仿生三维转轴论文和设计

全文摘要

本实用新型仿生三维转轴包括：连接关节、凸杆、拉环、连接骨架、蜗轮、蜗杆、连接轴、电机和佩戴环，连接关节的一端为球面，连接骨架的一端是与上述球面相配合的凹面，在靠近连接关节另一端的圆周上均匀地固定有至少六个凸杆，在上述每个凸杆上套装有一个拉环，在每个拉环上固定有一个蜗杆，每个蜗杆与连接骨架中心线平行，在连接骨架的另一端开有至少六个凹槽，在每个凹槽内装有蜗轮、连接轴和电机，连接轴的一端装在上述凹槽内的连接骨架上，蜗轮固定在连接轴上，电机带动连接轴旋转，每个蜗轮与上述相对应的蜗杆啮合，在每个电机上装有接收器，佩戴环佩戴在人体的手腕、腿腕、头部或腰间，在佩戴环上装有与上述接收器相对应的至少六个发射器。

主设计要求

1.一种仿生三维转轴，它包括：连接关节(1)、凸杆(2)、拉环(3)、连接骨架(4)、蜗轮(5)、蜗杆(6)、连接轴(10)、电机(8)和佩戴环(14)，其特征在于：连接关节(1)的一端为球面，连接骨架(4)的一端是与上述球面相配合的凹面，连接关节(1)的球面在连接骨架(4)的凹面内自由旋转，连接关节(1)的另一端为圆柱，在靠近连接关节(1)另一端的圆周上均匀地固定有至少六个凸杆(2)，在上述每个凸杆(2)上套装有一个拉环(3)，在每个拉环(3)上固定有一个蜗杆(6)，每个蜗杆(6)与连接骨架(4)中心线平行，在连接骨架(4)的另一端开有至少六个凹槽(11)，在每个凹槽(11)内装有蜗轮(5)、连接轴(10)和电机(8)，连接轴(10)的一端装在上述凹槽(11)内的连接骨架(4)上，蜗轮(5)固定在连接轴(10)上，电机(8)带动连接轴(10)旋转，每个蜗轮(5)与上述相对应的蜗杆(6)啮合，在每个电机(8)上装有接收器(9)，佩戴环(14)佩戴在人体的手腕、腿腕、头部或腰间，在佩戴环(14)上装有与上述接收器(9)相对应的至少六个发射器(13)，至少六个发射器(13)与至少六个接收器(9)一一对应。

设计方案

2.如权利要求1所述的仿生三维转轴，其特征在于：仿生三维转轴还包括：至少六个固定杆(7)，每个固定杆(7)的一端固定在连接骨架(4)的另一端上，每个固定杆(7)的另一端与其相对应的蜗杆(6)的端部铰接，每个固定杆(7)使得与其对应的蜗杆(6)紧紧地贴合在相应的蜗轮(5)上，确保蜗轮(5)和蜗杆(6)的啮合。

3.如权利要求2所述的仿生三维转轴，其特征在于：在连接骨架(4)的另一端，沿着连接骨架(4)的圆周方向，均匀地开有8个凹槽(11)。

4.如权利要求3所述的仿生三维转轴，其特征在于：在连接骨架(4)的轴向上，沿着连接骨架的圆周方向，均匀地装有8个蜗杆。

5.如权利要求4所述的仿生三维转轴，其特征在于：在连接骨架(4)的另一端，沿着连接骨架(4)的圆周方向，均匀地装有8个固定杆(7)。

6.如权利要求5所述的仿生三维转轴，其特征在于：仿生三维转轴还包括：执行器(12)，该执行器(12)装在连接关节(1)的另一端上，佩戴环(14)控制着该执行器(12)的运动位置。

7.如权利要求6所述的仿生三维转轴，其特征在于：所述拉环(3)在与其相配合的每个凸杆(2)上滑动。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种转动装置，特别是涉及一种仿生三维转动轴。

背景技术

目前，人们发明了许多模仿人体关节运动的机器，它们大都是利用三个转轴来实现人体关节三维的转动，其存在的主要缺点是机器庞大、操作复杂、不易控制和灵活性差。

发明内容

本实用新型的发明目的在于克服现有模仿人体关节运动的机器的缺点，而提供一种仿生三维转轴，该仿生三维转轴模仿身体关节的运动，实现单轴三维的运动。

本实用新型的一种仿生三维转轴，它包括：连接关节、凸杆、拉环、连接骨架、蜗轮、蜗杆、连接轴、电机和佩戴环，其中：连接关节的一端为球面，连接骨架的一端是与上述球面相配合的凹面，连接关节的球面在连接骨架的凹面内自由旋转，连接关节的另一端为圆柱，在靠近连接关节另一端的圆周上均匀地固定有至少六个凸杆，在上述每个凸杆上套装有一个拉环，在每个拉环上固定有一个蜗杆，每个蜗杆与连接骨架中心线平行，在连接骨架的另一端开有至少六个凹槽，在每个凹槽内装有蜗轮、连接轴和电机，连接轴的一端装在上述凹槽内的连接骨架上，蜗轮固定在连接轴上，电机带动连接轴旋转，每个蜗轮与上述相对应的蜗杆啮合，在每个电机上装有接收器，佩戴环佩戴在人体的手腕、腿腕、头部或腰间，在佩戴环上装有与上述接收器相对应的至少六个发射器，至少六个发射器与至少六个接收器一一对应。

