[實(shí)用新型]關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)、多臂裝置和機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721355717.3
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN207509221U
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉民;黃天祥
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東奧馬迪機(jī)器人有限公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J9/14
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯(lián)

本實(shí)用新型提供了一種關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)(100)，包括：具有樞軸(41)的基座(4)；搖臂(1)，所述搖臂的第一端(11)安裝在所述樞軸上；安裝在所述樞軸上并用于接受來自驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)力的第一驅(qū)動(dòng)件(2)和第二驅(qū)動(dòng)件(3)，所述第一驅(qū)動(dòng)件和第二驅(qū)動(dòng)件分別通過磁流變液與所述搖臂相互作用；以及第一電磁組件(22)和第二電磁組件(32)，所述第一電磁組件和第二電磁組件構(gòu)造成能夠使磁流變液產(chǎn)生應(yīng)變，由此所述第一驅(qū)動(dòng)件和第二驅(qū)動(dòng)件能夠選擇性地驅(qū)動(dòng)所述搖臂分別沿第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)，其中，所述第一方向與所述第二方向相反。實(shí)用新型還提供了包含這種關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的多臂裝置(200)和機(jī)器人。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，尤其是一種用于機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型還涉及包含這種關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的多臂裝置，以及包含這種關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)或多臂裝置的機(jī)器人。

背景技術(shù)

機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。其中，關(guān)節(jié)型機(jī)器人以其工作范圍大、動(dòng)作靈活、結(jié)構(gòu)緊湊等諸多優(yōu)點(diǎn)而尤令人關(guān)注。機(jī)器人的關(guān)節(jié)通常包括可以旋轉(zhuǎn)的搖臂，以及用于驅(qū)動(dòng)搖臂旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

在現(xiàn)有的關(guān)節(jié)型機(jī)器人中，機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)都是用電機(jī)(例如步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)、液壓伺服電機(jī)等)來直接驅(qū)動(dòng)。然而，由于電機(jī)自身的特性，這種設(shè)計(jì)會導(dǎo)致機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)的搖臂動(dòng)作慣量大，難以實(shí)現(xiàn)高速的往復(fù)擺動(dòng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在提供一種關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其能夠利用磁流變液來實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的快速的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化。本實(shí)用新型還希望提供一種用于控制該關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的方法，包含這種關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的多臂裝置，以及包含這種關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)或多臂裝置的機(jī)器人。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，其包括：具有樞軸的基座；搖臂，所述搖臂的第一端安裝在所述樞軸上；安裝在所述樞軸上并用于接受來自驅(qū)動(dòng)源的動(dòng)力的第一驅(qū)動(dòng)件和第二驅(qū)動(dòng)件，所述第一驅(qū)動(dòng)件和第二驅(qū)動(dòng)件分別通過磁流變液與所述搖臂相互作用；以及第一電磁組件和第二電磁組件，所述第一電磁組件和第二電磁組件構(gòu)造成能夠使磁流變液產(chǎn)生應(yīng)變，由此所述第一驅(qū)動(dòng)件和第二驅(qū)動(dòng)件能夠選擇性地驅(qū)動(dòng)所述搖臂分別沿第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)，其中，所述第一方向與所述第二方向相反。

磁流變液是將微米尺寸的磁極化顆粒分散于非磁性液體(礦物油、硅油等)中形成的懸浮液。在零磁場情況下，磁流變液表現(xiàn)為流動(dòng)性能良好的液體，其表觀粘度很小。然而在強(qiáng)磁場作用下，磁流變液的表觀粘度可在短時(shí)間(毫秒級)內(nèi)增加兩個(gè)數(shù)量級以上，并呈現(xiàn)類固體特性。而且，這種變化是連續(xù)的、可逆的，即，去掉磁場后磁流變液又恢復(fù)到原來的狀態(tài)。由于磁流變液在磁場作用下的流變是瞬間的、可逆的，而且其流變后的剪切屈服強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度具有穩(wěn)定的對應(yīng)關(guān)系，因此磁流變液是一種用途廣泛、性能優(yōu)良的智能材料。磁流變液隨著磁場強(qiáng)度的變化而產(chǎn)生粘度變化的過程通常稱為磁流變液的應(yīng)變。

根據(jù)本實(shí)用新型，在關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)、尤其是用于機(jī)器人的關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)件通過磁流變液與搖臂相互作用(即，形成驅(qū)動(dòng)連接關(guān)系)，并利用電磁組件所產(chǎn)生的磁場來使磁流變液產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng)電磁組件不產(chǎn)生磁場時(shí)，磁流變液表現(xiàn)為流動(dòng)性能良好的液體，在這種情況下，驅(qū)動(dòng)件與搖臂之間不形成驅(qū)動(dòng)連接。也就是說，驅(qū)動(dòng)件無法驅(qū)動(dòng)搖臂旋轉(zhuǎn)。而當(dāng)電磁組件產(chǎn)生磁場時(shí)，磁流變液發(fā)生應(yīng)變而表現(xiàn)為類固體，在這種情況下，驅(qū)動(dòng)件與搖臂之間就形成了驅(qū)動(dòng)連接。也就是說，驅(qū)動(dòng)件能夠驅(qū)動(dòng)搖臂旋轉(zhuǎn)。由于電磁組件的通斷可以在很短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，而磁流變液的響應(yīng)時(shí)間也非常快，因此就可以在很短時(shí)間內(nèi)使得驅(qū)動(dòng)件與搖臂形成驅(qū)動(dòng)連接或斷開驅(qū)動(dòng)連接。因此，通過布置兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向不同的驅(qū)動(dòng)件并根據(jù)需要來使一個(gè)或兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件與搖臂形成或不形成驅(qū)動(dòng)連接關(guān)系，就能夠使搖臂進(jìn)行所需的各種運(yùn)動(dòng)，以及實(shí)現(xiàn)快速的轉(zhuǎn)向。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一驅(qū)動(dòng)件和第二驅(qū)動(dòng)件分別與所述搖臂共同限定了密閉的第一液腔和第二液腔，在所述第一液腔和第二液腔內(nèi)均填充有磁流變液。