專利名稱：一種機械驅(qū)動方法及使用該方法的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械驅(qū)動領(lǐng)域，涉及一種機械驅(qū)動方法以及使用該方法的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)里機械驅(qū)動方式主要包括液壓和齒輪傳遞，但是在工業(yè)機器人中的應(yīng)用不是很廣泛；其中液壓傳動的使用范圍有所限制，主要適用于大型傳動系統(tǒng)；齒輪傳動應(yīng)用最為廣泛，幾乎所有動力的驅(qū)動傳遞都可以采用齒輪傳遞，但輪齒加工工藝復(fù)雜，易磨損，損耗大，而且結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜，在動力的傳遞過程動力消耗較多，齒輪嚙合的工藝性較強，某些領(lǐng)域的應(yīng)用就會成本過大，使用壽命較短。
通常用于半導(dǎo)體器件制造設(shè)備的輸送作用的工業(yè)機器人或者多個關(guān)節(jié)工業(yè)機器人是一般是多個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接起來的多個臂之間借助驅(qū)動各旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的馬達的驅(qū)動力進行運動。例如專利號為02144076.x，名稱為“多關(guān)節(jié)機器人及其臂裝置”的發(fā)明專利，公布了一種多關(guān)節(jié)機器人臂，包括安裝在工廠地板上的安裝基座和通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接的多個臂，用于控制設(shè)置在各個臂上馬達的控制電路設(shè)置在相應(yīng)的臂上，并由控制信號電纜連接到主控電路和控制電路之間且傳輸用于控制馬達的控制信號。該多關(guān)節(jié)機器人臂由于對控制馬達的要求高，也導(dǎo)致造價很高，另外此類結(jié)構(gòu)也存在著使用壽命較短的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用壽命較短、造價高的問題，提出了一種機械驅(qū)動方法，該方法主要利用由動力源控制的兩個動力軸分別帶動與之連接的曲柄滑桿機構(gòu)運動，驅(qū)動所述曲柄滑桿機構(gòu)前端的推桿做擺動或弧線運動；從而實現(xiàn)動力的輸出傳遞。
上述兩個動力軸間存在轉(zhuǎn)速或者旋轉(zhuǎn)角度差異時，分別帶動與之連接的所述曲柄滑桿機構(gòu)運動并形成位移差，共同驅(qū)動所述推桿擺動；上述兩動力軸的轉(zhuǎn)速差異或者旋轉(zhuǎn)角度相同時，驅(qū)動所述推桿做弧線運動或圓周運動。
上述推桿的運動角度的大小與兩滑桿的間距成正比。
使用上述方法的驅(qū)動裝置包括動力箱驅(qū)動的兩個曲柄機構(gòu)、滑桿機構(gòu)及推桿，所述曲柄機構(gòu)的端部分別與所述滑桿機構(gòu)的兩個滑桿鉸接，兩個滑桿前端分別與推桿尾部的聯(lián)結(jié)軸鉸接。
上述裝置獨立使用時所述推桿直接接驅(qū)動終端。
上述裝置作為一個單元，兩個以上并聯(lián)或串連使用。
上述裝置的串連是通過所述推桿與下一個所述驅(qū)動裝置的動力箱聯(lián)接依次進行串連。
上述滑桿通過所述動力箱上位于所述曲柄機構(gòu)前端的限位軸分別限位。
上述限位軸固定連接在所述動力箱的箱體上上述限位軸與所述動力箱的箱體滑動連接，位于所述動力箱上的滑槽內(nèi)。
本發(fā)明的方法簡單易行，工藝簡單，便于加工；使用該發(fā)明方法的驅(qū)動裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝要求及造價高的問題，而且使用范圍較廣，本發(fā)明可根據(jù)需要調(diào)整傳遞功率大小，結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，使用壽命長，性能可靠；尤其是應(yīng)用于機械自動化領(lǐng)域具有十分明顯的優(yōu)勢。


