[發(fā)明專利]可變力矩輸出裝置和機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011437303.1
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112643710B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳澤添;黃品高;韋俊杰;于文龍;王輝;高超
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市潤誼泰益科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J19/00;H02K7/00;H02K7/10
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強

一種可變力矩輸出裝置和機器人，可變力矩輸出裝置包括外殼組件、輸出軸、圓柱凸輪和彈性件，輸出軸穿設(shè)于外殼組件并與外殼組件轉(zhuǎn)動連接，圓柱凸輪套設(shè)在輸出軸上，且圓柱凸輪與輸出軸周向固定，彈性件的一端與外殼組件連接，彈性件的另一端與圓柱凸輪滑動連接；當(dāng)輸出軸帶動圓柱凸輪轉(zhuǎn)動時，彈性件相對圓柱凸輪移動，彈性件的彈性勢能發(fā)生周期性變化，以使輸出軸的輸出力矩在彈性件的彈性勢能增大時減小，在彈性件的彈性勢能減少時增大。通過設(shè)置圓柱凸輪和彈性件，圓柱凸輪與輸出軸周向固定，在輸出軸帶動圓柱凸輪轉(zhuǎn)動的過程中，彈性件沿著圓柱凸輪的定制輪廓移動并發(fā)生周期性的形變，從而使得輸出軸在不同角度的位置分別能精確輸出所需的力矩。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機械工業(yè)領(lǐng)域，尤其涉及一種可變力矩輸出裝置和具有該可變力矩輸出裝置的機器人。

背景技術(shù)

現(xiàn)有電機最優(yōu)工況下輸出扭矩會有一個最優(yōu)值，特定細分下，經(jīng)過減速器或電機直接輸出軸一周范圍內(nèi)其扭矩是不變的。有些場合比如機器人關(guān)節(jié)等有自身重力的影響，對電機的輸出力矩在每個角度的要求是不一樣的，即輸出端連接的構(gòu)件的受力情況會隨旋轉(zhuǎn)角度的變化而變化。如果每個角度都按照最大力矩來算，會造成能量冗余，不僅能耗高，同時整體重量會增加。

現(xiàn)有技術(shù)采用的基本都是直接通過彈簧蓄能，其力矩變化單一線性，只能夠解決部分重力補償，不能滿足在特定角度下的精確力矩輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可變力矩輸出裝置，能夠在不同角度的位置分別能精確輸出所需的力矩。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種可變力矩輸出裝置，可變力矩輸出裝置包括外殼組件、輸出軸、圓柱凸輪和彈性件，所述輸出軸穿設(shè)于所述外殼組件并與所述外殼組件轉(zhuǎn)動連接，所述圓柱凸輪套設(shè)在所述輸出軸上，且所述圓柱凸輪與所述輸出軸周向固定，所述彈性件的一端與所述外殼組件連接，所述彈性件的另一端與所述圓柱凸輪滑動連接；當(dāng)所述輸出軸帶動所述圓柱凸輪轉(zhuǎn)動時，所述彈性件相對所述圓柱凸輪移動，所述彈性件的彈性勢能發(fā)生周期性變化，以使所述輸出軸的輸出力矩在所述彈性件的彈性勢能增大時減小，在所述彈性件的彈性勢能減少時增大。

一種實施方式中，所述圓柱凸輪包括第一端面，所述第一端面具有預(yù)設(shè)的輪廓部，所述輪廓部呈凹凸不平的結(jié)構(gòu)，所述彈性件沿所述輪廓部相對所述圓柱凸輪移動。

一種實施方式中，所述輪廓部包括曲線輪廓和/或曲線凹槽。

一種實施方式中，所述彈性件包括依次連接的第一連接部、固定部和第二連接部，所述第一連接部遠離所述固定部的一端與所述第一端面連接，所述固定部與所述外殼組件轉(zhuǎn)動連接，所述第二連接部與所述外殼組件抵接。

一種實施方式中，所述外殼組件包括外殼本體和固定件，所述固定件與所述外殼本體連接，所述固定部繞設(shè)在所述固定件的外周并與所述固定件轉(zhuǎn)動連接。

一種實施方式中，所述外殼組件還包括調(diào)節(jié)件，所述調(diào)節(jié)件與所述外殼本體連接，所述調(diào)節(jié)件位于所述第二連接部背向所述第一連接部的一側(cè)，并與所述第二連接部抵接，所述調(diào)節(jié)件用于調(diào)節(jié)所述第二連接部與所述第一端面的距離。

一種實施方式中，所述外殼本體朝向所述第一端面的表面開設(shè)有安裝槽，所述彈性件的固定部和第二連接部均容置于所述安裝槽，所述安裝槽的側(cè)壁開設(shè)有第一通孔，所述固定件容置于所述第一通孔，所述固定件的至少部分位于所述安裝槽內(nèi)。

一種實施方式中，所述可變力矩輸出裝置還包括滾動件，所述滾動件與所述彈性件連接，且所述滾動件與所述第一端面滾動抵持。

一種實施方式中，所述可變力矩輸出裝置還包括電機本體，所述電機本體與所述輸出軸連接，所述電機本體用于驅(qū)動所述輸出軸轉(zhuǎn)動，所述第一端面為所述圓柱凸輪背向所述電機本體的表面。