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(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CN107175682A(43)申请公布日2017.09.19(21)申请号201710373657.6(22)申请日2017.05.24(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人孙永军朱映远史士财倪风雷周云虎刘伊威刘宏(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人迟芳(51)Int.Cl.B25J17/00(2006.01)B25J9/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种模块化蛇形机器人关节(57)摘要一种模块化蛇形机器人关节,它涉及一种蛇形机器人关节。现有的蛇形关节因采用舵机驱动和齿轮传动的配合方式导致反向齿隙大、控制周期长、精度低以及位置镇定能力差的问题。本发明包括关节输入件、关节输出件、中间轴节、电机组件和谐波减速器,所述中间轴节的两端分别设置有关节输入件和关节输出件,所述电机组件和谐波减速器并列设置在中间轴节的内部,电机组件的输出端与谐波减速器相连接,电机组件带动谐波减速器转动,谐波减速器带动关节输出件执行以中间轴节为轴心的摆动运动。本发明通过设置力矩传感器和关节输出端位置传感器,以测量蛇形机器人关节的力位信息,增加机器人的感知功能,便于机器人的控制。本发明用于蛇形机器人。CN107175682ACN107175682A权利要求书1/2页1.一种模块化蛇形机器人关节,其特征在于:它包括关节输入件、关节输出件、中间轴节、电机组件和谐波减速器,所述中间轴节的两端分别设置有关节输入件和关节输出件,所述电机组件和谐波减速器并列设置在中间轴节的内部,电机组件的输出端与谐波减速器相连接,电机组件带动谐波减速器转动,谐波减速器带动关节输出件执行以中间轴节为轴心的摆动运动。2.根据权利要求1所述的一种模块化蛇形机器人关节,其特征在于:电机组件包括电机外壳(1)、电机定子(2)、电机转子(3)、电机轴(4)和电机端盖(7),电机外壳(1)设置在中间轴节的内部,电机轴(4)设置在电机外壳(1)的内部且其与电机端盖(7)相连接,电机转子(3)套装在电机轴(4)上,电机定子(2)套装电机转子(3)外且其固定安装在电机外壳(1)的内壁上。3.根据权利要求2所述的一种模块化蛇形机器人关节,其特征在于:关节输入件包括力矩传感器弹性体(8)、过载保护块(9)、关节输入端端盖(10)、关节输入端第一外壳(11)、电机驱动板(14)、关节输入端第二外壳(16)和两个圆柱销(15),所述关节输入端第一外壳(11)和关节输入端第二外壳(16)可拆卸连接在关节输入端端盖(10)上且三者的内部形成有第一腔体,力矩传感器弹性体(8)、过载保护块(9)和电机驱动板(14)设置在第一内腔,过载保护块(9)设置在力矩传感器弹性体(8)的内部,力矩传感器弹性体(8)的一端与电机外壳(1)相连接,力矩传感器弹性体(8)的另一端与关节输入端端盖(10)相连接。4.根据权利要求3所述的一种模块化蛇形机器人关节,其特征在于:传感器弹性体(8)的两侧各设置有一个应变片(40)。5.根据权利要求4所述的一种模块化蛇形机器人关节,其特征在于:关节输入端端盖(10)为圆形盖体,关节输入端端盖(10)上设置有两个圆柱销(15),两个圆柱销(15)均沿关节输入端端盖(10)的轴向方向设置,每个圆柱销(15)的底部固定连接在关节输入端端盖(10)上,每个圆柱销(15)的顶部穿过关节输入端连接件(13),两个圆柱销(15)的中心轴线在关节输入端端盖(10)上的投影分别为A点和B点,A点和B点所在半径在关节输入端端盖(10)上形成的圆心角为α,圆心角α为90°。6.根据权利要求2或5所述的一种模块化蛇形机器人关节,其特征在于:谐波减速器包括刚轮用固定壳(17)、刚轮(18)、波发生器(19)、柔轮(20)、柔轮用转接轴(21)和输出端端盖(22),所述刚轮用固定壳(17)设置在电机外壳(1)的一侧且二者相连通,刚轮(18)和波发生器(19)均设置在刚轮用固定壳(17)内,波发生器(19)套装在电机轴(4)上,刚轮(18)套装在波发生器(19)外且二者间隙设置,刚轮(18)的外端面固定连接在刚轮用固定壳(17)上,所述柔轮(20)的一端设置在刚轮(18)和波发生器(19)之间的间隙内,柔轮(20)的另一端通过柔轮用转接轴(21)与输出端端盖(22)相连接,输出端端盖(22)与关节输出件相连接。7.根据权利要求6所述的一种模块化蛇形机器人关节,其特征在于:关节输出端位置传感器包括磁环(23)和位置传感器电路板(28),磁环(23)为阶梯形圆环,磁环(23)的小圆柱外表面设置在刚轮用固定壳(17)内且磁环(23)的大圆柱端