[實用新型]一種欠驅動彈復性機器人模塊

有效

• 申請號: 201720696115.8
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN206952989U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 黃金燦;劉俊凱;章文俊;劉長利;張壇
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 譚磊

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域，涉及一種欠驅動彈復性機器人模塊。

背景技術

彈復性是指系統部分受損后仍能恢復其原功能的特性，具有彈復性的機器人則被稱作彈復性機器人。彈復性與自重構、自愈、自修復等概念相似。所不同的是，自重構機器人側重于改變機器人自身的拓撲結構以適應多樣化的任務；自愈機器人側重的是用化學方法修復自身；自修復機器人側重的是修復受損部件，并在修復過程中借用系統外部的資源。而彈復性機器人能在系統部分受損后恢復其原功能，自重構只是其中的一種修復手段，修復過程中不使用外部資源。

現有的自重構機器人幾乎都是全驅動機器人，全驅動有利于機器人的控制，但也增加了機器人結構的復雜性，使得機器人冗余度過大。在實際的機器人運動過程中，有些運動是可以使用被動關節的，比如說人形機器人在落腿的過程中，實際上不需要主動驅動，利用重力驅動即可，這時腿部的關節就可以使用被動關節。在機器人中使用被動關節有利于降低機器人的結構復雜性，降低能耗。

在各種自重構機器人的接頭設計中，除Catoms等少數機器人將接頭同時作為對接機構和驅動機構外，幾乎所有機器人的接頭都只起到對接的作用。將接頭同時作為對接機構和驅動機構有利于減少機器人驅動器的數量，簡化機器人的結構。

授權公告號為CN102416626B的專利公開了一種模塊化自重構機器人的單元模塊，設有前臂、后臂以及位于前、后臂之間的中框，中框與前、后臂之間分別為傳動連接，前、后臂均包括外框、內框，內框置于外框內，內框兩側壁與對應的外框兩側壁鉸支點連接，構成兩個俯仰關節，內框設有電機，電機輸出軸通過齒輪與中框的齒輪嚙合傳動，構成兩個軸向旋轉關節，中框內設有電機，電機輸出軸通過齒輪與設置的中心軸上的齒輪嚙合傳動，中心軸兩端伸出中框并設有固定盤，構成縱向旋轉關節。與上述專利公開的技術方案相比，本實用新型具有以下不同與優勢：1)本實用新型單元模塊結構簡單，極大減輕了整個模塊重量；2)本實用新型單元模塊可以實現欠驅動，可以實現主動模塊和被動模塊之間的切換，同時可以節省能量；3)本實用新型單元模塊采用鎖扣式對接接頭，組裝對接方便快捷。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種能顯著簡化機械結構，并可以實現模塊全驅動與欠驅動自由轉換的欠驅動彈復性機器人模塊。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種欠驅動彈復性機器人模塊，該機器人模塊包括主殼體、分別設置在主殼體左、右兩端的第一對接單元及第二對接單元、設置在主殼體中并分別與第一對接單元、第二對接單元傳動連接的第一驅動單元、第二驅動單元，所述的第一對接單元的安裝面與第二對接單元的安裝面互相垂直。

所述的第一對接單元包括設置在主殼體背面的第一陰極接頭、設置在主殼體底面的第一陽極接頭；

所述的第二對接單元包括設置在主殼體頂面的第二陰極接頭、設置在主殼體正面的第二陽極接頭；

所述的第一陰極接頭的安裝面與第二陰極接頭的安裝面互相垂直，所述的第一陽極接頭的安裝面與第二陽極接頭的安裝面互相垂直。

所述的第一陰極接頭開設有第一鎖孔，該第一鎖孔中設有第一彈性墊片以及用于限制第一彈性墊片軸向移動的第一柔性彈性元件；

所述的第二陰極接頭開設有第二鎖孔，該第二鎖孔中設有第二彈性墊片以及用于限制第二彈性墊片軸向移動的第二柔性彈性元件。

所述的第一鎖孔中設有用于安裝第一柔性彈性元件的第一卡槽，所述的第一柔性彈性元件纏繞固定在第一卡槽中，為第一彈性墊片提供軸向力；

所述的第二鎖孔中設有用于安裝第二柔性彈性元件的第二卡槽，所述的第二柔性彈性元件纏繞固定在第二卡槽中，為第二彈性墊片提供軸向力，可有效防止陽極接頭松動脫落。

所述的第一柔性彈性元件與第二柔性彈性元件為橡皮筋。

所述的第一陰極接頭由外向內依次分為第一自由轉動層、第一鎖緊層及第一過渡層；

所述的第二陰極接頭由外向內依次分為第二自由轉動層、第二鎖緊層及第二過渡層。

所述的第一陽極接頭、第二陽極接頭均為圓柱形接頭，并且第一陽極接頭、第二陽極接頭上均設有一對向外凸起的定位耳。

所述的主殼體上與第一陰極接頭、第二陰極接頭相連接的位置處開設有與圓柱形接頭及定位耳相適配的鏤空對接槽。