[發(fā)明專利]一種緊湊牢固的多自由度仿生關(guān)節(jié)及其制造方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010763862.5 | 申請日： | 2020-08-01 |
| 公開（公告）號： | CN111872973A | 公開（公告）日： | 2020-11-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 蔡世勛 | 申請（專利權(quán)）人： | 蔡世勛 |
| 主分類號： | B25J17/00 | 分類號： | B25J17/00;B25J9/10 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 030013 山西省太原市*** | 國省代碼： | 山西;14 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 緊湊 牢固 自由度 仿生 關(guān)節(jié) 及其 制造 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種緊湊牢固的多自由度仿生關(guān)節(jié)，包括第一關(guān)節(jié)件、第二關(guān)節(jié)件、X向連接纖維和Y向連接纖維；所述第一關(guān)節(jié)件端部為第一曲面，所述第二關(guān)節(jié)件端部為與所述第一曲面相適配的第二曲面.本發(fā)明的有益效果在于，首先，本發(fā)明的緊湊牢固的單自由度仿生關(guān)節(jié)具有關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、強度大等優(yōu)點，且抗沖擊性能高，降低了彎曲關(guān)節(jié)時連接件的應(yīng)力；其次，本發(fā)明的緊湊牢固的單自由度仿生關(guān)節(jié)在受力情況下間隙小、運動精度高，同時整個仿生關(guān)節(jié)便于采用自動化流程制造，提高了制造效率，降低了制造成本。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種緊湊牢固的多自由度仿生關(guān)節(jié)及其制造方法。
背景技術(shù)
關(guān)節(jié)是機械結(jié)構(gòu)中常見的部件，它的基本功能有：承受徑向力與切向力，包括承受拉力、壓力與扭轉(zhuǎn)力；限制機械運動的自由度，即限制運動的方向和范圍。
現(xiàn)有的軸套式關(guān)節(jié)采用剛性軸與軸套作為設(shè)計方案，關(guān)節(jié)穩(wěn)定性好，運動精度高。例如：
專利權(quán)人DISNEY ENTERPRISES,INC.的發(fā)明ROBOT HAND WITH HUMAN-LIKEFINGERS(US20100259057A1)；
專利權(quán)人GM Global Technology Operations LLC的發(fā)明“robotic thumbassembly”(US8424941)；
專利權(quán)人SQUSE Inc.的發(fā)明finger mechanism，robot hand and robot handcontrolling method(US10286561B2)；
專利權(quán)人哈爾濱工業(yè)大學(xué)的發(fā)明“機器人靈巧手的手指關(guān)節(jié)”(CN101100063A)；
現(xiàn)有的機械關(guān)節(jié)缺點：
第一，軸和軸套同時承受壓力和拉力，為保證結(jié)構(gòu)強度，關(guān)節(jié)體積大、制造成本高。
第二，包含多關(guān)節(jié)的機械結(jié)構(gòu)，例如在機器人手、肩、髖關(guān)節(jié)中，關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)本身占用了過多空間，在關(guān)節(jié)處布置連桿和傳感器等附屬部件時，空間利用率低、零件安置困難。
第三，關(guān)節(jié)使用硬質(zhì)材料制造，在遭受外力沖擊時局部載荷大，容易造成材料疲勞、變形，進(jìn)而引起部件的失效。
現(xiàn)有的仿生關(guān)節(jié)試圖解決上述問題，采用關(guān)節(jié)曲面和連接件的設(shè)計方式。例如：
專利權(quán)人上海大學(xué)發(fā)明的“一種人工關(guān)節(jié)”(CN2565426Y)
專利權(quán)人趙德政發(fā)明的“一種封閉潤滑的仿生關(guān)節(jié)裝置”(CN102152315B)、(US20150127114A1)
專利權(quán)人哈爾濱工程大學(xué)發(fā)明的“一種多自由度仿生關(guān)節(jié)”(CN204546555U)
論文Design of a Highly Biomimetic Anthropomorphic Robotic Handtowards Artificial Limb Regeneration
論文A Compliant Biomimetic Artificial Finger for AnthropomorphicRobotic Hands via 3D Rapid Prototyping
以及韓國IRIM Lab的FLLEX Hand仿生機械手
現(xiàn)有仿生關(guān)節(jié)缺點：
第一，有的采用深球窩方案，導(dǎo)致球頭桿與球窩邊沿干涉，關(guān)節(jié)運動范圍受限；還有的采用淺球窩方案，連接件的形狀有套筒形或薄片形，關(guān)節(jié)不穩(wěn)固，抗拉能力弱，關(guān)節(jié)頭位移較大，容易脫出關(guān)節(jié)窩。
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