节端的端部均设有安装通孔，两个所述安装通孔内均设置有环形导向齿，且两个所述环形导向齿相啮合；所述球冠体位于所述环形导向齿的内侧。

进一步，所述环形导向齿包括安装部和与所述安装部的一端连接的环形齿部，所述安装部为中空结构，所述安装轴穿出所述安装部且与所述安装部转动连接，所述球冠体位于所述环形齿部的内侧。

进一步，所述环形齿部为两个，且相对设置于所述安装部的一端，所述球冠体位于两个所述环形齿部之间。

进一步，所述安装通孔和所述安装部之间设置有套管。

进一步，所述安装通孔为阶梯孔，所述环形齿部的外径与所述安装通孔的大径部相适配，所述套管的外径与所述安装通孔的小径部相适配。

进一步，所述渐开线齿轮齿是圆弧形齿轮齿。

进一步，所述关节端为圆柱形结构。

进一步，所述连接板为两个，两个所述连接板对称设置于所述关节端外周部。