人機合作機器人關節機構的製作方法
2023-09-23 19:14:30 1
專利名稱：人機合作機器人關節機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種人機合作機器人關節機構，用於人機合作機器人的關節部位。
眾所周知，當單個超越離合器的主動輪靜止時，從動輪僅可沿一個特定方向轉動；當主動輪以角速度ω沿某一方向轉動時，從動輪在該方向上小於ω的轉動和反方向轉動不被限制。兩個工作方向相反的超越離合器按所述方法組成關節機構後，在蝸輪副有自鎖功能前提下，當兩個蝸輪副都靜止時，輸出軸無法轉動，當第一組蝸輪副以ω1角速度順時針轉動，另一組蝸輪副靜止時，輸出軸只能以小於ω1，大於零的速度順時針轉動或不動；當第二組蝸輪副以ω2角速度逆時針轉動，另一組蝸輪副靜止時，輸出軸也只能以小於ω2，大於零的速度逆時針轉動或不動；最後，當第一組蝸輪副以ω1角速度順時針轉動，第二組蝸輪副以ω2角速度逆時針轉動時，輸出軸則可以ω1、ω2為界雙向轉動或不動。
使用這種關節機構時，將基座作為人機合作機器人的一級臂，蝸杆與可控伺服電機相連，且安裝在此臂上。輸出軸與二級臂固連，則由上邊的分析可知伺服電機只起限制二級臂轉速和轉向的作用，而不起驅動作用。若且唯若操作者推動二級臂時，它才會運動。控制兩個伺服電機的轉速和轉向即可控制二級臂的運動速度、位置和軌跡。
本實用新型所涉及的超越離合器可以是滾柱式的，也可以是楔塊式等其它超越離合器。
本實用新型所提供的關節機構可用於人機合作工業機器人、人機合作醫療機器人等各類人機合作機器人中。
如
圖1所示的人機合作機器人關節機構，它包括基座(1)與(1′)、輸出軸(2)、超越離合器(4)與(8)、蝸輪(3)與(7)、蝸杆(6)與(9)、套筒(12)與(15)和軸承(51)、(52)、(53)、(54)。超越離合器(4)與(8)為標準件，結構相同，工作方向相反。超越離合器(4)與(8)包括主動輪(44)與(84)、從動輪(41)與(81)、滾柱(42)與(82)和彈簧(43)與(83)。其中超越離合器(4)與(8)的主動輪(44)與(84)分別與套筒(12)與(15)鍵連接，套筒(12)與(15)再分別與蝸輪(3)與(7)同軸線固連，使得蝸輪副在蝸杆沿特定方向轉動的帶動下，主動輪(44)與(84)亦一同轉動。輸出軸(2)沿上述組合體軸線穿過超越離合器(4)與(8)的從動輪(41)與(81)中心孔並與之鍵連接。在輸出軸(2)與蝸輪(3)與(7)的內孔間加裝軸承(52)、(54)。這樣組成的關節機構可藉助輸出軸軸頭側的軸承(51)安裝在基座(1)上。為了增加關節機構剛性，也可在兩套超越離合器(4)與(8)之間再加裝軸承(53)和輔助性基座(1′)。
本實用新型所涉及的超越離合器(4)與(8)可以是滾柱式的，也可以是楔塊式等其它類型的。
使用這種關節機構時，將基座(1)與(1′)作為人機合作機器人的一級臂，蝸杆(6)與(9)與可控伺服電機相連，且安裝在此臂上。輸出軸(2)與二級臂固連，控制兩個伺服電機的轉速和轉向即可控制操作者推動二級臂的運動速度、位置和軌跡。
本實用新型所提供的關節機構可用於人機合作工業機器人、人機合作醫療機器人等各類人機合作機器人中。
權利要求1.一種人機合作機器人關節機構，其特徵在於它包括基座(1)與(1′)、輸出軸(2)、超越離合器(4)與(8)、蝸輪(3)與(7)、蝸杆(6)與(9)、套筒(12)與(15)和軸承(51)、(52)、(53)、(54)；其中超越離合器(4)與(8)為標準件，結構相同，工作方向相反，超越離合器(4)與(8)的主動輪(44)與(84)分別與套筒(12)與(15)鍵連接，套筒(12)與(15)再分別與蝸輪(3)與(7)同軸線固連，使得蝸輪副在蝸杆的帶動下轉動時，主動輪(44)與(84)亦一同轉動；輸出軸(2)沿上述組合體軸線穿過超越離合器(4)與(8)的從動輪(41)與(81)中心孔並與之鍵連接，在輸出軸(2)與蝸輪(3)與(7)的內孔間加裝軸承(52)、(54)；這樣組成的關節機構可藉助輸出軸軸頭側的軸承(51)安裝在基座(1)上，為了增加關節機構剛性，也可在兩套超越離合器(4)與(8)之間再加裝軸承(53)和輔助性基座(1′)。
專利摘要本實用新型涉及一種人機合作機器人關節機構，用於人機合作機器人的關節部位。它包括基座、一根輸出軸、兩套常規超越離合器、兩套蝸輪、蝸杆和兩個套筒。兩套超越離合器的工作方向相反。使用這種關節機構時，將基座作為人機合作機器人的一級臂，蝸杆與可控伺服電機相連，且安裝在此臂上。輸出軸與二級臂固連，則伺服電機只起限制二級臂轉速和轉向的作用，而不起驅動作用。若且唯若操作者推動二級臂時，它才會運動。控制兩個伺服電機的轉速和轉向即可控制二級臂的運動速度、位置和軌跡。本實用新型所提供的關節機構可用於人機合作工業機器人、人機合作醫療機器人等各類人機合作機器人中。
文檔編號B25J9/00GK2564313SQ0224784
公開日2003年8月6日 申請日期2002年8月14日 優先權日2002年8月14日
發明者張立勳, 張今瑜 申請人:哈爾濱工程大學