。所述電機固定架4固接于所述基座I之上，所述電機固定架4上固接有所述第一電機2、所述第一傳動軸5和所述第二傳動軸7。所述第一電機2的輸出軸上套固有所述第一傳動齒輪3。所述第一傳動軸5上套設(shè)有所述第一雙聯(lián)齒輪6。所述第二傳動軸7上套設(shè)有所述第二雙聯(lián)齒輪8。所述第一傳動齒輪3與所述第一雙聯(lián)齒輪6的大齒輪嗤合，所述第一雙聯(lián)齒輪6的小齒輪與所述第二雙聯(lián)齒輪8的大齒輪嚙合。所述電機固定架4通過所述第一連接軸9和所述第二連接軸11與所述側(cè)翻平臺12形成可樞轉(zhuǎn)的連接。其中，所述第二連接軸11的一端套設(shè)在電機固定架4上，另一端套固在所述側(cè)翻平臺12上。所述第一連接軸9的一端具有圓形截面，套設(shè)在電機固定架4上；另一端具有D形截面，套固在所述側(cè)翻平臺12上，其中間也具有D形截面，套設(shè)有所述D孔齒輪10。所述D孔齒輪10與第二雙聯(lián)齒輪8的小齒輪嚙合。
[0016]所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)連接，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括:軸承13、圓孔齒輪14、轉(zhuǎn)動平臺15、第三傳動軸16、第三雙聯(lián)齒輪17、手掌連接臺18、第二傳動齒輪19和第二電機20。所述圓孔齒輪14具有齒輪部和軸部，所述軸部上套設(shè)有所述軸承并穿過位于所述轉(zhuǎn)動平臺15底部的孔與所述側(cè)翻平臺12固接，而所述軸承13固接在轉(zhuǎn)動平臺15上。所述轉(zhuǎn)動平臺15上還固接有用于與仿人假肢手的掌部連接的所述手掌連接臺18。所述手掌連接臺18上固接有所述第二電機20和所述第三傳動軸16。所述第二電機20的輸出軸上套固有所述第二傳動齒輪19。所述第三傳動軸16上套設(shè)有所述第三雙聯(lián)齒輪17。其中，所述第二傳動齒輪19與所述第三雙聯(lián)齒輪17的大齒輪嚙合；所述第三雙聯(lián)齒輪17的小齒輪與所述圓孔齒輪14嚙合。
[0017]本發(fā)明裝置的初始狀態(tài)如圖1所示，所述側(cè)翻平臺12與所述電機固定架4保持平行，相當(dāng)于人手腕處于自然放松狀態(tài)。當(dāng)所述第一電機2轉(zhuǎn)動時，所述裝置可實現(xiàn)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動，其作用過程如圖3所示。所述第一電機2輸出軸帶動所述第一傳動齒輪3轉(zhuǎn)動，所述第一傳動齒輪3驅(qū)動所述第一雙聯(lián)齒輪6轉(zhuǎn)動，所述第一雙聯(lián)齒輪6帶動所述第二雙聯(lián)齒輪8運動，所述第二雙聯(lián)齒輪8帶動所述D孔齒輪10轉(zhuǎn)動，由于所述D孔齒輪10與所述側(cè)翻平臺12固接，所述側(cè)翻平臺12與所述D孔齒輪10 —起轉(zhuǎn)動，即實現(xiàn)了內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動。
[0018]而當(dāng)所述第二電機20運動時，所述裝置可實現(xiàn)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動，其作用過程如圖4所示。所述第二電機20的輸出軸帶動所述第二傳動齒輪19轉(zhuǎn)動，所述第二傳動齒輪19驅(qū)動所述第三雙聯(lián)齒輪17轉(zhuǎn)動，由于所述第三雙聯(lián)齒輪17與所述圓孔齒輪14嚙合，而所述圓孔齒輪14與所述側(cè)翻平臺12固接，所述轉(zhuǎn)動平臺15與所述手掌連接臺18固接，因此所述第二電機20將驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動平臺15與所述手掌連接臺18—起繞所述圓孔齒輪14轉(zhuǎn)動，即實現(xiàn)了內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動。
[0019]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的試驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種兩自由度仿人手腕機械裝置，其特征在于，所述裝置包括翻轉(zhuǎn)機構(gòu)及旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)可以實現(xiàn)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)可以實現(xiàn)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動； 所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括基座、第一動力單元、第一傳動單元和側(cè)翻平臺；所述基座用于固定所述第一動力單元，所述第一動力單元用于提供翻轉(zhuǎn)機構(gòu)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)運動所需的驅(qū)動力，所述第一傳動單元用于將所述第一動力單元產(chǎn)生的驅(qū)動力傳送至所述側(cè)翻平臺以實現(xiàn)所述裝置的內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動； 所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括第二動力單元、第二傳動單元和轉(zhuǎn)動平臺；所述第二動力單元用于提供所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進(jìn)行內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動所需的驅(qū)動力，所述第二傳動單元用于將所述第二動力單元產(chǎn)生的驅(qū)動力傳送至所述轉(zhuǎn)動平臺以實現(xiàn)所述裝置的內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動； 所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)通過所述第二傳動單元中的圓孔齒輪連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述基座包括法蘭部和座部，所述法蘭部用于與仿人假肢手的臂部連接，所述座部用于固定所述第一動力單元。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一動力單元包括電機固定架和第一電機，所述電機固定架固接于所述基座上，所述第一電機固接于所述電機固定架上。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第一電機為雙向電機。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述側(cè)翻平臺可樞轉(zhuǎn)地連接于所述電機固定架上。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述電機固定架通過所述第一傳動單元中的第一連接軸和第二連接軸與所述側(cè)翻平臺形成可樞轉(zhuǎn)的連接；所述第二連接軸的一端套設(shè)在所述電機固定架上，所述第二連接軸的另一端套固在所述側(cè)翻平臺上；所述第一連接軸的一端具有圓形截面，套設(shè)在所述電機固定架上；所述第一連接軸的另一端具有D形截面，套固在所述側(cè)翻平臺上；所述第一連接軸的中間也具有D形截面，套設(shè)有D孔齒輪。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第二動力單元包括第二電機和手掌連接臺；所述手掌連接臺用于與仿人假肢手的掌部連接，所述第二電機固接于所述手掌連接臺上。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述第二電機為雙向電機。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述手掌連接臺固接于所述轉(zhuǎn)動平臺上。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述圓孔齒輪具有齒輪部和軸部，所述齒輪部與所述轉(zhuǎn)動平臺固接，所述軸部與所述側(cè)翻平臺固接。
【專利摘要】本發(fā)明屬于仿人機器人領(lǐng)域，特別涉及一種兩自由度仿人手腕機械裝置，包括翻轉(zhuǎn)機構(gòu)及旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括基座、第一動力單元、第一傳動單元和側(cè)翻平臺，可以實現(xiàn)內(nèi)外翻轉(zhuǎn)運動。所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括第二動力單元、第二傳動單元和轉(zhuǎn)動平臺，可以實現(xiàn)內(nèi)外旋轉(zhuǎn)運動。所述翻轉(zhuǎn)機構(gòu)與所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)通過所述第二傳動單元中的圓孔齒輪連接。所述裝置結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，能模擬人手腕內(nèi)外翻轉(zhuǎn)和內(nèi)外旋轉(zhuǎn)的動作，可作仿人機器人手腕使用，也可以安裝在假肢手上。
【IPC分類】B25J17-00
【公開號】CN104875215
【申請?zhí)枴緾N201510249655
【發(fā)明人】朱向陽, 華磊, 盛鑫軍
【申請人】上海交通大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月15日