[實用新型]一種柔性驅動的仿人脖頸并聯關節

有效

• 申請號: 201520388228.2
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN204772587U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 丁華鋒;張召;孫通帥;韓文劍
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于人形機器人和空間并聯機構技術領域，特別涉及一種柔性驅動的仿人脖頸并聯關節

背景技術

隨著科技的發展，人形機器人的研究和研制也日益完善，越來越逼真和自然化。人形機器人作為機器人家族中的重要組成部分，在人類社會生活方方面面中的應用日益增多，給我們的生活也帶來了多方面的便捷。人形機器人的研制是基于各種仿生關節的研究和設計的基礎上的，仿生關節種類的多樣性，以及控制方面和加工制造方面的簡易性，都給更為優化和智能化的仿人機器人的研究提供了可能和參考依據。可見，仿生關節的研究具有重要的科研價值和應用價值。

發明內容

本發明以仿生關節的制造和控制的便捷性為出發點，設計了一種柔性驅動的仿人脖頸并聯關節，其采用的技術方案如下：

動平臺、機架以及聯接上述兩者的中間支鏈及4個材質和結構完全相同的柔性支鏈；每個柔性支鏈的整體形狀為帶狀或圓柱狀，如鋼絲繩、鋼絲帶、魚線等，中間支鏈從動平臺到機架，依次由虎克鉸，復位彈簧串聯組成，虎克鉸的一端與動平臺的中心位置固聯，虎克鉸的另一端上加有復位彈簧后，同機架的中心位置以圓柱副的形式聯接；柔性支鏈B1的一端與動平臺固聯，其另一端穿過機架上的導向孔，固定到驅動電機的繞線盤上，繞線盤轉動可實現柔性支鏈B1的伸長和縮短；柔性支鏈B2、柔性支鏈B3、柔性支鏈B4的安裝方式完全同柔性支鏈B1，上述四個柔性支鏈在動平臺上的安裝位置點相對動平臺呈圓周均等分布，上述四個柔性支鏈在機架上的導向孔的位置在機架上呈圓周均等分布，任一對角上的兩柔性支鏈在空間中的扭向相同，該對角上的兩柔性支鏈在空間中的扭向與另一對角上兩柔性支鏈在空間中的扭向相反。

本發明具有如下優點：該關節中動力傳遞是通過柔性材料，如鋼絲繩、鋼絲帶、魚線等，加工生產方便，易于獲取，生產成本較低，同時，每一動力支鏈都由電機直接驅動，能量利用率高，結構緊湊。綜上，該關節可應用于人形機器人的脖頸關節上，具有較好的科研價值和實用性，市場前景較好。

附圖說明：

圖1為本實用新型整體結構示意圖；

圖2為中間支鏈B5結構示意圖；

圖3為電機位置示意圖；

具體實施方式：

如圖1，動平臺(1)、機架(6)以及聯接上述兩者的4個完全相同材質的柔性支鏈(B1、B2、B3、B4)及中間支鏈(B5)；每個柔性支鏈(B1、B2、B3、B4)的整體形狀為帶狀或圓柱狀，如鋼絲繩、鋼絲帶、魚線等，中間支鏈(B5)從動平臺(1)到機架(6)，依次由虎克鉸(U51)，復位彈簧(S52)串聯組成，虎克鉸(U51)的一端D1與動平臺(1)的中心位置固聯，虎克鉸(U51)的另一端上加有復位彈簧(S52)后，D2處同機架的中心位置以圓柱副的形式聯接；柔性支鏈(B1)的一端與動平臺固聯，其另一端穿過機架上的導向孔，固定到驅動電機的繞線盤上，繞線盤轉動可實現柔性支鏈(B1)的伸長和縮短；柔性支鏈(B2)、柔性支鏈(B3)、柔性支鏈(B4)的安裝方式完全同柔性支鏈(B1)，四個柔性支鏈(B1、B2、B3、B4)在動平臺(1)上的安裝位置點在動平臺上呈圓周均等分布，該四支鏈在機架上的導向孔的位置在機架上呈圓周均等分布，任一對角上的柔性支鏈(B1)的扭向與柔性支鏈(B3)在空間中的扭向相同，該扭向與另一對角上柔性支鏈(B2)在空間中的扭向相反，柔性支鏈(B2)在空間中的扭向與柔性支鏈(B4)在空間中的扭向相同。