[發明專利]雙自由度機器人肩關節舵機

無效

• 申請號: 201210360811.3
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102862165A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 周建軍;林阿斌;張亞平;傅丹丹
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，涉及一種雙自由度機器人肩關節舵機。

背景技術

隨著機器人的不斷發展，機器人與人的交互越來越密切，從傳統的工業環境慢慢向人類的生活起居靠近。

機器人根據仿生學原理，其運動模仿人類通過關節實現。每個關節在可實現準確控制的基礎上，與人的各個關節自由度保持一致。人體各個主要活動關節處的自由度不盡相同。傳統機器人關節為實現多自由度的運動，通常采用兩組結構上獨立的動力裝置，每組分別提供一個自由度，關節整體結構復雜，慣性大，動態響應性差，重構型差，裝配復雜，不便維護。

為解決上述問題，目前已研制出多種慣性小，動態響應較快，結構也相對較簡單的驅動裝置。

中國專利CN201736231U，機器人腕關節。該關節是一個二自由度轉動并聯機構。U形件的U形上部通過第一組同軸轉動副鉸鏈與環形件相連；拔桿的中部固聯在手掌連接件的一端，拔桿的兩端通過第二組同軸轉動副鉸鏈與環形件相連；手掌連接件通過轉動副鉸鏈與手掌幾座相聯，手掌幾座通過第三組同軸轉動副鉸鏈與腕關節基座相連。機器人手掌與所述手掌連接件的另一端相聯。盡管該實用新型結構簡單、響應速度快，并且也一定程度上改進了以往的并聯機構工藝性差的特點，但由于其本身結構的限制并不具有良好的重構性。

美國專利US007429844B2，機器人用伺服模塊和關節伺服。該發明設計了兩種成L型的伺服模塊，在機器人的不同關節處，通過第三方連接件進行組合以實現不同的自由度。該發明重構性好，裝配簡單也易于維護。但由于其結構特點，機體慣性較大，動態響應性較差。

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發明內容

本發明的目的是針對現有機器人雙自由度關節驅動裝置的不足，提供一種采用雙電機交錯布置的雙自由度機器人肩關節舵機。

本發明采用的技術方案如下：

本發明由設置在殼體內呈T型交叉的X向驅動機構和Y向驅動機構組成。

所述的X向驅動機構包括X向電機端蓋、X向電機、X向電機套、X向齒輪減速機構、X向角度傳感器、X向殼體、X向輸出軸端蓋、X向輸出軸軸承和連接盤。

X向電機輸出軸上固定連接有電機齒輪，X向電機置于X向電機套內，由X向電機端蓋通過X向端蓋螺釘進行定位；X向齒輪減速機構包括X向第一齒輪、X向第二齒輪、X向第一心軸、X向第二心軸和X向輸出齒輪。

所述的X向電機齒輪與X向第一齒輪的大齒輪嚙合，X向第一齒輪的小齒輪與X向第二齒輪的大齒輪嚙合，X向第二齒輪的小齒輪與X向輸出齒輪嚙合；所述的X向第一齒輪和X向第二齒輪分別由X向第一心軸和X向第二心軸穿過并固定在X向殼體中。

所述的X向輸出齒輪的一端穿過X向角度傳感器，X向角度傳感器通過螺釘固定在X向殼體內；另一端穿過X向輸出軸軸承和X向輸出端蓋，通過螺釘與連接盤連接，X向輸出齒輪的輸出軸作為X向驅動軸。

所述的Y向驅動機構包括Y向頂蓋、Y向輸出軸上軸承、Y向輸出軸下軸承、Y向齒輪減速機構、Y向角度傳感器、Y向殼體、Y向電機和Y向底蓋。

Y向電機輸出軸上固定連接有電機齒輪，由Y向底蓋通過螺釘進行定位。

Y的齒輪減速機構與X向齒輪減速機構的結構相同。

Y向輸出齒輪一端與Y向輸出齒輪上軸承內圈配合，外圈與Y向頂蓋中心一處沉孔配合；?Y向輸出齒輪的另一端與Y向輸出齒輪下軸承內圈配合并穿過Y向角度傳感器，外圈與Y向殼體內一處沉孔配合。

所述的Y向角度傳感器通過螺釘固定在Y向殼體內部，用以檢測輸出端轉過的角度，并將角度信號反饋給電路控制板。

控制電路板通過控制電路板螺釘固定在Y向殼體內部，用以控制電機。

本發明的有益效果：通過將兩個電機內置于一個舵機之中，實現一個舵機提高兩個方向的輸出，大大減小了傳統機器人關節利用第三方連接件實現兩個方向輸出所占的空間，使得關節結構更加緊湊，慣性更小，動態性能更優。

附圖說明

圖1為舵機外型示意圖；

圖2為舵機裝配爆炸圖；?