[實(shí)用新型]一種雙自由度機(jī)器人髖關(guān)節(jié)舵機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220494742.0
• 申請(qǐng)日: 2012-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN202781185U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周建軍;林阿斌;張亞平;傅丹丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J17/00
• 分類號(hào): B25J17/00
• 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

本實(shí)用新型屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙自由度機(jī)器人髖關(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(lái)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(guò)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(duì)較簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)裝置。

中國(guó)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(guò)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(guò)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(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副鉸鏈與手掌幾座相聯(lián)，手掌幾座通過(guò)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(jiǎn)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(guó)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(guò)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(jiǎn)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。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)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)器人髖關(guān)節(jié)舵機(jī)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型由設(shè)置在殼體內(nèi)呈L型交叉的X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、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向端蓋、X向齒輪減速機(jī)構(gòu)、X向角度傳感器、X向電機(jī)、X向電機(jī)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)置于殼體內(nèi)，由X向電機(jī)端蓋通過(guò)X向端蓋螺釘進(jìn)行定位；X向齒輪減速機(jī)構(gòu)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、X向惰輪和X向輸出齒輪。

所述的X向電機(jī)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，X向輸出齒輪還與X向惰輪嚙合；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(guò)并固定在X向殼體中。

所述的X向惰輪的下端輸出軸穿過(guò)X向惰輪下軸承和X向角度傳感器，X向角度傳感器通過(guò)螺釘固定在殼體內(nèi)；另一端穿過(guò)至于X向端蓋內(nèi)部的X向惰輪上軸承的內(nèi)圈。

所述的X向輸出齒輪的上端穿過(guò)X向輸出軸上軸承和X向端蓋作為X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸；X向輸出齒輪的下端穿過(guò)置于殼體中的X向輸出軸下軸承。

所述的Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Y向端蓋、Y向齒輪減速機(jī)構(gòu)、Y向角度傳感器、Y向電機(jī)、Y向電機(jī)端蓋；Y向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與X向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同。

控制電路板置于殼體內(nèi)部，通過(guò)Y向電機(jī)端蓋的一處凹槽進(jìn)行定位，用以控制電機(jī)。

本實(shí)用新型的有益效果：通過(guò)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)提高兩個(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(shuō)明

圖1為舵機(jī)外型示意圖；

圖2為舵機(jī)裝配爆炸圖；

附圖中：1.X向端蓋螺釘、2.X向端蓋、3.X向輸出軸上軸承、4.X向輸出齒輪、5.X向第二齒輪、6.X向第二心軸、7.X向第一心軸、8.X向第一齒輪、9.X向惰輪上軸承、10.X向惰輪、11.X向輸出軸下軸承、12.X向惰輪下軸承、13.Y向電機(jī)端蓋螺釘、14.Y向電機(jī)端蓋、15.控制電路板、16.Y向電機(jī)、17.X向角度傳感器、18.X向電機(jī)端蓋、19X向電機(jī)、20殼體、21.Y向第一齒輪、22.Y向第一心軸、23.Y向第二齒輪、24.Y向第二心軸、25.Y向輸出軸下軸承、26.Y向惰輪下軸承、27.Y向輸出齒輪、28.Y向惰輪、29.Y向輸出軸上軸承、30.Y向惰輪上軸承、31.Y向端蓋、32.Y向端蓋螺釘、33.Y向角度傳感器、34.Y向角度傳感器螺釘、35.X向電機(jī)端蓋、36.X向電機(jī)端蓋螺釘。

具體實(shí)施方式