本实用新型的一种仿生三维转轴，其中：仿生三维转轴还包括：至少六个固定杆，每个固定杆的一端固定在连接骨架的另一端上，每个固定杆的另一端与其相对应的蜗杆的端部铰接，每个固定杆使得与其对应的蜗杆紧紧地贴合在相应的蜗轮上，确保蜗轮和蜗杆的啮合。

本实用新型的一种仿生三维转轴，其中：在连接骨架的另一端，沿着连接骨架的圆周方向，均匀地开有个凹槽。

本实用新型的一种仿生三维转轴，其中：在连接骨架的轴向上，沿着连接骨架的圆周方向，均匀地装有个蜗杆。

本实用新型的一种仿生三维转轴，其中：在连接骨架的另一端，沿着连接骨架的圆周方向，均匀地装有个固定杆。

本实用新型的一种仿生三维转轴，其中：仿生三维转轴还包括：执行器，该执行器装在连接关节的另一端上，佩戴环控制着该执行器的运动位置。

本实用新型的一种仿生三维转轴，其中：所述拉环在与其相配合的每个凸杆上滑动。

本实用新型的一种仿生三维转轴与现有模仿人体关节运动的机器相比，具有体积小、操作简单、容易控制和灵活性高等优点，实现了单轴三维转动，并且与人体运动同步。

附图说明

图1为本实用新型的仿生三维转轴的正向剖面示意图，在图中，为了清楚起见，未画出佩戴环；

图2为佩戴环的正向示意图；

图3为从图1A-A处剖开的示意图；

图4为拆掉执行器后，图1的右向示意图。

在图1至图4中，标号1为连接关节；标号2为凸杆；标号3为拉环；标号4为连接骨架；标号5为蜗轮；标号6为蜗杆；标号7为固定杆；标号8为电机；标号9为接收器；标号10为连接轴；标号11为凹槽；标号12为执行器；标号13为发射器；标号14为佩戴环。

具体实施方式

如图1和图4所示，本实用新型的仿生三维转轴包括：连接关节1、凸杆2、拉环3、连接骨架4、蜗轮5、蜗杆6、固定杆7、连接轴10、电机8和佩戴环14，连接关节1的一端为球面，连接骨架4的一端是与上述球面相配合的凹面，连接关节1的球面在连接骨架4的凹面内自由旋转，连接关节1的另一端为圆柱，在靠近连接关节1另一端的圆周上均匀地固定有八个凸杆2，在上述每个凸杆2上套装有一个拉环3，拉环3在与其相配合的每个凸杆2上滑动。在每个拉环3上固定有一个蜗杆6，每个蜗杆6与连接骨架4中心线平行。

如图3所示，在连接骨架4的另一端开有八个凹槽11，在每个凹槽11内装有蜗轮5、连接轴10和电机8，连接轴10的一端装在上述凹槽11内的连接骨架4上，蜗轮5固定在连接轴10上，电机8带动连接轴10旋转，每个蜗轮5与上述相对应的蜗杆6啮合，在每个电机8上装有接收器9。

如图1所示，八个固定杆7的一端分别固定在连接骨架4的另一端上，八个固定杆7的另一端与其相对应的蜗杆6的端部铰接，每个固定杆7使得与其对应的蜗杆6紧紧地贴合在相应的蜗轮5上，确保蜗轮5和蜗杆6的啮合。

如图2所示，佩戴环14佩戴在人体的手腕、腿腕、头部或腰间，在佩戴环14上装有与上述接收器9相对应的八个发射器13，八个发射器13与八个接收器9一一对应，如图1所示，执行器12装在连接关节1的另一端上，佩戴环14控制着该执行器12的运动位置。

当佩戴环14佩戴在人体的手腕、腿腕、头部或腰间时，在佩戴环14上的8个发射器13向8个电机的接收器9发送信号，发射器13与接收器9一一对应，当佩戴者的体位发生变化时，8个发射器13向8个电机的接收器9发送信号，8个电机的接收器9控制着电机8的旋转，通过8个蜗轮5和8个蜗杆6将8个电机8的旋转传动给连接关节1，实现了单轴三维转动，并且与人体运动同步。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

设计图

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