[发明专利]一种带有角位移传感器的铰链关节机构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域中的关节驱动技术，特别是涉及一种带有角位移传感器的铰链关节机构。

背景技术

关节设计广泛应用在机器人领域，在关节设计中往往都设计有传感器，因此机器人关节的设计必须包含有传感器的安装方式的设计。在外骨骼机器人中在关节上需要识别关节的转动角度，因此需要安装有角位移传感器。现有的外骨骼式机器人大多需要人和机器共同工作，因此它们采用有效的传动方式将运动进行传递，从而避免直接将笨重的动力系统直接安装在执行机构上，同时在关节出需要配有角位移传感器。如何将传感器的固定方式和特定传动方式传动动力的关节综合考虑、集成设计将影响到设计的简洁性及灵巧性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带有角位移传感器的铰链关节机构，能够将传感器与关节、传动系统有效集成在一起。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种带有角位移传感器的铰链关节机构，包括有主级杆、次级杆和阶梯钉，所述阶梯钉上的第一段台阶固定有传动轮，阶梯钉的第二段台阶穿过主级杆，第三段台阶通过次级杆定位在次级杆上，阶梯钉下端部设有螺纹孔，通过定位机构使阶梯钉及安装在阶梯钉上的构件轴向定位在主级杆和次级杆上形成活动铰链；所述主级杆上固定有传感器固定架，所述传感器固定架上安装有传感器，所述传感器与阶梯钉同轴，所述传感器的转轴插入阶梯钉上端部并通过紧定螺钉固定在阶梯钉上；所述传感器固定架侧端设有两个阶梯孔，线管固定在第一阶梯孔的大孔内，线管内安装有绳索，所述绳索通过第一阶梯孔的小孔穿出包覆在传动轮上，绳索上的一点固定在传动轮上，且通过第二阶梯孔穿出与传动系统相连接形成完整的传动系统回路。

所述阶梯钉的上端部设有光孔，所述光孔侧面设有螺纹孔，螺纹孔内的紧定螺钉将传感器转轴固定在光孔内。

所述阶梯钉上设有多段台阶，由上端至下端分别通过端头边沿及第一段台阶的方形柱面将传动轮固定在第一段台阶上，通过第二段台阶的圆柱面铰接安装在主级杆上，通过第三段台阶的方形柱面将阶梯钉与次级杆固定在一起。

所述传感器在阶梯钉转动时随同阶梯钉一起转动，并输出信号。

所述的绳索为钢丝绳、链条或同步带。

所述传动轮为转轮、链轮或同步轮。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明结构简洁、可靠，通过安装有的传感器可准确测量出关节摆动的角度，稍作改造便可适用于多种传动方式，可广泛应用于机器人领域及其他需要实现转动副驱动的领域。

附图说明

图1是带有角位移传感器的铰链关节机构示意图；

图2是阶梯钉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种带有角位移传感器的铰链关节机构，包括有主级杆2、次级杆1和阶梯钉4，所述阶梯钉4上的第一段台阶固定有传动轮3，阶梯钉4的第二段台阶穿过主级杆2的圆柱孔，第三段台阶通过次级杆1上方形孔定位在次级杆1上，阶梯钉4下端部设有螺纹孔，通过端头钉8和垫片7使阶梯钉4及安装在阶梯钉4上的构件轴向定位在主级杆2和次级杆1上形成活动铰链；所述主级杆2上固定有传感器固定架5，所述传感器固定架5上安装有传感器6，所述传感器6与阶梯钉4同轴，所述传感器6的转轴插入阶梯钉4上端部并通过紧定螺钉14固定在阶梯钉4上；所述传感器固定架5侧端设有两个阶梯孔，线管11固定在第一阶梯孔的大孔内，线管11内安装有绳索12，所述绳索12通过第一阶梯孔的小孔穿出包覆在传动轮3上，绳索12上的一点固定在传动轮3上，且通过第二阶梯孔穿出与传动系统相连接形成完整的传动系统回路，通过转动传动轮3即可实现关节的驱动，同时关节转动时（次级杆相对于主级杆旋转）传感器6产生角位移信号，反馈给控制系统。