[發明專利]閉環控制雙軸驅動器

在審

• 申請號: 201610679220.0
• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN107756446A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 蘇茂
• 申請（專利權）人: 蘇茂
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于救援機器人的手腕關節，可雙軸輸出同向扭矩，并能將輸出軸轉動位置反饋給控制系統的裝置。

背景技術

由于科學技術的發展，救援機器人逐漸在越來越大的范圍內被使用，從20世紀90年代起，國際先進機器人計劃(IARP)已召開過多屆機器人研討會，在發達國家已經出現救援機器人市場化產品。目前，先進救援機器人技術在搶險、救災、反恐等方面得到了廣泛的應用。救援機器人在戰場救援方面也有著良好的應用前景，受到外軍的廣泛重視。根據五角大樓公布的最新數據，美軍在伊拉克戰場已陣亡4200多人，受傷人數則超過31000人，大量傷員都是醫護兵冒著極大危險從戰地上救回的。然而，由于醫護兵的重要性及顯眼的紅十字標志，在戰場上來回穿梭的他們同樣會成為敵方的目標。根據以往戰場經驗，如果士兵能夠在受傷后一個小時內獲得治療，將大大提高士兵的幸存機率。可是在戰場上，救護兵攜帶的醫療器材相當有限，而救援機器人可以完成臨時救護任務，為病人多爭取寶貴的搶救時間。人類醫生可以通過衛星遠程控制這些機器人，它能夠在官兵受傷的幾分鐘之內迅速穩定傷勢，并在撤離時給予傷員內科或外科護理。美國國防部高等研究計劃局(DARPA)為美國陸軍未來戰場傷病員救援和醫療設計了高度集成化、機器人化和智能化的醫療系統。救援機器人技術是集醫學、生物力學、機械學、機械力學、材料學、計算機圖形學、計算機視覺、數學分析、機器人等諸多學科為一體的新型交叉研究領域，具有重要的研究價值，在軍用和民用上有著廣泛的應用前景，是目前機器人領域的一個研究熱點。此類機器人通過遠程遙控制導，從而確保穿越復雜地形，將傷員及時運送到后方醫院，它的出現，將顯著降低戰地醫護人員的傷亡概率。除了戰地救護外，這種機器人還能用于很多場合，特別是在發生地震、核生化襲擊或有害物質泄露的危險環境中，救援機器人都可以憑借非凡的載重能力與韌性一展拳腳。

發明內容

本發明的目的是針對現有的救援機器人系統復雜、結構臃腫、價格昂貴、維護困難等缺點，對救援機器人的各個關節驅動裝置做了全新的設計，將關節檢測機構和驅動機構集成于一體，簡化了系統結構，并加入了離合裝置，當系統有力矩輸出信號時，電機轉動，離合裝置連接電機與減速齒輪組，電機通過減速齒輪組驅動指定的關節，對該關節的運動施加力的作用，當系統沒有力矩輸出信號時，電機停止轉動，離合裝置斷開電機與減速齒輪組的連接，減少和降低了關節運動的阻力，使關節的運動更加順暢。本發明是用于救援機器人的關節檢測及驅動的設備，由外殼、電機、離合裝置、電位器、齒輪、傳動軸組成，電機與離合裝置連接，離合裝置通過減速齒輪組的配合驅動傳動軸，傳動軸通過另一組齒輪驅動電位器，外殼對傳動部件提供支撐和保護作用。本發明使救援機器人運動關節部位能保持最大程度的靈活，該裝置成本低，使用簡單，維護容易。

附圖說明

圖1是本發明的內部示意圖。

圖2是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，所述閉環控制雙軸驅動器，包括頂蓋1，輸出軸A、B，齒輪2、3、8，減速齒輪組4、5，電位器7，基座9，電機10和底蓋11。所述輸出軸A與齒輪2固接，所述輸出軸A與齒輪2的轉動軸心重合，所述齒輪2與第一電位器7的轉動軸固接，所述齒輪2的軸心與第一電位器7的軸心重合，所述第一電位器7固定于基座9的孔座C內，所述輸出軸B與齒輪3固接，所述輸出軸B與齒輪3的轉動軸心重合，所述齒輪3與第二電位器7的轉動軸固接，所述齒輪3的軸心與第二電位器7的軸心重合，所述第二電位器7固定于基座9的孔座D內，所述電機10固定于基座9內，所述電機10的轉動軸透過孔E與齒輪8固接，所述齒輪8與減速齒輪組4、5嚙合，所述減速齒輪組4與齒輪2嚙合，所述減速齒輪組5與齒輪3嚙合，所述頂蓋1和基座9配合固定輸出軸A、B及齒輪組4、5，所述基座9與底蓋11配合固定電機10。動作實施過程：控制系統給出驅動信號，電機10通過嚙合的齒輪驅動輸出軸A、B轉動，第一電位器7跟隨輸出軸A轉動，與電機10配合形成閉環控制，使得輸出軸A轉動到達控制系統給定的位置，并保持在該位置不動，直到控制系統給出下一個位置的信號，第二電位器7跟隨輸出軸B轉動，檢測輸出軸B轉動的位置并實時反饋給控制系統，輸出軸A和輸出軸B聯動，使得控制系統與輸出軸A、B之間形成閉環控制。

作為本發明的另一實例，也可以用其他傳感器代替電位器，同樣可以起到檢測輸出軸轉動位置的目的，實現本發明的目的。

在不使本發明的原理受到損害的情況下，上述構成的細節和具體實施方式僅僅是當做例子和圖示的東西，它可以不脫離本發明的范圍而廣泛改變，這些均屬于本發明的保護之內。