[發明專利]一種可用于工業機器人的具有減振作用的雙自由度頸關節裝置

有效

• 申請號: 201711430702.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108098828B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 班書昊;李曉艷;譚鄒卿
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種可用于工業機器人的具有減振作用的雙自由度頸關節裝置，屬于工業機器人領域。它包括頭部連接件、采用圓柱鉸鏈裝設于頭部連接件上的旋轉主軸、軀干連接件，旋轉主軸的下端通過軸承裝設于軀干連接件上；步進電機在彈簧離合器的作用下可以分別驅動內嚙合齒輪A或錐齒輪B轉動，從而人實現了機器人的頭部扭轉和前后點頭功能；此外還設有扭轉彈簧B和扭轉彈簧A，可以吸收運動過程中多余的能量，從而更好的保護機器人的頭部結構本發明是一種單電機驅動雙自由度運動、能夠實現機器人頭部相對于機器人軀體扭轉運動、同時具有點頭功能、可以通過減振保護頭部的雙自由度頸關節裝置。

技術領域

本發明主要涉及工業機器人領域，特指一種可用于工業機器人的具有減振作用的雙自由度頸關節裝置。

背景技術

在工業機器人中，頸關節的設計對于機器人的頭部運動起著決定性的作用?，F有技術中均采用雙電機驅動頸關節的兩個運動自由度，這邊不僅增加頸關節的結構復雜性，而且增加電機的安裝成本。因此，需要設計一種結構更加簡單的雙自由度頸關節裝置。

發明內容

本發明需解決的技術問題是：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種單電機驅動雙自由度運動、能夠實現機器人頭部相對于機器人軀體扭轉運動、同時具有點頭功能、可以通過減振保護頭部的雙自由度頸關節裝置。

為了解決上述問題，本發明提出的解決方案為：一種可用于工業機器人的具有減振作用的雙自由度頸關節裝置，它包括頭部連接件、采用圓柱鉸鏈裝設于所述頭部連接件上的旋轉主軸、軀干連接件，所述旋轉主軸的下端通過軸承裝設于所述軀干連接件上。

所述旋轉主軸的上部垂直裝設有X向轉軸，所述X向轉軸的兩端分別裝設有與所述頭部連接件嚙合傳動的內嚙合齒輪B和內嚙合齒輪A，所述頭部連接件與所述旋轉主軸之間沿所述圓柱鉸鏈轉動方向裝設有扭轉彈簧A，所述X向轉軸可相對于所述旋轉主軸自由轉動。

所述旋轉主軸的中部裝設有平行于所述X向轉軸的平動轉軸，所述平動轉軸可相對于所述旋轉主軸平動和轉動；步進電機通過電機架固定裝設于所述軀干連接件上，且其輸出軸與所述平動轉軸的一端柔性滑動連接；所述柔性滑動連接是指所述平動轉軸可沿X向相對于所述步進電機的輸出軸運動而不影響其同步轉動特征。

所述旋轉主軸的下部裝設有錐齒輪B，所述錐齒輪B可與裝設在平動轉軸上的錐齒輪A嚙合傳動；所述內嚙合齒輪A可與裝設在平動轉軸上的主動齒輪相嚙合傳動；所述平動轉軸上裝設有能夠驅動所述平動轉軸發生X向小位移的彈簧離合器。

所述錐齒輪B與所述軀干連接件之間裝設于扭轉彈簧B。

所述彈簧離合器驅動所述平動轉軸向左運動時，所述錐齒輪A與所述錐齒輪B實現嚙合傳動，所述主動齒輪與所述內嚙合齒輪A解除嚙合；所述彈簧離合器驅動所述平動轉軸向右運動時，所述錐齒輪A與所述錐齒輪B解除嚙合，所述主動齒輪與所述內嚙合齒輪A實現嚙合傳動。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

(1)本發明的一種可用于工業機器人的具有減振作用的雙自由度頸關節裝置設有步進電機驅動，通過彈簧離合器分別驅動內嚙合齒輪A或錐齒輪B轉動，進而實現頭部連接件相對于軀干連接件的扭轉運動和繞X軸轉動，從而人實現了機器人的頭部扭轉和前后點頭功能。

(2)本發明的一種可用于工業機器人的具有減振作用的雙自由度頸關節裝置還設有分別針對頭部扭轉、前后點頭運動能量吸收的扭轉彈簧B和扭轉彈簧A，可以吸收運動過程中多余的能量，從而更好的保護機器人的頭部結構。由此可知，本發明結構簡單合理、具有減振功能、采用單電機驅動雙自由度運動、可以應用于工業機器人中的頸關節裝置。

附圖說明

圖1是本發明的一種可用于工業機器人的具有減振作用的雙自由度頸關節裝置的頭部扭轉原理示意圖。