[發明專利]一種基于超磁致伸縮材料的機器人關節結構

在審

• 申請號: 202110233318.4
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112838785A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 甘鑫;劉旭輝;姚行艷;成玫;付澤民;儀修琛;蒲美玲;王智深
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學;上海緣赫機電科技有限公司;丁錦（上海）智能科技有限公司
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;H02N2/10;H02N2/12;H02N2/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明涉及一種基于超磁致伸縮材料的機器人關節結構，包括關節一、關節二和超磁致伸縮驅動器，所述超磁致伸縮驅動器包括外殼、線圈骨架、勵磁線圈、超磁致伸縮棒和滑塊，所述線圈骨架固定在所述外殼內，所述勵磁線圈纏繞在所述線圈骨架上；所述滑塊活動于所述外殼內，并位于所述線圈骨架的上方；所述超磁致伸縮棒的下端伸入并固定于所述線圈骨架內，上端與所述滑塊固定連接；所述關節二的下端與所述滑塊轉動連接，上端與所述關節一轉動連接。本發明以超磁致伸縮材料制成的超磁致伸縮驅動器作為機器人關節的驅動，可達到控制精確，響應速度快，看可靠性好，結構簡單等效果。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，特別涉及一種基于超磁致伸縮材料的機器人關節結構。

背景技術

機器人技術日益發展成為我們日常生活不可或缺的科學技術，機器人的應用廣泛，從傳統的自動化制造領域，到人類日常生活，再到茫茫星系的探索，對機器人的研究成為當前的熱點。

機器人關節是機器人的基礎部件，其性能的好壞直接影響機器人的性能。機器人關節的種類有很多，根據機器人的功能不同，關節的配置和運動系統的形式也都各不相同。工業機器人關節根據輸出運動形式的不同分為移動關節和轉動關節；根據傳動機構的不同可以分為齒輪傳動、連桿傳動和擺線針輪減速傳動；根據驅動器形式的不同可以分為電驅動關節、氣壓驅動關節、液壓驅動關節和特種驅動關節等等?？傮w來看機器人關節呈現出大力矩，高精度，反應靈敏，小型化，標準化和模塊化的趨勢和發展。

超磁致伸縮材料在磁場作用下，其長度發生變化，可發生位移而做功或在交變磁場作用下可發生反復伸張與縮短，材料具有很高的耐熱溫度，磁致伸縮性能強。在室溫下，機械能和電能之間的轉換率高、能量密度大、響應速度快、可靠性好、驅動方式簡單。如果由超磁致伸縮材料制成的超磁致伸縮驅動器作為機器人關節的驅動，可以達到控制精確，響應速度快，看可靠性好，結構簡單等效果。但是，目前還沒有這樣的作為機器人關節驅動的由超磁致伸縮材料制成的超磁致伸縮驅動器出現，因此，急需設計出一種由超磁致伸縮材料制成的超磁致伸縮驅動器來作為機器人關節的驅動。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于超磁致伸縮材料的機器人關節結構，以超磁致伸縮材料制成的超磁致伸縮驅動器作為機器人關節的驅動，可達到控制精確，響應速度快，看可靠性好，結構簡單等效果。

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于超磁致伸縮材料的機器人關節結構，包括關節一、關節二和超磁致伸縮驅動器，所述超磁致伸縮驅動器包括外殼、線圈骨架、勵磁線圈、超磁致伸縮棒和滑塊，所述線圈骨架固定在所述外殼內，所述勵磁線圈纏繞在所述線圈骨架上；所述滑塊活動于所述外殼內，并位于所述線圈骨架的上方；所述超磁致伸縮棒的下端伸入并固定于所述線圈骨架內，上端與所述滑塊固定連接；所述關節二的下端與所述滑塊轉動連接，上端與所述關節一轉動連接。

較佳地，所述外殼為下端有底、上端無底的殼體，所述線圈骨架固定在所述外殼的底部；

所述關節一通過定位銷一與所述外殼上端的前后兩側壁轉動連接；所述外殼上端的左右兩側壁設有可限定所述關節一的轉動幅度的開口。

較佳地，所述關節一的尾端為圓弧端，所述圓弧端上設置一可供所述定位銷一穿過的圓心孔；

所述關節一的圓弧端的圓周面上設置一槽口，所述槽口沿著所述圓弧端的圓周方向設置；所述關節二的上端伸入此槽口內，并通過定位銷二與此槽口的兩槽壁軸轉連接。

較佳地，所述槽口的兩槽壁分別設置一偏心孔，所述偏心孔偏離所述圓弧端的圓心，并與所述圓形孔平行，所述定位銷二的兩端分別插入兩所述偏心孔。

較佳地，所述線圈骨架內還設有永磁體。

較佳地，所述永磁體位于所述線圈骨架的軸孔的底部，所述超磁致伸縮棒位于所述永磁體的上方。

較佳地，所述外殼和線圈骨架均為磁導率底的金屬材料，所述永磁體為磁導率高的永磁體。