[發明專利]一種具有扭轉柔性的機器人關節

在審

• 申請號: 202010414450.0
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111482984A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 史超
• 申請（專利權）人: 深圳國信泰富科技有限公司
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 吳軼淳

本發明公開了一種具有扭轉柔性的機器人關節，具備電機輸出軸以及輸出法蘭，還包括集成控制單元、無框力矩電機、多級減速結構、絕對值編碼器、和扭矩管；集成控制單元、無框力矩電機、多級減速結構、絕對值編碼器分別套設于電機輸出軸以及輸出法蘭上；扭矩管貫穿在電機輸出軸的內腔中；還包括安裝于無框力矩電機上的扭矩傳感器和溫度傳感器；集成控制單元與絕對值編碼器、扭矩傳感器和溫度傳感器信號連接，集成控制單元與絕對值編碼器、扭矩傳感器和溫度傳感器之間形成信號輸出閉環；集成控制單元控制多級減速結構。本發明的機器人關節能根據實時的情況做出最優的實時應對動作，可保護機器人關節免受較大的沖擊載荷。

技術領域

本發明涉及機器人的技術領域，尤其涉及一種具有扭轉柔性的機器人關節。

背景技術

近年來隨著機器人技術的發展，機器人在自動駕駛汽車的領域內取得了巨大的進步。受2011年福島第一核電災難的警醒，一些類似的競賽被提起。以加速機器人技術在應對自然和認為災難領域內的發展。

為了代替人類在對于人類而言危險的環境中執行復雜任務，需要設計與人類在尺寸和形狀上差不多、具有相似的工作空間的機器人。要求這些機器人既有強度也有靈活性，以有效地在這些環境中工作，同時他必須具備靜態穩定性而非動態穩定性以避免復雜控制的需求。雙足機器，例如典型的類人機器人，走動時必須平衡。如果機器人腳下地形不平坦或在移動，類人機器人有翻倒和摔倒的危險，那樣反而成為了問題而不是解決問題。

隨著自動化產業與智能機器人的日益發展，也為了解決危險環境中執行復雜任務的需求，市場對機器人關節和其操作系統性能的要求也越來越呈現出高綜合化、高標準化的趨勢，特別是需要一種機器人關節和相應的控制方法能滿足在精密操控、高輸出能量的前提下實現自主適應復雜任務、復雜環境、復雜操作對象，這要求機器人關節能根據實時的情況作出最優的實時應對動作，而這些性能要求是現有技術難以做到的。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種具有扭轉柔性的機器人關節，特別是能夠應用于機械臂或者機械腿的機器人關節。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種具有扭轉柔性的機器人關節，其中，包括：

具備電機輸出軸以及輸出法蘭，還包括集成控制單元、無框力矩電機、多級減速結構、絕對值編碼器、和扭矩管；

所述集成控制單元、所述無框力矩電機、所述多級減速結構、所述絕對值編碼器分別套設于所述電機輸出軸以及所述輸出法蘭上；所述扭矩管貫穿在所述電機輸出軸的內腔中；

還包括安裝于所述無框力矩電機上的扭矩傳感器和溫度傳感器；

所述集成控制單元與所述絕對值編碼器、所述扭矩傳感器和所述溫度傳感器信號連接，所述集成控制單元與所述絕對值編碼器、所述扭矩傳感器和所述溫度傳感器之間形成信號輸出閉環；所述集成控制單元控制所述多級減速結構。

上述的具有扭轉柔性的機器人關節，其中，所述多級減速結構包括：精密諧波減速機、摩擦式制動器、剎車片、以及扭矩限制離合器。

上述的具有扭轉柔性的機器人關節，其中，還包括：促動器，所述集成控制單元控制所述促動器。

上述的具有扭轉柔性的機器人關節，其中，當所述集成控制單元未接收到任何指令時，所述剎車片保持抱死狀態。

上述的具有扭轉柔性的機器人關節，其中，當所述集成控制單元接收來自外部軟件的操作信號時，所述剎車片解除抱死狀態，所述無框力矩電機實現對應信號的動作。