[發明專利]一種機器人肩關節

無效

• 申請號: 200710062552.5
• 申請日: 2007-08-08
• 公開（公告）號: CN101104269A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 金振林;高峰;李研彪
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務所
• 代理人: 鄂長林

技術領域

本發明涉及機器人領域，特別是涉及一種人形機器人肩關節。

背景技術

人形機器人是機器人技術的高級發展階段，它綜合體現了高級機器人的機構學、運動和動力學等諸多方面的研究和發展水平，是一個很復雜的綜合系統。其中，機器人肩關節是人形機器人設計中的難點之一。早期的機器人肩關節通常采用串聯結構，存在結構復雜、慣性大等不足。為了克服這些不足之處，許多研究人員把注意力轉向了三自由度轉動并聯機構，如Gosselin提出的球面3-RRR機構，Karouia提出的3-UPU機構，Vischer提出的Argos機構，Di?Gregorio提出的3-RUU機構，方躍法提出的3-UPR機構等三自由度轉動并聯機構。但是，采用上述并聯機構的肩關節還仍然存在一些不足，如：工藝性差、制造成本高等等。

發明內容

為了克服現有的并聯機構的肩關節存在的工藝性差、制造成本高等不足，本發明提供一種機器人肩關節，該肩關節具有結構簡單、承載能力強、響應速度快和工藝性好等優點，可應用于人形機器人的肩關節。

本發明所采用的技術方案是：運動平臺1與基座3之間由三條結構相同的運動支鏈2相連，運動支鏈2由伺服電機8、驅動桿7和從動桿4等零部件組成，其中，驅動桿7的一端通過安裝孔與伺服電機8的轉軸固連、驅動桿7的另一端通過第一轉動副鉸鏈5與從動桿4的一端相連，從動桿4的另一端通過第二轉動副鉸鏈6與運動平臺1相連，且三個從動桿4對應的與運動平臺1相連的三個第二轉動副鉸鏈6的轉軸在空間分別互相垂直；伺服電機8安裝在基座3上，且三個伺服電機8的三個轉軸在空間分別互相垂直。在運動支鏈2中，連接驅動桿7和從動桿4的第一轉動副鉸鏈5的轉軸軸線、連接從動桿4和運動平臺1的第二轉動副鉸鏈6的轉軸軸線及伺服電機8的轉軸軸線在空間匯交與一點；伺服電機8的轉軸與連接驅動桿7和從動桿4的第一轉動副鉸鏈5的轉軸垂直；連接驅動桿7和從動桿4的第一轉動副鉸鏈5的轉軸與連接從動桿4和運動平臺1的第二轉動副鉸鏈6的轉軸垂直。運動平臺1可與機械手臂相連。通過三個伺服電機8分別驅動對應驅動桿7，可實現運動平臺3的三維轉動，可模擬人類肩關節的三維轉動運動。

附圖說明

圖1為機器人肩關節的結構圖；

圖2為肩關節運動分支結構圖。

在圖1、圖2中，1.運動平臺，2.運動支鏈，3.基座，4.從動桿，5.第一轉動副鉸鏈，6.第二轉動副鉸鏈，7.驅動桿，8.伺服電機。

具體實施方式

圖1是本發明公開的一個實施例，這種機器人肩關節主要包括運動平臺1、基座3和三條相同的運動支鏈2等部分。運動支鏈2由伺服電機8、驅動桿7和從動桿4等部分組成，其中，驅動桿7的一端通過安裝孔與伺服電機8的轉軸固聯、驅動桿7的另一端通過第一轉動副鉸鏈5與從動桿4的一端相連，從動桿4的另一端通過第二轉動副鉸鏈6與運動平臺1相連，且三個從動桿4對應的與運動平臺1相連的三個第二轉動副鉸鏈6的轉軸軸線在空間分別互相垂直；伺服電機8安裝在基座3上，且三個伺服電機8的三個轉軸軸線在空間分別互相垂直。在運動支鏈2中，連接驅動桿7和從動桿4的第一轉動副鉸鏈5的轉軸軸線、連接從動桿4和運動平臺1的第二轉動副鉸鏈6的轉軸軸線及伺服電機8的轉軸軸線在空間匯交與一點；運動平臺1可與機械手臂相連。通過三個伺服電機8分別驅動對應驅動桿7，驅動桿7通過第一轉動副鉸鏈5帶動從動桿4，從動桿4通過第二轉動副鉸鏈6帶動運動平臺1，可實現運動平臺1的三維轉動，滿足人類肩關節的運動特征要求。該肩關節具有結構簡單、承載能力強、響應速度快和工藝性好等優點，適用于人形機器人的肩關節。