[發明專利]一種基于串聯彈性驅動器腕關節的七自由度機械臂

在審

• 申請號: 201811325584.4
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN111152200A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 陳文林;郝麗娜;金博文;趙長盛;朱劍鋒
• 申請（專利權）人: 沈陽東聯智慧科技有限公司;東北大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J19/00
• 代理公司: 沈陽權之道知識產權代理有限公司 21240
• 代理人: 張紅玉;羅宇彥

本發明公開了一種基于串聯彈性驅動器腕關節的七自由度機械臂，包括彈性驅動模塊，所述彈性驅動模塊的驅動軸連接有諧波減速器，所述諧波減速器的末端設有連接部件，所述諧波減速器通過所述連接部件連接交流伺服電機，所述交流伺服電機的傳動部分連接有串聯驅動關節部件，所述串聯驅動關節部件的數量為3，機械臂既要實現較好的柔順性能，又要保持機械臂的穩定性。傳統的剛性驅動器不具備良好的柔順性，無法保證人機交互的安全性，因此需要一種新的驅動方式實現關節驅動；針對傳統剛性機械臂柔順性不足及六維力傳感器價格昂貴使用不廣泛的缺點，提出一種基于串聯彈性驅動器腕關節的七自由度機械臂。

技術領域

本發明應用于工業領域，具體為一種基于串聯彈性驅動器腕關節的七自由度機械臂。

背景技術

柔順機械臂是一種模仿人類手臂功能的末端具有柔順輸出效果的機械臂，能夠提高人機交互的安全性，在服務機器人，醫療機器人甚至需要人機合作的工業機器人領域受到越來越多的關注。在柔順機械臂領域，美國的研究比較先進和成熟，已被食品與藥品管理局批準上市的用于醫療器械領域的仿生機械臂Luke臂，代表了目前該領域的最高水平，大小與人體手臂相當，可以完成撿起葡萄和硬幣等非常復雜和精細的動作；麻省理工學院研制的機器人平臺Meka，其12自由度的機械臂采用了串聯彈性驅動器，可以實現很好的柔順性仿人特性。國內對于柔順機械臂和串聯彈性驅動器的研究都處于起步階段，大多是將串聯彈性驅動器應用在三自由度機械臂或行走機器人上，用作抗沖擊彈性關節，傳統機械臂的交互性及柔順性存在一些不足。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于串聯彈性驅動器腕關節的七自由度機械臂，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于串聯彈性驅動器腕關節的七自由度機械臂，包括彈性驅動模塊，所述彈性驅動模塊的驅動軸連接有諧波減速器，所述諧波減速器的末端設有連接部件，所述諧波減速器通過所述連接部件連接交流伺服電機，所述交流伺服電機的傳動部分連接有串聯驅動關節部件，所述串聯驅動關節部件的數量為3。

優選的，所述彈性驅動模塊包括外輪，所述外輪的內壁設有固定塊，所述固定塊的側壁設置有減震裝置的一端，所述減震裝置的內部設有限位柱，所述外輪的內腔設有輪輻，所述輪輻上連接有所述減震裝置的另一端，所述輪輻的內腔設有輪芯。

優選的，所述減震裝置能夠為彈簧、阻尼等有減震功能的零件。

優選的，所述串聯驅動關節部件包括第一關節，所述第一關節連接有肘關節，所述肘關節上連接有串聯彈性驅動器，所述串聯彈性驅動器的末端設有第二關節。

優選的，所述連接部件能夠是法蘭盤、內外螺紋連接等。

優選的，所述串聯驅動關節部件能夠在整個機械手臂上進行拆卸和組合。

優選的，所述交流伺服電機的外部設有加固框架。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：機械臂既要實現較好的柔順性能，又要保持機械臂的穩定性。傳統的剛性驅動器不具備良好的柔順性，無法保證人機交互的安全性，因此需要一種新的驅動方式實現關節驅動；針對傳統剛性機械臂柔順性不足及六維力傳感器價格昂貴使用不廣泛的缺點，提出一種基于串聯彈性驅動器腕關節的七自由度機械臂。

附圖說明

圖1為本發明的結構圖；

圖2為本發明的局部的結構圖。

圖中：彈性驅動模塊1、外輪11、輪輻12、輪芯13、減震裝置14、限位柱15、固定塊16、諧波減速器2、連接部件3、交流伺服電機4、串聯驅動關節部件5、第一關節51、肘關節52、串聯彈性驅動器53、第二關節54。

具體實施方式