圖1是本發(fā)明驅(qū)動裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明驅(qū)動裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明驅(qū)動裝置實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明驅(qū)動裝置實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的機械驅(qū)動方法主主要利用由動力源控制的兩個動力軸分別帶動與之連接的曲柄滑桿機構(gòu)運動，共同驅(qū)動該曲柄滑桿機構(gòu)前端的推桿做擺動或弧線運動；從而實現(xiàn)動力的輸出傳遞。當動力源控制的兩個動力軸間存在轉(zhuǎn)速差異或者旋轉(zhuǎn)角度不同時，分別帶動與之連接的曲柄滑桿機構(gòu)運動并形成位移差，驅(qū)動曲柄滑桿機構(gòu)前端的推桿擺動，擺動角度的大小與兩滑桿的間距成正比；當動力源控制的兩個動力軸間的轉(zhuǎn)速差異或者旋轉(zhuǎn)角度相同時，驅(qū)動推桿做弧線運動或圓周運動，從而實現(xiàn)動力的輸出傳遞。為了達到立體驅(qū)動的效果，可以通過并聯(lián)或者串連方式實現(xiàn)，將其視為一個工作單元，通過前端推桿與另一工作單元的動力箱連接，根據(jù)需要可以串連多個或者多角度串連。
使用本方法的驅(qū)動裝置單元如圖1所示，包括動力箱1驅(qū)動的兩個曲柄機構(gòu)2、12、滑桿機構(gòu)及推桿6，曲柄機構(gòu)2、12的端部分別與滑桿機構(gòu)的兩個滑桿4、11鉸接，滑桿4、11前端分別與推桿6尾部的聯(lián)結(jié)軸5、9鉸接。如圖2所示，動力箱1中可以設(shè)置動力源21、22，也可以設(shè)置一只動力源25分別驅(qū)動兩曲柄機構(gòu)2、12。如圖1、圖2所示，其工作過程為動力源22、21分別驅(qū)動曲柄機構(gòu)2和曲柄機構(gòu)12以一定的旋轉(zhuǎn)角度或一定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，曲柄機構(gòu)2、12分別帶動滑桿4、10前后移動，從而驅(qū)動推桿6做弧線運動或圓周運動；當曲柄機構(gòu)2和曲柄機構(gòu)12的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)角度或者轉(zhuǎn)速相同時，滑桿4和滑桿10的位移相同，尾部左右端分別與曲柄機構(gòu)2、12鉸接的推桿6左右位移相同；當曲柄機構(gòu)12的轉(zhuǎn)速大于曲柄機構(gòu)2的轉(zhuǎn)速時，相同時間內(nèi)滑桿10的位移大于滑桿4的位移，導(dǎo)致推桿6尾部左右位移不等，右邊移動矢量大于左邊，故驅(qū)動推桿6向右擺動；同理，當曲柄機構(gòu)2的轉(zhuǎn)速大于曲柄機構(gòu)12的轉(zhuǎn)速時，驅(qū)動推桿6向左擺動。
推桿6的擺動幅度與滑桿4和滑桿10的間距成正比，可以通過調(diào)整滑桿的間距來變換推桿的擺動幅度。如圖3所示，滑桿4和滑桿10可通過動力箱1上位于曲柄機構(gòu)2、12前端的限位軸3、11分別限位；采用限位軸后可以利用普通馬達即可達到本發(fā)明的驅(qū)動目的。限位軸3、11可以固定連接在動力箱1的箱體上，也可以與動力箱1的箱體滑動連接，在動力箱1上的滑槽23內(nèi)滑移。當限位軸3、11限位時，推桿6的運動幅度同時也受限位軸3、11的限制。
本發(fā)明的又一種實施例如圖4所示，取消限位軸3、11的限制，推桿6的運動軌跡更加多樣化。
為了擴展功能，該裝置可獨立使用，也可以作為一個單元，兩個或兩個以上并聯(lián)或者串連使用。獨立或并聯(lián)使用時推桿6的前端是動力輸出終端，直接接驅(qū)動終端；當該裝置作為一個單元串連或并聯(lián)時，推桿6就可以是中端，通過聯(lián)接孔7、8與下一個驅(qū)動裝置單元的動力箱的聯(lián)接軸聯(lián)接進行串連，根據(jù)需要可依次串連多個，同時還可以改變推桿與動力箱的聯(lián)接角度，從而達到不同方向的動力傳遞，實現(xiàn)立體驅(qū)動。可以實現(xiàn)各個方向的彎曲擺動。
該方法和裝置可以適用于機械自動化領(lǐng)域的所有動力的驅(qū)動傳遞，尤其在機器人、機械臂、以及電動玩具等具有十分廣泛的應(yīng)用范圍。例如機器人的行走、擺動、轉(zhuǎn)動、彎曲等等各種動作的完成，均可以采用本方法和裝置達到；如當把兩個該裝置單元并聯(lián)，沿著豎直方向相互垂直安裝在機器人頭部，每個裝置單元的驅(qū)動端即推桿前端與該機器人的頭部固定連接，即可控制機器人低頭、抬頭以及左右擺頭的動作，如若沿水平方向安裝一個該裝置單元，則可以控制機器人頭部的旋轉(zhuǎn)。再如要實現(xiàn)蛇行動作，則可以將多個裝置單元進行串連。
