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1、10申请公布号CN102049786A43申请公布日20110511CN102049786ACN102049786A21申请号200910309355822申请日20091105B25J19/00200601B25J9/0020060171申请人鸿富锦精密工业（深圳）有限公司地址518109广东省深圳市宝安区龙华镇油松第十工业区东环二路2号申请人鸿海精密工业股份有限公司72发明人冯勇54发明名称转动机构及使用该转动机构的机器人57摘要一种转动机构，包括法兰、主轴、第一摆动件、两个第一转轴、第二摆动件及两个第二转轴。法兰上开设有第一容置孔和两个用于容置两个第一转轴的第一轴孔。第一摆动件位于第一容。
2、置孔内并通过两个第一转轴转动连接于法兰。第一摆动件上开设有第二容置孔和两个用于容置两个第二转轴的第二轴孔。第二摆动件位于该第二容置孔内并通过两个第二转轴转动连接于第一摆动件。两个第二轴孔所共有的轴线与两个第一轴孔所共有的轴线垂直。第二摆动件上开设有第三容置孔，主轴活动穿设于第三容置孔并随第二摆动件一起转动。主轴还可相对第二摆动件沿第三容置孔轴向运动。本发明还提供一种使用上述转动机构的机器人。该机器人具有运动灵活性较高的优点。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图5页CN102049790A1/1页21一种转动机构，包括法兰和主轴，其特征在于该。
3、转动机构还包括第一摆动件、两个第一转轴、第二摆动件及两个第二转轴，该法兰上开设有第一容置孔和两个用于容置该两个第一转轴的第一轴孔，该第一摆动件位于该第一容置孔内并通过该两个第一转轴转动连接于该法兰，该第一摆动件上开设有第二容置孔和两个用于容置该两个第二转轴的第二轴孔，该第二摆动件位于该第二容置孔内并通过该两个第二转轴转动连接于该第一摆动件，该两个第二轴孔所共有的轴线与该两个第一轴孔所共有的轴线垂直，该第二摆动件上开设有第三容置孔，该主轴活动穿设于该第三容置孔并随该第二摆动件一起转动，该主轴还可相对该第二摆动件沿该第三容置孔轴向运动。2如权利要求1所述的转动机构，其特征在于该转动机构还包括与该第。
4、二摆动件固定且位于该第三容置孔内的套筒，该套筒具有定位孔，该主轴活动穿设于该定位孔并可随该套筒一起转动，该主轴还可相对该第二摆动件沿该定位孔轴向运动。3如权利要求2所述的转动机构，其特征在于该主轴为花键轴，该套筒为与该主轴配合的花键套。4如权利要求2所述的转动机构，其特征在于该转动机构还包括设于该套筒侧壁上的定位键，该套筒通过该定位键固设于该第二摆动件的该第三容置孔。5如权利要求1所述的转动机构，其特征在于该转动机构还包括第一轴套和第二轴套，该第一轴套固定于该第一摆动件并活动套设于该第一转轴上，该第二轴套固定于该第二摆动件并活动套设于该第二转轴上。6如权利要求5所述的转动机构，其特征在于该转动。
5、机构还包括第一止动件、第二止动件及第三止动件，该第一止动件设于该法兰上，并与该第一转轴的侧面相抵，该第二止动件设于该第一摆动件上，并与该第一轴套的侧面相抵，该第三止动件设于该第一摆动件上，并与该第二转轴的侧面相抵。7如权利要求1所述的转动机构，其特征在于该第一摆动件沿该第二转轴轴线方向的最大宽度小于该第一容置孔的孔径。8如权利要求1所述的转动机构，其特征在于该第二摆动件沿该第一转轴轴线方向的最大宽度小于该第二容置孔的孔径。9一种机器人，包括支架、动平台、连接该支架与该动平台的摆臂、转动机构及第一驱动件，其特征在于该转动机构包括与该第一驱动件驱动相连的法兰、主轴、第一摆动件、两个第一转轴、第二摆。
