[發(fā)明專利]雙自由度機(jī)器人腕關(guān)節(jié)舵機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210361495.1
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102862166A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建軍;林阿斌;張亞平;傅丹丹
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙自由度機(jī)器人腕關(guān)節(jié)舵機(jī)。

背景技術(shù)

隨著機(jī)器人的不斷發(fā)展，機(jī)器人與人的交互越來越密切，從傳統(tǒng)的工業(yè)環(huán)境慢慢向人類的生活起居靠近。

機(jī)器人根據(jù)仿生學(xué)原理，其運(yùn)動(dòng)模仿人類通過關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)關(guān)節(jié)在可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制的基礎(chǔ)上，與人的各個(gè)關(guān)節(jié)自由度保持一致。人體各個(gè)主要活動(dòng)關(guān)節(jié)處的自由度不盡相同。傳統(tǒng)機(jī)器人關(guān)節(jié)為實(shí)現(xiàn)多自由度的運(yùn)動(dòng)，通常采用兩組結(jié)構(gòu)上獨(dú)立的動(dòng)力裝置，每組分別提供一個(gè)自由度，關(guān)節(jié)整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，慣性大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)性差，重構(gòu)型差，裝配復(fù)雜，不便維護(hù)。

為解決上述問題，目前已研制出多種慣性小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快，結(jié)構(gòu)也相對較簡單的驅(qū)動(dòng)裝置。

中國專利N201736231U，機(jī)器人腕關(guān)節(jié)。該關(guān)節(jié)是一個(gè)二自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。U形件的U形上部通過第一組同軸轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸鏈與環(huán)形件相連；拔桿的中部固聯(lián)在手掌連接件的一端，拔桿的兩端通過第二組同軸轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸鏈與環(huán)形件相連；手掌連接件通過轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸鏈與手掌幾座相聯(lián)，手掌幾座通過第三組同軸轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸鏈與腕關(guān)節(jié)基座相連。機(jī)器人手掌與所述手掌連接件的另一端相聯(lián)。盡管該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快，并且也一定程度上改進(jìn)了以往的并聯(lián)機(jī)構(gòu)工藝性差的特點(diǎn)，但由于其本身結(jié)構(gòu)的限制并不具有良好的重構(gòu)性。

美國專利US007429844B2，機(jī)器人用伺服模塊和關(guān)節(jié)伺服。該發(fā)明設(shè)計(jì)了兩種成L型的伺服模塊，在機(jī)器人的不同關(guān)節(jié)處，通過第三方連接件進(jìn)行組合以實(shí)現(xiàn)不同的自由度。該發(fā)明重構(gòu)性好，裝配簡單也易于維護(hù)。但由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，機(jī)體慣性較大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)性較差。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有機(jī)器人雙自由度關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的不足，提供一種采用雙電機(jī)交錯(cuò)布置的雙自由度機(jī)器人腕關(guān)節(jié)舵機(jī)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明由設(shè)置在殼體內(nèi)呈十字交叉的X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。

所述的X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X向電機(jī)端蓋、X向電機(jī)、X向傳動(dòng)軸、X向減速頭、X向角度傳感器、X向軸承襯座、X向軸承和X向輸出端蓋。

X向電機(jī)輸出軸上固定連接有電機(jī)齒輪，X向電機(jī)由X向電機(jī)端蓋通過X向端蓋螺釘進(jìn)行定位；X向減速頭輸入軸固定連接有X向減速頭齒輪，輸出軸設(shè)置有X向角度傳感器。

所述的X向電機(jī)齒輪與X向齒輪傳動(dòng)軸一端嚙合，該X向齒輪傳動(dòng)軸另一端與減速頭齒輪嚙合；所述的X向齒輪傳動(dòng)軸位于X向電機(jī)齒輪和減速頭齒輪的正上方。

所述的軸承襯座一端由殼體內(nèi)一凸臺定位，另一端由輸出端蓋通過輸出端蓋螺釘進(jìn)行定位；在軸承襯座內(nèi)設(shè)置有軸承；該軸承一端由軸承襯座一凸臺結(jié)構(gòu)定位，另一端由輸出端蓋通過輸出端蓋螺釘進(jìn)行定位。

所述的X向減速頭的輸出軸穿過軸承和輸出端蓋，作為X向驅(qū)動(dòng)軸。

所述的Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y向電機(jī)端蓋、Y向電機(jī)、Y向傳動(dòng)軸、Y向減速頭、Y向角度傳感器、Y向軸承襯座、Y向軸承和Y向輸出端蓋。

所述的Y向電機(jī)齒輪與Y向齒輪傳動(dòng)軸一端嚙合，該Y向齒輪傳動(dòng)軸另一端與減速頭齒輪嚙合；所述的Y向齒輪傳動(dòng)軸位于Y向電機(jī)齒輪和減速頭齒輪的側(cè)方。

Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的其余部分與X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同。

X向齒輪傳動(dòng)軸和Y向齒輪傳動(dòng)軸均通過十字固定件，固定于殼體一處；該十字固定件由頂蓋通過頂蓋螺釘進(jìn)行定位。

角度傳感器，用以檢測輸出端轉(zhuǎn)過的角度，并將角度信號反饋給電路控制板，控制電路板通過固定螺釘固定在殼體底部，用以控制電機(jī)。

本發(fā)明的有益效果：通過將兩個(gè)電機(jī)內(nèi)置于一個(gè)舵機(jī)之中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)舵機(jī)提供兩個(gè)方向的輸出，大大減小了傳統(tǒng)機(jī)器人關(guān)節(jié)利用第三方連接件實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向輸出所占的空間，使得關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)更加緊湊，慣性更小，動(dòng)態(tài)性能更優(yōu)。

附圖說明

圖1為舵機(jī)外型示意圖；

圖2為舵機(jī)裝配爆炸圖；?

圖3為舵機(jī)傳動(dòng)關(guān)系圖；