本發(fā)明方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝要求較高的問題，使得成本大大降低，符合中國的國情，而且使用范圍較廣，還可根據(jù)需要調(diào)整傳遞功率大小，結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，性能可靠；尤其是應(yīng)用于機械自動化領(lǐng)域具有十分明顯的優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1.一種機械驅(qū)動方法，其特征在于所述方法主要利用由動力源控制的兩個動力軸分別帶動與之連接的曲柄滑桿機構(gòu)運動，共同驅(qū)動所述曲柄滑桿機構(gòu)前端的推桿沿平面運動；從而實現(xiàn)動力的輸出傳遞。
2.如權(quán)利要求1所述的機械驅(qū)動方法，其特征在于所述兩個動力軸間存在轉(zhuǎn)速或者旋轉(zhuǎn)角度差異時，分別帶動與之連接的所述曲柄滑桿機構(gòu)運動并形成位移差，共同驅(qū)動所述推桿擺動；或者所述兩動力軸的轉(zhuǎn)速差異或者旋轉(zhuǎn)角度相同時，驅(qū)動所述推桿做弧線運動或圓周運動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的機械驅(qū)動方法，其特征在于所述運動角度的大小與兩滑桿的間距成正比。
4.一種使用如權(quán)利要求1或2所述的機械驅(qū)動方法的驅(qū)動裝置，其特征在于所述裝置包括動力箱驅(qū)動的兩個曲柄機構(gòu)(2)、(12)、滑桿機構(gòu)及推桿(6)，曲柄機構(gòu)(2)、(12)的端部分別與滑桿機構(gòu)的兩個滑桿(4)、(11)鉸接，滑桿(4)、(11)前端分別與推桿(6)尾部的聯(lián)結(jié)軸(5)、(9)鉸接。
5.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述裝置獨立使用，所述推桿(6)接驅(qū)動終端。
6.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述裝置作為一個單元，兩個以上并聯(lián)或串連使用。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述裝置的串連是通過所述推桿(6)與下一個所述驅(qū)動裝置的動力箱聯(lián)接依次進行串連。
8.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述滑桿(4)、(11)通過所述動力箱(1)、上位于所述曲柄機構(gòu)(2)、(12)前端的限位軸(5)、(10)分別限位。
9.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述限位軸(5)、(10)固定連接在所述動力箱(1)的箱體上
10.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述限位軸(5)、(10)與所述動力箱(1)的箱體滑動連接，位于所述動力箱(1)上的滑槽(23)內(nèi)。
全文摘要
一種機械驅(qū)動方法以及使用該方法的驅(qū)動裝置該方法主要利用由動力源控制的兩個動力軸分別帶動與之連接的曲柄滑桿機構(gòu)運動，驅(qū)動所述曲柄滑桿機構(gòu)前端的推桿擺動，實現(xiàn)動力的輸出傳遞。使用本方法的驅(qū)動裝置包括動力箱驅(qū)動的兩個曲柄機構(gòu)、滑桿機構(gòu)及推桿，曲柄機構(gòu)的端部分別與滑桿機構(gòu)的兩個滑桿鉸接，滑桿前端分別與推桿尾部的聯(lián)結(jié)軸鉸接。本發(fā)明的方法可根據(jù)需要調(diào)整傳遞功率大小，簡單易行，裝置便于加工；而且本驅(qū)動裝置成本低廉，應(yīng)用范圍廣，壽命長，性能可靠；尤其是應(yīng)用于機械自動化領(lǐng)域具有十分明顯的優(yōu)勢。
文檔編號F16H21/40GK1955514SQ20051010046
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者劉翔宇 申請人:劉翔宇