[發明專利]一種能夠前后屈伸的具有點頭功能的柔性頸關節機構

有效

• 申請號: 201711430739.6
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108098829B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 班書昊;李曉艷;何云松
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種能夠前后屈伸的具有點頭功能的柔性頸關節機構，屬于柔性機器人領域。它包括連接件A、連接件B、和柔性頸關節主體；柔性頸關節主體包括采用磁性吸附裝設于連接件A上的升降桿，與升降桿下端固定相連的伸縮關節內芯，以及固定裝設于連接件B上的伸縮關節外殼；伸縮關節內芯為彎曲成度圓弧形曲線性質的等截面圓管，伸縮關節內芯裝設于伸縮關節外殼的內部，且二者可以無相對轉動的自由滑動。本發明是一種可用于柔性機器人中、能夠通過頸部伸長實現點頭功能、左右擺動時無固定中心的雙自由度柔性頸關節機構。

技術領域

本發明主要涉及柔性機器人領域，特指一種能夠前后屈伸的具有點頭功能的柔性頸關節機構。

背景技術

頸關節機構在機器人的設計中具有十分重要的地位，現有技術中的頸關節剛性太大，即相對運動的兩個部件具有共同的轉動中心，這種頸關節顯然無法適用于柔性機器人的結構中。因此，設計一種具有兩個運動自由度的柔性頸關節具有普遍的應用價值。

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，本發明提供一種可用于柔性機器人中、能夠通過頸部伸長實現點頭功能、左右擺動時具有獨立轉動中心的雙自由度柔性頸關節機構。

為了解決上述問題，本發明提出的解決方案為：一種能夠前后屈伸的具有點頭功能的柔性頸關節機構，它包括連接件A、連接件B、和柔性頸關節主體。

所述柔性頸關節主體包括：

采用磁性吸附裝設于所述連接件A上的升降桿，所述升降桿的上端設有一個非金屬球頭，所述非金屬球頭與所述連接件A之間設有厚度為3-5mm的彈性墊層；

所述升降桿下端固定相連的伸縮關節內芯，所述伸縮關節內芯為彎曲成度圓弧形曲線性質的等截面圓管，所述連接件A與所述伸縮關節內芯之間對稱裝設有拉伸彈簧A與拉伸彈簧B；

固定裝設于所述連接件B上的伸縮關節外殼，所述伸縮關節內芯裝設于所述伸縮關節外殼的內部，且二者可以無相對轉動的自由滑動；電動鎖緊彈簧裝設于所述伸縮關節外殼的內部，其一端與所述伸縮關節內芯的下端相連，其另一端固定裝設于所述連接件B上。

進一步地，所述拉伸彈簧A與所述拉伸彈簧B為金屬材質彈簧，且二者始終處于拉伸受力狀態。

進一步地，所述電動鎖緊彈簧始終處于拉伸受力狀態，但通電能夠產生巨大的排斥力，推動所述伸縮關節內芯相對于所述伸縮關節外殼向上運動。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

(1)本發明的一種能夠前后屈伸的具有點頭功能的柔性頸關節機構設有拉伸彈簧A和拉伸彈簧B，升降桿與連接件A磁性吸附方式裝設，可以壓縮彈性墊層，從而使得連接件A與連接件B相對轉動時可以發生轉動中心的錯動，從而增加了關節的柔性。

(2)本發明的一種能夠前后屈伸的具有點頭功能的柔性頸關節機構還設有可以相對滑動的伸縮關節內芯與伸縮關節外殼，通過電動鎖緊彈簧控制二者的相對運動，從而實現連接件A發生45度的曲線形式平動，改變連接件A與連接件B的相對角度，進而實現點頭功能。由此可知，本發明的頸關節機構結構簡單合理、能夠是頸部發生一定的伸長、具有相當的柔性和隔振性能，可以應用到柔性機器人的頭部與機器人軀體之間。

附圖說明

圖1是本發明的一種能夠前后屈伸的具有點頭功能的柔性頸關節機構的結構原理示意圖。

圖中，1—連接件A；2—連接件B；31—伸縮關節外殼；32—伸縮關節內芯；4—電動鎖緊彈簧；51—拉伸彈簧A；52—拉伸彈簧B；6—升降桿；60—球頭；7—彈性墊層。

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。