一种两自由度的柔性肘关节.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CN108081307A(43)申请公布日2018.05.29(21)申请号201711318937.3(22)申请日2017.12.12(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区滆湖路1号(72)发明人班书昊李晓艳谭邹卿(51)Int.Cl.B25J17/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种两自由度的柔性肘关节(57)摘要本发明公开了一种两自由度的柔性肘关节，属于机器人领域。它包括端部设有半球形凹槽的肱骨架、一端设有球形圆头可以绕肱骨架的凹槽相对转动的尺桡骨端、与尺桡骨端同轴线装设的尺桡骨主架、肱尺关节与肱桡关节；尺关节包括肱尺关节轮A、尺关节轮B、肱尺关节电机和肱尺关节弹簧；桡关节包括其输出轴穿过装设于尺桡骨主架内部的滚动轴承A并与锥齿轮A相连的肱桡关节电机，与锥齿轮A啮合传动并装设于尺桡骨端右侧外部上的锥齿轮B。本发明是一种同时具有转动和扭转两个自由度、采用磁性吸附装设、转动中心可以发生微小位移的柔性肘关节。CN108081307ACN108081307A权利要求书1/1页1.一种两自由度的柔性肘关节，包括端部设有半球形凹槽的肱骨架(1)、一端设有球形圆头可以绕所述肱骨架(1)的凹槽相对转动的尺桡骨端(21)、与所述尺桡骨端(21)同轴线装设的尺桡骨主架(22)、肱尺关节与肱桡关节，其特征在于：所述肱骨架(1)的半球形凹槽内装设有厚度为5mm的可发生显著弹性变形的弹性壳层；所述半球形凹槽与所述尺桡骨端(21)的球形圆头分别为异形磁极；所述尺桡骨端(21)的另一端设有圆柱形内孔，所述内孔内装设有滚动轴承B(44)，所述尺桡骨主架(22)的左端穿过所述滚动轴承B(44)；所述肱尺关节包括装设于所述尺桡骨端(21)上的肱尺关节轮A(31)，装设于所述肱骨架(1)上、与所述肱尺关节轮A(31)相啮合传动的肱尺关节轮B(32)，装设于所述肱骨架(1)上、其输出轴与所述肱尺关节轮B(32)相连接的肱尺关节电机(33)，此外还包括两端分别连接所述肱骨架(1)与所述尺桡骨端(21)的肱尺关节弹簧(35)；所述肱桡关节包括其输出轴穿过装设于所述尺桡骨主架(22)内部的滚动轴承A(42)并与锥齿轮A(43)相连的肱桡关节电机(41)，与所述锥齿轮A(43)啮合传动并装设于所述尺桡骨端(21)右侧外部上的锥齿轮B(5)。2.根据权利要求1所述的一种两自由度的柔性肘关节，其特征在于：所述尺桡骨端(21)与所述尺桡骨主架(22)相邻的一端采用异形磁铁吸引的方式装设，且二者可以绕它们共同的轴线相对扭转。3.根据权利要求1所述的一种两自由度的柔性肘关节，其特征在于：所述弹性壳层(34)采用非金属材料制作；所述肱尺关节弹簧(35)为金属抗扭转弹簧。2CN108081307A说明书1/3页一种两自由度的柔性肘关节技术领域[0001]本发明属于机器人领域，特指一种两自由度的柔性肘关节。背景技术[0002]机器人肘关节的设计对于整个机器人手臂的灵活性具有重要的决定意义。现有技术中，机器人的肘关节具有如下缺陷：一是肘关节的刚度太大，缺乏柔性，无法适应更复杂的工作环境；二是肘关节通常只具有一个运动自由度，而将扭转运动设计到肩关节中。为了使得机器人更加类人与智能化，需要设计一种高柔性更多自由度的肘关节。发明内容[0003]本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种同时具有转动和扭转两个自由度、采用磁性吸附装设、转动中心可以发生微小位移的柔性肘关节。[0004]为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种两自由度的柔性肘关节，它包括端部设有半球形凹槽的肱骨架、一端设有球形圆头可以绕所述肱骨架的凹槽相对转动的尺桡骨端、与所述尺桡骨端同轴线装设的尺桡骨主架、肱尺关节与肱桡关节。[0005]所述肱骨架的半球形凹槽内装设有厚度为5mm的可发生显著弹性变形的弹性壳层；所述半球形凹槽与所述尺桡骨端的球形圆头分别为异形磁极。[0006]所述尺桡骨端的另一端设有圆柱形内孔，所述内孔内装设有滚动轴承B，所述尺桡骨主架的左端穿过所述滚动轴承B。[0007]所述肱尺关节包括装设于所述尺桡骨端上的肱尺关节轮A，装设于所述肱骨架上、与所述肱尺关节轮A相啮合传动的肱尺关节轮B，装设于所述肱骨架上、其输出轴与所述肱尺关节轮B相连接的肱尺关节电机，此外还包括两端分别连接所述肱骨架与所述尺桡骨端的肱尺关节弹簧。[0008]所述肱桡关节包括其输出轴穿过装设于所述尺桡骨主架内部的滚动轴承A并与锥齿轮A相连的肱桡关节电机，与所述锥齿轮A啮合传动并装设于所述尺桡骨端右侧外部上的锥齿轮B。[0009]进一步的，所述尺桡骨端与所述尺桡骨主架相邻的一端采用异形磁