[实用新型]一种双自由度机器人腕关节舵机

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种双自由度机器人腕关节舵机。

背景技术

随着机器人的不断发展，机器人与人的交互越来越密切，从传统的工业环境慢慢向人类的生活起居靠近。

机器人根据仿生学原理，其运动模仿人类通过关节实现。每个关节在可实现准确控制的基础上，与人的各个关节自由度保持一致。人体各个主要活动关节处的自由度不尽相同。传统机器人关节为实现多自由度的运动，通常采用两组结构上独立的动力装置，每组分别提供一个自由度，关节整体结构复杂，惯性大，动态响应性差，重构型差，装配复杂，不便维护。

为解决上述问题，目前已研制出多种惯性小，动态响应较快，结构也相对较简单的驱动装置。

中国专利N201736231U，机器人腕关节。该关节是一个二自由度转动并联机构。U形件的U形上部通过第一组同轴转动副铰链与环形件相连；拔杆的中部固联在手掌连接件的一端，拔杆的两端通过第二组同轴转动副铰链与环形件相连；手掌连接件通过转动副铰链与手掌几座相联，手掌几座通过第三组同轴转动副铰链与腕关节基座相连。机器人手掌与所述手掌连接件的另一端相联。尽管该实用新型结构简单、响应速度快，并且也一定程度上改进了以往的并联机构工艺性差的特点，但由于其本身结构的限制并不具有良好的重构性。

美国专利US007429844B2，机器人用伺服模块和关节伺服。该发明设计了两种成L型的伺服模块，在机器人的不同关节处，通过第三方连接件进行组合以实现不同的自由度。该发明重构性好，装配简单也易于维护。但由于其结构特点，机体惯性较大，动态响应性较差。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有机器人双自由度关节驱动装置的不足，提供一种采用双电机交错布置的双自由度机器人腕关节舵机。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型由设置在壳体内呈十字交叉的X向驱动机构和Y向驱动机构组成。

所述的X向驱动机构包括X向电机端盖、X向电机、X向传动轴、X向减速头、X向角度传感器、X向轴承衬座、X向轴承和X向输出端盖。

X向电机输出轴上固定连接有电机齿轮，X向电机由X向电机端盖通过X向端盖螺钉进行定位；X向减速头输入轴固定连接有X向减速头齿轮，输出轴设置有X向角度传感器。

所述的X向电机齿轮与X向齿轮传动轴一端啮合，该X向齿轮传动轴另一端与减速头齿轮啮合；所述的X向齿轮传动轴位于X向电机齿轮和减速头齿轮的正上方。

所述的轴承衬座一端由壳体内一凸台定位，另一端由输出端盖通过输出端盖螺钉进行定位；在轴承衬座内设置有轴承；该轴承一端由轴承衬座一凸台结构定位，另一端由输出端盖通过输出端盖螺钉进行定位。

所述的X向减速头的输出轴穿过轴承和输出端盖，作为X向驱动轴。

所述的Y向驱动机构包括Y向电机端盖、Y向电机、Y向传动轴、Y向减速头、Y向角度传感器、Y向轴承衬座、Y向轴承和Y向输出端盖。

所述的Y向电机齿轮与Y向齿轮传动轴一端啮合，该Y向齿轮传动轴另一端与减速头齿轮啮合；所述的Y向齿轮传动轴位于Y向电机齿轮和减速头齿轮的侧方。

Y向驱动机构的其余部分与X向驱动机构的结构相同。

X向齿轮传动轴和Y向齿轮传动轴均通过十字固定件，固定于壳体一处；该十字固定件由顶盖通过顶盖螺钉进行定位。

角度传感器，用以检测输出端转过的角度，并将角度信号反馈给电路控制板，控制电路板通过固定螺钉固定在壳体底部，用以控制电机。

本实用新型的有益效果：通过将两个电机内置于一个舵机之中，实现一个舵机提供两个方向的输出，大大减小了传统机器人关节利用第三方连接件实现两个方向输出所占的空间，使得关节结构更加紧凑，惯性更小，动态性能更优。

附图说明

图1为舵机外型示意图；

图2为舵机装配爆炸图； 

图3为舵机传动关系图；