6、动件及两个第二转轴，该法兰上开设有第一容置孔和两个用于容置该两个第一转轴的第一轴孔，该第一摆动件位于该第一容置孔内并通过该两个第一转轴转动连接于该法兰，该第一摆动件上开设有第二容置孔和两个用于容置该两个第二转轴的第二轴孔，该第二摆动件位于该第二容置孔内并通过该两个第二转轴转动连接于该第一摆动件，该两个第二轴孔所共有的轴线与该两个第一轴孔所共有的轴线垂直，该第二摆动件上开设有第三容置孔，该主轴活动穿设于该第三容置孔并随该第二摆动件一起转动，该主轴还可相对该第二摆动件沿该第三容置孔轴向运动。10如权利要求9所述的机器人，其特征在于该机器人还包括与该法兰固定相连的齿轮，该第一驱动件通过该齿轮驱动该法。
7、兰旋转。权利要求书CN102049786ACN102049790A1/4页3转动机构及使用该转动机构的机器人技术领域0001本发明涉及一种转动机构，尤其涉及一种可摆动的转动机构及使用该转动机构的机器人。背景技术0002并联机器人具有刚度大、承载能力强、精度高、自重负荷比小、动力性能好等一系列优点，与目前广泛应用的串联机器人在应用上构成互补关系，因而扩大了机器人的应用领域。三角架机器人DELTAROBOT是一种最典型的空间三自由度移动的并联机器人，其整体结构简单、紧凑，具有良好的运动学和动力特性。0003一种三角架机器人，包括支架、动平台及连接支架与动平台的一个转轴和三个平移摆臂。转轴两端分别球。
8、铰于该支架及该动平台，并可实现独立的旋转运动，三个平移摆臂可实现XYZ三个维度的平移运动。工作时，电机或其他驱动器驱动三个摆臂作一定角度的转摆运动，并带动转轴作出相应角度的摆动，从而实现动平台的三维运动。然而，受转轴的长度所限，使得摆臂的平移距离受到限制，导致采用该机器人的运动灵活性较小。发明内容0004鉴于上述状况，有必要提供一种运动灵活性较高的转动机构及使用该机构的机器人。0005一种转动机构，包括法兰、主轴、第一摆动件、两个第一转轴、第二摆动件及两个第二转轴。法兰上开设有第一容置孔和两个用于容置两个第一转轴的第一轴孔。第一摆动件位于第一容置孔内并通过两个第一转轴转动连接于法兰。第一摆动件。
9、上开设有第二容置孔和两个用于容置两个第二转轴的第二轴孔。第二摆动件位于该第二容置孔内并通过两个第二转轴转动连接于第一摆动件。两个第二轴孔所共有的轴线与两个第一轴孔所共有的轴线垂直。第二摆动件上开设有第三容置孔，主轴活动穿设于第三容置孔并随第二摆动件一起转动。主轴还可相对第二摆动件沿第三容置孔轴向运动。0006一种机器人，包括支架、动平台、连接支架与动平台的摆臂、转动机构及第一驱动件。转动机构包括与第一驱动件驱动相连的法兰、主轴、第一摆动件、两个第一转轴、第二摆动件及两个第二转轴。法兰上开设有第一容置孔，第一摆动件位于该第一容置孔内并通过两个第一转轴转动连接于法兰。第一摆动件上开设有第二容置孔，。
10、第二摆动件位于该第二容置孔内并通过两个第二转轴转动连接于第一摆动件。两个第二转轴所共有的轴线与两个第一转轴所共有的轴线垂直。第二摆动件上开设有第三容置孔，主轴活动穿设于第三容置孔并随第二摆动件一起转动。主轴还可相对第二摆动件沿第三容置孔轴向运动。0007由于上述转动机构的主轴相对法兰朝四周作出灵活的摆动的同时还可随法兰一起转动。另外，当三个摆臂摆动并带动动平台的三维运动时，主轴还可沿第三容置孔的轴向运动，从而延长动平台移动的距离，使得机器人的工作空间变大，运动灵活性提高。说明书CN102049786ACN102049790A2/4页4附图说明0008图1是本发明实施例机器人的立体组装示意图，该。
11、机器人包括转动机构。0009图2是图1所示转动机构的立体放大示意图。0010图3是图2所示转动机构的立体分解示意图。0011图4是图2沿IVIV线的剖面示意图。0012图5是图2沿VV线的剖面示意图。具体实施方式0013下面将结合附图及实施例对本发明的转动机构及机器人作进一步的详细说明。0014请参阅图1，本发明实施例的机器人200为四自由度并联机器人，其包括一个支架201、一个动平台203、三个连接支架201与动平台203的摆臂205及一个转动机构100。支架201上设有一个第一驱动件207及一个可被第一驱动件207带动旋转的齿轮202。转动机构100包括与齿轮202固定相连的法兰10及一端。
