[發明專利]仿生機械關節

無效

• 申請號: 200980142653.0
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN102196785A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: S·C·雅各布森;M·奧利維爾;B·麥克萊恩
• 申請（專利權）人: 雷神公司
• 主分類號: A61F2/68
• 分類號: A61F2/68;B25J13/00;B25J9/16
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

1.一種用于在仿生機器人設備的支承部件之間產生可變扭矩的仿生機械關節，所述機械關節包括：

基部支承部件；

可轉動地聯接在所述基部支承部件上的轉動支承部件；

可變半徑滑輪，所述可變半徑滑輪可操作地聯接在所述基部支承部件與所述轉動支承部件之間以便于所述轉動支承部件圍繞所述基部支承部件轉動，所述滑輪包括：

具有周向外表面和樞轉部位的槽輪體，所述外表面與所述樞轉部位之間的徑向距離可沿著所述外表面的長度變化；

形成在所述外表面中的至少一個腱索溝槽，所述腱索溝槽具有腱索承坐表面和側壁；和

位于所述至少一個腱索溝槽內的腱索附接部位；

至少一個柔性腱索，所述至少一個柔性腱索聯接在所述腱索附接部位上并具有第一和第二自由端部分，所述第一和第二自由端部分在所述腱索溝槽內沿相反的方向卷繞在所述滑輪周圍；以及

至少一個對抗致動器副，所述至少一個對抗致動器副利用一對端部連接器聯接在所述第一和第二自由端部分上，所述致動器副構造成沿任一方向繞著所述滑輪選擇性地操作所述腱索并在所述基部支承部件與所述轉動支承部件之間形成可變扭矩。

2.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，該機械關節還包括切口，所述切口位于所述槽輪體的與所述腱索附接部位大致相對的側壁中，所述切口構造成當所述滑輪轉動至任一最遠轉動位置時接納端部連接器。

3.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，所述對抗致動器副的各個致動器被可樞轉地支承以進行樞轉運動并保持所述致動器的長軸線與位于所述腱索和所述滑輪之間的切向接觸點之間的對齊。

4.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，所述對抗致動器副的各個致動器選自由液壓動力缸、氣動動力缸、直線電動機和旋轉電動機組成的組。

5.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，所述滑輪的所述槽輪體為圓形并且所述樞轉部位偏離所述圓形的中心。

6.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，所述腱索附接部位還包括腱索附接塊，所述腱索附接塊插入形成在所述槽輪體的所述周向外表面中的橫斷槽內。

7.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，第一和第二自由端部分中的每一者繞著端部連接器形成環圈并且所述自由端部分的梢端聯接在所述腱索附接部位上。

8.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，所述槽輪體相對于所述基部支承部件固定并且所述致動器副聯接在所述轉動支承部件上。

9.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，所述對抗致動器副聯接在所述基部支承部件上并且所述槽輪體相對于所述轉動支承部件固定。

10.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，所述基部支承部件包括所述仿生機器人設備的軀干。

11.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，所述基部支承部件包括相鄰的仿生機械關節的轉動支承部件。

12.根據權利要求1的機械關節，其特征在于，所述仿生機器人設備為外骨骼。

13.一種用于在仿生機器人設備的支承部件之間產生可變扭矩的仿生機械關節，所述機械關節包括：

基部支承部件；

可轉動地聯接在所述基部支承部件上的轉動支承部件；

可變半徑滑輪，所述可變半徑滑輪可操作地聯接在所述基部支承部件與所述轉動支承部件之間以便于所述轉動支承部件圍繞所述基部支承部件轉動，所述可變半徑滑輪包括：

具有周向外表面和樞轉部位的槽輪體，所述外表面與所述樞轉部位

之間的徑向距離可沿著所述外表面的長度變化；

形成在所述外表面中的腱索溝槽；和

位于所述腱索溝槽內的至少一個腱索附接部位；

至少一個柔性腱索，所述至少一個柔性腱索聯接在所述腱索附接部位上并具有自由端部分，所述自由端部分在所述腱索溝槽內卷繞在所述滑輪周圍；以及

至少一個致動器，所述至少一個致動器聯接在所述自由端部分上并且構造成繞著所述可變半徑滑輪拉曳所述腱索以在所述基部支承部件與所述轉動支承部件之間形成可變扭矩。