[發明專利]一種帶有角位移傳感器的鉸鏈關節機構

有效

• 申請號: 201310032933.4
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103085081A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王生澤;張輝;王永興;侯曦
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J19/02
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發明涉及機器人領域中的關節驅動技術，特別是涉及一種帶有角位移傳感器的鉸鏈關節機構。

背景技術

關節設計廣泛應用在機器人領域，在關節設計中往往都設計有傳感器，因此機器人關節的設計必須包含有傳感器的安裝方式的設計。在外骨骼機器人中在關節上需要識別關節的轉動角度，因此需要安裝有角位移傳感器。現有的外骨骼式機器人大多需要人和機器共同工作，因此它們采用有效的傳動方式將運動進行傳遞，從而避免直接將笨重的動力系統直接安裝在執行機構上，同時在關節出需要配有角位移傳感器。如何將傳感器的固定方式和特定傳動方式傳動動力的關節綜合考慮、集成設計將影響到設計的簡潔性及靈巧性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種帶有角位移傳感器的鉸鏈關節機構，能夠將傳感器與關節、傳動系統有效集成在一起。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種帶有角位移傳感器的鉸鏈關節機構，包括有主級桿、次級桿和階梯釘，所述階梯釘上的第一段臺階固定有傳動輪，階梯釘的第二段臺階穿過主級桿，第三段臺階通過次級桿定位在次級桿上，階梯釘下端部設有螺紋孔，通過定位機構使階梯釘及安裝在階梯釘上的構件軸向定位在主級桿和次級桿上形成活動鉸鏈；所述主級桿上固定有傳感器固定架，所述傳感器固定架上安裝有傳感器，所述傳感器與階梯釘同軸，所述傳感器的轉軸插入階梯釘上端部并通過緊定螺釘固定在階梯釘上；所述傳感器固定架側端設有兩個階梯孔，線管固定在第一階梯孔的大孔內，線管內安裝有繩索，所述繩索通過第一階梯孔的小孔穿出包覆在傳動輪上，繩索上的一點固定在傳動輪上，且通過第二階梯孔穿出與傳動系統相連接形成完整的傳動系統回路。

所述階梯釘的上端部設有光孔，所述光孔側面設有螺紋孔，螺紋孔內的緊定螺釘將傳感器轉軸固定在光孔內。

所述階梯釘上設有多段臺階，由上端至下端分別通過端頭邊沿及第一段臺階的方形柱面將傳動輪固定在第一段臺階上，通過第二段臺階的圓柱面鉸接安裝在主級桿上，通過第三段臺階的方形柱面將階梯釘與次級桿固定在一起。

所述傳感器在階梯釘轉動時隨同階梯釘一起轉動，并輸出信號。

所述的繩索為鋼絲繩、鏈條或同步帶。

所述傳動輪為轉輪、鏈輪或同步輪。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本發明結構簡潔、可靠，通過安裝有的傳感器可準確測量出關節擺動的角度，稍作改造便可適用于多種傳動方式，可廣泛應用于機器人領域及其他需要實現轉動副驅動的領域。

附圖說明

圖1是帶有角位移傳感器的鉸鏈關節機構示意圖；

圖2是階梯釘的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

本發明的實施方式涉及一種帶有角位移傳感器的鉸鏈關節機構，包括有主級桿2、次級桿1和階梯釘4，所述階梯釘4上的第一段臺階固定有傳動輪3，階梯釘4的第二段臺階穿過主級桿2的圓柱孔，第三段臺階通過次級桿1上方形孔定位在次級桿1上，階梯釘4下端部設有螺紋孔，通過端頭釘8和墊片7使階梯釘4及安裝在階梯釘4上的構件軸向定位在主級桿2和次級桿1上形成活動鉸鏈；所述主級桿2上固定有傳感器固定架5，所述傳感器固定架5上安裝有傳感器6，所述傳感器6與階梯釘4同軸，所述傳感器6的轉軸插入階梯釘4上端部并通過緊定螺釘14固定在階梯釘4上；所述傳感器固定架5側端設有兩個階梯孔，線管11固定在第一階梯孔的大孔內，線管11內安裝有繩索12，所述繩索12通過第一階梯孔的小孔穿出包覆在傳動輪3上，繩索12上的一點固定在傳動輪3上，且通過第二階梯孔穿出與傳動系統相連接形成完整的傳動系統回路，通過轉動傳動輪3即可實現關節的驅動，同時關節轉動時（次級桿相對于主級桿旋轉）傳感器6產生角位移信號，反饋給控制系統。