12、穿设于法兰10且另一端活动相连于动平台203的主轴90。每个摆臂205一端与支架201活动连接，另一端与动平台203活动相连。机器人200还包括三个与摆臂205驱动相连的第二驱动件209。工作时，第二驱动件209驱动三个摆臂205作一定角度的转摆运动，以实现动平台203沿图示X、Y、Z三个方向的平移运动。本实施例中，第一驱动件207为伺服马达。0015请同时参阅图2和图3，转动机构100还包括设于法兰10内部的一个第一摆动件20、两个第一转轴30、一个第二摆动件50及两个第二转轴60。0016法兰10大致为圆环形，其具有一个用于容置第一摆动件20的圆形第一容置孔11。法兰10沿图示Y轴方向的两。
13、侧各开设有一个可容置第一转轴30并与第一容置孔11相通的圆形第一轴孔13。两个第一轴孔13的轴线相重合。法兰10的顶面上开设有多个均匀分布的安装孔15。多个螺钉图未示可穿过安装孔15而将法兰10与齿轮202固定相连。法兰10的顶面上对应第一轴孔13的部位还开设有两个与第一轴孔13相通的带螺纹的锁定孔17。0017第一摆动件20大致为环形，其具有一个大致为方形的第二容置孔21。第一摆动件20沿图示Y轴方向的两侧各开设有一个可容置第一转轴30并与第二容置孔21相通的第二轴孔23。第一摆动件20沿图示X轴方向的两侧还各开设有一个可容置第二转轴60并与第二容置孔21相通的圆形轴孔25。两个轴孔25的轴。
14、线相重合。第一摆动件20的顶面上对应每个第二轴孔23的部位还开设有一个与第二轴孔23相通的带螺纹的锁定孔27。其对应每个轴孔25的部位也开设有一个与轴孔25相通的锁定孔27。为使第一摆动件20可在法兰10的第一容置孔11绕第一转轴30转动，第一摆动件20沿图示X轴方向的最大宽度小于第一容置孔11的孔径。0018第一转轴30大致为两段式圆柱形，其包括卡合部31和与其相连且直径稍小的转动部33。卡合部31可容置并固定于法兰10的第一轴孔13内。为了防止卡合部31与法兰10发生相对转动，转动机构100还包括两个第一止动件19。第一止动件19可进入法兰10的锁定孔17而与第一转轴30的卡合部31相抵。。
15、本实施例中，第一止动件19为止转螺丝。0019转动机构100还包括第一轴套40。第一轴套40可容置并固定于第一摆动件20的第二轴孔23内，并可套设在第一转轴30的转动部33上并可相对转动部33转动。为了防说明书CN102049786ACN102049790A3/4页5止第一轴套40与第一摆动件20发生相对转动，转动机构100还包括两个第二止动件28。第二止动件28大致与第一止动件19相同，其可进入第一摆动件20的锁定孔27而与第一轴套40相抵。0020第二摆动件50大致为环形，其具有一个圆形的第三容置孔51。第三容置孔51的侧壁上还开沿轴向开设有一个键槽511。第二摆动件50沿图示X轴方向的两。
16、侧各开设有一个可容置第二转轴70并与第三容置孔51相通的轴孔53。为使第二摆动件50可在第一摆动件20的第二容置孔21绕第二转轴60转动，第二摆动件50沿图示Y轴方向的宽度小于第二容置孔21的孔径。0021第二转轴60与第一转轴30大致相同，其包括卡合部61和与其相连且直径稍小的转动部63。卡合部61可容置于第一摆动件20的轴孔25内。为了防止卡合部61与第一摆动件20发生相对转动，转动机构100还包括两个第三止动件29。第三止动件29大致与第一止动件19相同，其可进入第一摆动件20的锁定孔27而与卡合部61相抵。0022转动机构100还包括两个第二轴套70。第二轴套70与第一轴套40大致相同。
17、，其可容置并固定于第二摆动件50的轴孔53内，并可套设在第二转轴60的转动部63上并可相对转动部63转动。0023转动机构100还包括可容置并固定于第二摆动件50的第三容置孔51的套筒80。套筒80具有圆形定位孔81，定位孔81的侧壁上开设有沿轴向的花键槽811。套筒80的外侧壁上还开设有键槽83。转动机构100还包括定位键85。定位键85可进入第二摆动件50的键槽511与套筒80的键槽83所形成的容置空间未标示内，以防止套筒80与第二摆动件50之间发生相对转动。0024主轴90大致为可活动穿设于套筒80的长杆，其表面沿轴向开设有可与套筒80的定位孔81的花键槽811相配合的花键槽91。因此主。
