[發明專利]一種抗沖擊的機器人上肢結構有效

申請號：	201910572760.2	申請日：	2019-06-28
公開（公告）號：	CN110281276B	公開（公告）日：	2020-08-28
發明（設計）人：	陳學超;丁文朋;余張國;蔡兆旸;黃強;孟立波	申請（專利權）人：	北京理工大學
主分類號：	B25J19/06	分類號：	B25J19/06;B25J18/00;B25J9/00
代理公司：	南京智造力知識產權代理有限公司 32382	代理人：	杜丹
地址：	100081 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種沖擊機器人上肢結構
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【說明書】：

本發明公開了一種抗沖擊的機器人上肢結構，包括相互連接的大臂和小臂，大臂上設有驅動系統，驅動系統包括驅動源和截面形狀為類菱形的異形驅動桿，驅動源包括相互連接的電機和諧波減速器，諧波減速器與異形驅動桿固連，異形驅動桿和小臂之間活動連接有彈性裝置、拉力限制連桿，彈性裝置、拉力限制連桿均與驅動源和肘關節的連線平行，驅動桿和小臂平行，從而整體構成平行四連桿機構。本發明的彈性裝置、拉力限制連桿可實現機器人在摔倒過程上肢進行剛柔切換，保護機器人不受損壞，提高其適應性。

技術領域

本發明涉及一種抗沖擊的機器人上肢結構。

背景技術

仿人機器人因其自由度多、重心高、支撐面積小、工作環境復雜等特點，在工作過程中極易發生摔倒。仿人機器人的上肢在摔倒過程中起著重要的保護作用，但目前仿人機器人上肢設計準則為輕量化和靈巧化，方便進行抓取等精確的控制操作，并不具備抗沖擊的能力，一旦發生摔倒等過載沖擊現象，可能會對仿人機器人的上肢造成損壞。因此，提高仿人機器人上肢的抗沖擊能力是一個亟待解決的問題。

現有技術涉及一種使用剛性手臂進行摔倒緩沖的方法，使用的手臂太過簡單，各個關節只能保持特定角度，無法進行控制，而且剛性手臂的緩沖效果差?，F有技術還涉及一種使用柔性手臂進行緩沖的方法，通過調節PID參數來使機器人手臂具有一定的柔性，但是這種方法得到的柔性并不足以完全吸收摔倒時的沖擊，而且這種主動的控制很難在極短的摔倒時間內做出反應。

目前大多數仿人機器人使用手臂進行緩沖時，只是單純的使用剛性手臂或者柔性手臂進行緩沖，剛性手臂緩沖效果不好，而柔性手臂不易控制。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明公開了一種剛柔切換的機器人上肢結構，使機器人在正常工作時保持剛性，容易控制；在摔倒時擁有柔性，對機器人機械結構和內部元件進行保護。

本發明是通過以下技術方案實現上述技術目的的。

一種抗沖擊的機器人上肢結構，包括相互連接的大臂和小臂，所述大臂上設有驅動系統，所述驅動系統包括驅動源和驅動桿，驅動桿和小臂之間活動連接有彈性裝置、拉力限制連桿，所述彈性裝置、拉力限制連桿均與驅動源和肘關節的連線平行，驅動桿和小臂平行，構成平行四連桿機構。

優選地，所述驅動桿為截面形狀是類菱形的異形驅動桿。

優選地，所述平行四連桿機構的減速比為1：1。

優選地，所述驅動源包括相互連接的電機和諧波減速器，所述諧波減速器與驅動桿固連。

優選地，所述彈性裝置為彈性連桿。

優選地，所述拉力限制連桿為拉力限制器。

本發明的有益效果為：

1.本發明的上肢結構可實現機器人手臂在正常工作狀態與摔倒保護狀態時的剛柔切換：在正常工作時保持剛性，易于控制；在摔倒保護時擁有柔性，保護機器人的機械結構和內部元件不受損壞，極大增強了機器人的環境適應能力。