[發明專利]一種被動式順應性阻抗機構及機械臂

無效

• 申請號: 201310616491.8
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103600358A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 劉效;駱敏舟;徐林森;趙江海;張麗華;繆琴
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B25J19/06
• 分類號: B25J19/06;B25J18/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是應用于機器人機械臂的關節處，目的是當機械臂與人發生碰撞時，能夠迅速地做出反應，使機械臂具有一定的柔性作用，緩解外部沖擊力，起到減低沖擊力，保護人安全的作用，具體涉及一種被動式順應性阻抗機構及機械臂。

背景技術

隨著機器人的不斷發展和廣泛應用，機器人與人在相同環境中接觸的機會越來越多，因此，它不可避免地會與人發生接觸性碰撞而造成人類的傷害，所以它必須要有一定的靈活性和適應性來產生一些順應性響應，以此來減少人類在碰撞中所受到的傷害。目前，大多數的研究都集中于阻抗控制領域，利用力量、扭矩傳感器等感知元件進行反饋控制，但是電子元件容易損壞，而且需要反應時間，不能夠對外界進行及時反映，以及部分設計的阻抗機構結構復雜或者成本高。所以急切需要設計一款體型小，結構簡單，易于安裝，一體化的阻抗安全機構，因為機構響應速度快，不存在電子元件損壞的現象，能起到保護人安全的作用。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是提供一種被動式順應性阻抗機構及機械臂，來減低人與服務機器人機械臂因碰撞而受到的傷害，確保人的安全。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種被動式順應性阻抗機構，包括底座，及設于所述底座上的直線滑軌，及設于所述直線滑軌上的滑塊，及固定于底座上方的導桿固定架，及固定于導桿固定架上的導桿，及設套設于導桿上的彈性裝置，所述導桿與直線滑軌平行設置，所述導桿裝配于所述滑塊內，所述滑塊上端面還連接有滾軸，所述導桿固定架上方設有旋轉輪，所述旋轉輪中部設有軸承，所述軸承緊配合于底座中部的凸柱上，所述旋轉輪設有通孔用以驅動伸入該通孔內的滾軸，從而帶動所述滑塊沿著所述直線滑軌滑動。

所述軸承為深溝球軸承，分別與旋轉輪以及底座上的凸柱過盈配合。

所述底座下方固定一諧波減速器。

所述旋轉輪上方套設一套筒。

所述直線滑軌平行設置有2組，所述滑塊兩端部分別設于兩個直線滑軌上，所述導桿及彈性裝置相應設置有2組。

所述旋轉輪上的通孔左右對稱設置有2組，2組所述通孔內分別伸入一滾軸。

所述彈性裝置為彈簧。

為解決上述技術問題，本發明還提供了一種機械臂，包括如上所述的任一項被動式順應性阻抗機構。

(三)有益效果

本發明相比較于現有技術，具有如下有益效果：本發明結構簡單、響應速度快、造價低、易于安裝，一體化構造，具有減低外界沖擊力，對外界做出及時反應的作用。

附圖說明

圖1是本發明被動式順應性阻抗機構的爆炸圖。

圖2是本發明被動式順應性阻抗機構的組裝結構圖。

圖3是本發明被動式順應性阻抗機構的旋轉輪裝配于底座上后的結構圖。

圖4是本發明的被動式順應性阻抗機構應用于機械臂上的結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

如圖1至圖4所示的，一種被動式順應性阻抗機構，包括底座2，及設于所述底座2上的直線滑軌3，及設于所述直線滑軌3上的滑塊4，及固定于底座2上方的導桿固定架5，及固定于導桿固定架5上的導桿6，及設套設于導桿6上的彈性裝置7，所述導桿6與直線滑軌3平行設置，所述導桿6裝配于所述滑塊4內，所述滑塊4上端面還連接有滾軸8，所述導桿固定架5上方設有旋轉輪9，所述旋轉輪9中部設有軸承10，所述軸承10緊配合于底座2中部的凸柱上，所述旋轉輪9設有通孔用以驅動伸入該通孔內的滾軸8，從而帶動所述滑塊4沿著所述直線滑軌3滑動。所述軸承10為深溝球軸承，分別與旋轉輪以及底座上的凸柱過盈配合。

如圖2所示的，所述底座2下方固定一諧波減速器1。所述旋轉輪9上方套設一套筒11。

如圖3所示的，所述直線滑軌3平行設置有2組，所述滑塊4兩端部分別設于兩個直線滑軌3上，所述導桿7及彈性裝置6相應設置有2組。所述旋轉輪9上的通孔左右對稱設置有2組，2組所述通孔內分別伸入一滾軸8。因此當輸入的扭矩使得旋轉輪正轉或反轉時，均可將力作用于滾軸上，滾軸再帶動滑塊沿著直線滑軌運動。

所述彈性裝置6為彈簧，也可為彈性塊等本領域技術人員能想到的其他彈性物體。

如圖4所示的，本發明還提供了一種機械臂，包括如上所述的被動式順應性阻抗機構。