18、轴90可随套筒80一起转动，同时还可沿套筒80轴向滑动。0025请一并参阅图4和图5，组装时，首先套筒80进入第二摆动件50的第三容置孔51内，并通过定位键85将二者固定。两个第二轴套70进入并固定于第二摆动件50的轴孔53内。0026第二摆动件50进入第一摆动件20的第二容置孔21内，两个第二转轴60沿图示X轴方向依次穿过两个第二轴套70、第一摆动件20的两个轴孔25后，进入第二摆动件50的轴孔53。两个第三止动件29分别进入第一摆动件20的锁定孔27而与两个第二转轴60卡合部61相抵。由此，第二摆动件50通过第二转轴60枢接于第一摆动件20并可在第二容置孔21内绕第二转轴60的轴线旋转。0。
19、027第一摆动件20进入法兰10的第一容置孔11内，两个第一转轴30沿图示Y轴方向依次穿过两个第一轴套40、法兰10的第一轴孔13后，进入第一摆动件20的两个第二轴孔23。两个第二止动件28分别进入第一摆动件20的锁定孔27而与第一轴套40相抵，两个第一止动件19进入法兰10的锁定孔17而与第一转轴30的卡合部31相抵。由此，第一摆动件20通过第一转轴30枢接于法兰10并可在第一容置孔11内绕第一转轴30旋转。主轴90穿设于套筒80的定位孔81中。转动机构100组装完毕。0028当需要将转动机构100安装于机器人200上时，可将转动机构100的法兰10固定在齿轮202上，并将主轴90的底端与动。
20、平台203活动相连。说明书CN102049786ACN102049790A4/4页60029下面简要叙述机器人200的使用方法。当机器人200处于图1所示的初始状态时，动平台203位于支架201的正下方，此时主轴90与法兰10所在平面垂直。工作时，三个摆臂205在三个第二驱动件209的驱动下发生摆动，使动平台203相对支架201发生移动，从而使主轴90相对法兰10所在平面发生倾斜。此时第一摆动件20和第二摆动件50可分别绕X轴及Y轴方向旋转，使主轴90相对于法兰10进行一定角度的摆动。同时，主轴90还可在套筒80内进行一定的滑动，从而补偿动平台203运动后其与法兰10之间距离的变化。第一驱动件。
21、207驱动齿轮202旋转，从而带动法兰10旋转，进而带动第一摆动件20、第二摆动件50、套筒80及位于套筒80内的主轴90一起旋转，以将动力输出到安装到动平台203的末端执行器图未示上。0030由于转动机构100的主轴90不仅可随法兰10一起转动，还可相对法兰10朝四周作出灵活的摆动，还可沿套筒80的轴向运动，使得机器人200的动平台203相对支架201可移动的范围更大，运动灵活性得以提高。同时，主轴90及套筒80为通用零件，更换较为容易，寿命高、精度可靠。0031可以理解，第一止动件19、第二止动件28、第三止动件29及定位健85也可省略。第一轴套40和第二轴套70也可换作轴承或者省略。如果。
22、将套筒80更换为直线轴承，则主轴90上开设的花键槽91也可省略。如果花键槽直接开设在第二摆动件50的第三容置孔51内，则套筒80也可省略，此时主轴90活动穿设于第三容置孔51内并可随第二摆动件50一起转动。第一驱动件207驱动法兰10的方式也不限于齿轮传动、例如可为皮带传动等方式。0032另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内作其它变化，当然，这些依据本发明精神所作的变化，都包含在本发明要求保护的范围之内。说明书CN102049786ACN102049790A1/5页7图1说明书附图CN102049786ACN102049790A2/5页8图2说明书附图CN102049786ACN102049790A3/5页9图3说明书附图CN102049786ACN102049790A4/5页10图4说明书附图CN102049786ACN102049790A5/5页11图5说明书附图CN102049786A。