[發明專利]用于機器人頸部的運動機構

在審

• 申請號: 202110515304.1
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號: CN113103257A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 劉昌海;周梅杰
• 申請（專利權）人: 上海機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 上海璀匯知識產權代理事務所(普通合伙) 31367
• 代理人: 王文穎

本發明涉及一種用于機器人頸部的多自由度運動機構，基座上安裝三個電機、三個電機輸出軸分別連接一個齒輪，三個齒輪分別與三個內齒圈嚙合連接，基座與三個內齒圈分別通過軸承連接，三個內齒圈疊加安裝，基座與所述頂座連接扣合，將三個齒輪與三個齒圈夾在基座與頂座之間，三個齒圈上面分別固定連接一個連接件，三個連接件分別與連接細桿固定連接，連接細桿另一端與所述頭部連接，三個電機分別控制驅動三個齒輪及三個內齒圈，從而能夠控制頭部完成旋轉，搖動，傾斜動作。本發明機器人頸部的多自由度運動機構，解決了機器人頸部運動的動作單一，機構尺寸大等問題，而且通過電機速度控制的方式，簡單有效，便于控制。

技術領域

本發明涉及一種機器人，具體涉及一種用于機器人頸部的多自由度運動機構。

背景技術

目前在仿人形的機器人中，連接頭部的頸部運動基本只有回轉和俯仰兩個動作，傳統的方法基本上是一個電機實現一個自由度的運動，其機構占用空間大，運動幅度有限。機器人頸部運動的動作單一，機構尺寸大。

為此，為了提高人形機器人脖頸部位運動的擬人化，增加多個方向運動的自由度，同時減小機構的尺寸，結合機器人智能化的特點，需要設計一種用于機器人頸部的運動機構，靈活地實現頸部多自由度的運動，有效的用于機器人頸部運動。

發明內容

本發明是要提供一種用于機器人頸部的運動機構，該運動機構采用三個電機并聯安裝，通過齒輪齒圈傳動，帶動連接桿，能夠靈活地實現頸部多自由度的運動，有效的用于機器人頸部運動。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種用于機器人頸部的多自由度運動機構，包括基座、電機、頂座、頭部，所述基座上安裝三個電機、所述三個電機輸出軸分別連接一個齒輪，三個齒輪分別與三個內齒圈嚙合連接，所述基座與三個內齒圈分別通過軸承連接，所述三個內齒圈疊加安裝，所述基座與所述頂座連接扣合，將三個齒輪與三個齒圈夾在基座與頂座之間，所述三個齒圈上面分別固定連接一個連接件，三個連接件分別與連接細桿固定連接，所述連接細桿另一端與所述頭部連接，所述三個電機分別控制驅動三個齒輪及三個內齒圈，從而能夠控制頭部完成旋轉，搖動，傾斜動作。

進一步，所述三個電機按照120度均勻分布在圓周上，且三個電機的安裝高度不同，能夠最大限度的減小周向尺寸。

進一步，所述三個內齒圈呈凸凹字狀，內齒圈的上部分為凸字狀，下部分為凹字狀，其中：第一個內齒圈下半部與軸承外圈連接，軸承內圈與所述基座連接，第一個內齒圈上部分外圓柱面大小與所述基座與軸承內圈連接的圓柱面大小相同，第二個內齒圈下半部與軸承外圈連接，軸承內圈與第一個內齒圈上部分連接，第三個內齒圈下半部與軸承外圈連接，軸承內圈與第二個內齒圈上部分連接。

進一步，所述三個內齒圈的內齒設置在上部的內圈上，與軸承連接位置對應，且三個內齒圈形狀相同。

進一步，所述三個內齒圈上設有部分延伸的法蘭面，并通過法蘭面與所述三個連接件的定位面連接，能夠保證所述三個連接件的相對位置和傳力特性。

進一步，所述三個連接件另一端與所述連接細桿通過所述鎖緊軸連接在一起，所述鎖緊軸與所述連接細桿中間安裝有軸承，能夠保證所述細桿的自由轉動和周向受力。

進一步，所述連接細桿的另一端與所述頭部通過所述鎖緊軸連接，所述鎖緊軸與所述連接細桿中間安裝有軸承，能夠保證所述細桿的自由轉動和周向受力。

進一步，所述頭部的支撐點為120度均布的三個點，當所述三個電機以相同轉速同步轉動時，所述頭部能夠實現轉動，當所述三個電機以不同的轉速轉動時，通過不同的速度組合方式，能夠實現所述頭部的俯仰，傾斜動作。

本發明的有益效果是：

本發明提供了一種用于機器人頸部的多自由度運動機構來完成機器人頸部連接的擬人化形態，解決了機器人頸部運動的動作單一，機構尺寸大等問題，而且通過電機速度控制的方式，簡單有效，便于控制。