仿人肘关节型机器人变刚度关节.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111015729A(43)申请公布日2020.04.17(21)申请号201911354263.1(22)申请日2019.12.25(71)申请人中国科学院沈阳自动化研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区南塔街114号(72)发明人刘玉旺李晓虎杨尚奎王鹏刘金国(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人汪海(51)Int.Cl.B25J17/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称仿人肘关节型机器人变刚度关节(57)摘要本发明涉及机器人领域，具体地说是一种仿人肘关节型机器人变刚度关节，包括大臂、小臂和变刚度单元，变刚度单元包括输入轴、连接架和输出盘，输入轴与连接架连接，连接架中间设有丝杠、两侧设有输入支撑杆，丝杠上设有两个螺向相反的丝母，输入支撑杆上设有两个滑轮架，且所述滑轮架与对应丝母固连，输出盘两侧设有输出支撑杆，且输出支撑杆上设有两个滑块，每个滑轮架两端设有滑轮，且位于同一侧的滑轮和滑块通过钢丝绳相连，输出支撑杆的两个滑块之间套设有弹簧，输出盘通过输出连接件与小臂连接，大臂内设有位姿驱动机构，小臂内设有调刚机构，输入轴通过位姿驱动机构驱动转动，丝杠通过调刚机构驱动转动。本发明能够主动实现关节刚度调节。CN111015729ACN111015729A权利要求书1/1页1.一种仿人肘关节型机器人变刚度关节，其特征在于：包括大臂(1)、小臂(2)和变刚度单元(3)，变刚度单元(3)包括输入轴(314)、连接架(315)和输出盘(301)，其中输入轴(314)与连接架(315)连接，输出盘(301)转动套装于输入轴(314)上，连接架(315)中间设有丝杠(306)、两侧设有输入支撑杆(302)，所述丝杠(306)上设有两个螺向相反的丝母(316)，输入支撑杆(302)上设有两个可移动的滑轮架(304)，且所述滑轮架(304)与对应的丝母(316)固连，输出盘(301)两侧设有输出支撑杆(308)，且输出支撑杆(308)上设有两个滑块(309)，每个滑轮架(304)两端均设有滑轮(313)，且位于同一侧的滑轮(313)和滑块(309)通过钢丝绳(312)相连，输出支撑杆(308)的两个滑块(309)之间套设有弹簧(310)，所述输出盘(301)通过输出连接件(317)与小臂(2)连接，大臂(1)内设有位姿驱动机构，小臂(2)内设有调刚机构，且所述输入轴(314)通过所述位姿驱动机构驱动转动，所述丝杠(306)通过所述调刚机构驱动转动。2.根据权利要求1所述的仿人肘关节型机器人变刚度关节，其特征在于：所述滑轮架(304)通过滑动轴承(303)安装于对应的输入支撑杆(302)上。3.根据权利要求1所述的仿人肘关节型机器人变刚度关节，其特征在于：连接架(315)两侧对应的滑轮架(304)通过一个调节连板(305)与对应丝母(316)的固连，且所述调节连板(305)上设有供所述丝杠(306)穿过的通孔。4.根据权利要求1所述的仿人肘关节型机器人变刚度关节，其特征在于：所述连接架(315)远离输入轴(314)一端设有输入副轴(307)，所述丝杠(306)轴端穿过所述输入副轴(307)并与所述输入副轴(307)转动连接。5.根据权利要求1所述的仿人肘关节型机器人变刚度关节，其特征在于：所述滑块(309)通过直线轴承(311)安装于对应的输出支撑杆(308)上，且所述滑块(309)上设有穿绳孔(3091)。6.根据权利要求1所述的仿人肘关节型机器人变刚度关节，其特征在于：所述大臂(1)内的位姿驱动机构包括位姿电机(101)、第一蜗轮蜗杆机构(102)和皮带传动机构(103)，位姿电机(101)的输出轴与第一蜗轮蜗杆机构(102)中的蜗杆连接，第一蜗轮蜗杆机构(102)中的蜗轮与皮带传动机构(103)中的主动带轮同轴固连，皮带传动机构(103)中的从动带轮与变刚度单元(3)中的输入轴(314)同轴固连。7.根据权利要求1所述的仿人肘关节型机器人变刚度关节，其特征在于：所述小臂(2)内的调刚机构包括调刚电机(201)和第二蜗轮蜗杆机构(202)，调刚电机(201)的输出轴与第二蜗轮蜗杆机构(202)中的蜗杆连接，第二蜗轮蜗杆机构(202)中的蜗轮与变刚度单元(3)中的丝杠(306)同轴固连。2CN111015729A说明书1/3页仿人肘关节型机器人变刚度关节技术领域[0001]本发明涉及机器人领域，具体地说是一种仿人肘关节型机器人变刚度关节。背景技术[0002]传统的刚性关节具有优良的轨迹跟踪和末端定位能力，但缺乏缓冲和吸能储能功能，极易被强烈的冲击破坏，甚至对人类造成致命伤害。伴随着机器人不再局限于结构化环境下代替