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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103112013103112013B(45)授权公告日2014.12.10(21)申请号201310041122.0JP2010-64223A,2010.03.25,CN101929530A,2010.12.29,(22)申请日2013.02.01JP2009-50940A,2009.03.12,(73)专利权人哈尔滨工业大学审查员张硕地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人闫继宏朱延河臧希喆刘玉斌赵杰陈辉(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人杨立超(51)Int.Cl.B25J17/00(2006.01)(56)对比文件CN201431777Y,2010.03.31,CN101323325A,2008.12.17,权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图4页附图4页(54)发明名称一种变速比串并联弹性驱动转动关节机构(57)摘要一种变速比串并联弹性驱动转动关节机构,属于机器人技术领域。本发明为了解决现有的机器人转动关节不能连续改变传动比,不具有缓冲的功能,致使关节受到冲击载荷会产生震动的问题。电机连接摩擦轮滑动导杆,小摩擦轮通过滑动键可在该导杆轴向滑动,并能跟随转动。大摩擦轮与转轴固连,转轴靠一对滚针轴承支撑,实现轴向移动。推力弹簧通过推力轴承作用在转轴上,使两摩擦轮压力;舵机带动两个曲柄摇杆机构运动;第一曲柄可间歇地带动第二曲柄运动,第一连杆带动止推块上下移动,止推块上开有凹槽,止推块上下移动过程中,滚动圆柱嵌入和嵌出凹槽,从而推动转轴发生轴向移动。本发明能实现连续改变传动比,具有弹性驱动器的特性,并能进行储能。CN103112013BCN1032BCN103112013B权利要求书1/2页1.一种变速比串并联弹性驱动转动关节机构,所述变速比串并联弹性驱动关节机构包括机器人上肢(40)和机器人下肢(39),其特征在于:所述变速比串并联弹性驱动关节机构还包括弹性驱动器(I)和串并联驱动关节(Ⅱ),机器人上肢(40)和机器人下肢(39)通过串并联驱动关节(Ⅱ)连接在一起,弹性驱动器(I)通过带传动驱动串并联驱动关节(Ⅱ)动作;弹性驱动器(I)包括驱动电机(1)、摩擦轮滑动导杆(2)、小摩擦轮(3)、大摩擦轮(4)、转轴(5)、推力弹簧(7)、推力轴承(8)和舵机(9);驱动电机(1)的输出轴连接摩擦轮滑动导杆(2),小摩擦轮(3)通过滑动键安装在摩擦轮滑动导杆(2)上,小摩擦轮(3)可在所述摩擦轮滑动导杆(2)轴向滑动并能跟随所述擦轮滑动导杆(2)一起转动;大摩擦轮(4)固装在转轴(5)的一端端面上,转轴(5)的一端通过一对滚针轴承(6)支撑并安装在固定于机器人上肢(40)上的支撑机座(21)内,转轴(5)可实现轴向移动;大摩擦轮(4)和小摩擦轮(3)之间摩擦传动;推力轴承(8)安装在转轴(5)的另一端上,位于推力轴承(8)两端的转轴(5)上还设有第一挡圈(18)和第二挡圈(19),推力轴承(8)上还设有阶梯状挡筒(16),推力弹簧(7)套在所述阶梯状挡筒(16)上,推力弹簧(7)位于支撑机座(21)上具有的挡环(21-1)和阶梯状挡筒(16)的边沿(16-1)之间且与二者相接触,转轴(5)还装有滚动圆柱支架(20),滚动圆柱(15)和固定圆柱(30)分别安装在滚动圆柱支架(20)内,滚动圆柱(15)和固定圆柱(30)分别位于止推块(14)的两侧且滚动圆柱(15)靠近转轴(5)的另一端端面;推力弹簧(7)通过推力轴承(8)作用在转轴(5)上,使大摩擦轮(4)和小摩擦轮(3)之间具有压紧力;舵机(9)带动两套曲柄摇杆机构运动,一套曲柄摇杆机构包括第一曲柄(10)和第一连杆(11),另一套曲柄摇杆机构包括第二曲柄(12)和第二连杆(13),舵机(9)的输出轴与第一曲柄(10)固连,第一曲柄(10)与第二曲柄(12)之间有间隙,第一曲柄(10)可间歇地带动第二曲柄(12)运动;第一连杆(11)带动止推块(14)上下移动,止推块(14)上开有圆弧形凹槽(14-1),止推块(14)上下移动过程中,滚动圆柱(15)嵌入和嵌出所述圆弧形凹槽(14-1),从而推动转轴(5)发生轴向移动;第二连杆(13)可带动小摩擦轮(3)在摩擦轮滑动导杆(2)上滑动;小带轮(17)安装在转轴(5)上;串并联驱动关节(Ⅱ)包括并联扭簧(26)和串联扭簧(25),机器人上肢(40)上固设关节轴(40-1),关节轴(40-1)上具有延伸件(40-2),机器人下肢(39)上设有关节套(39-1),关节套(39-1)的外侧圆周还设有环形槽(39-2),关节套(39-1)套装在关节轴(40-1)上且二者之间安装