[发明专利]一种磁性球铰机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种磁性球铰机器人。

背景技术

机器人的活动自由度是衡量机器人性能的一个重要指标，自由度 代表的是机器人的活动灵活性，自由度越高活动性能就越高。工业机 器人能够运用在多个领域，例如生产、运输、甚至抢险救灾等。

现有技术中的机器人，具有多个活动关节，每个关节所具有的是 单个自由度，只能进行独立的旋转或伸缩动作，这种机器人的自由度 一般是较低的。如果需要实现高自由度动作，则需要多个关节相互配 合动作，显然大大增加了构造的复杂程度，不仅提高了成本，而且提 高了占用的体积。

不难看出，现有技术还存在一定的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种磁性球铰机器人，采用特 殊的磁性球铰结构，通过单关节实现三轴自由度运动。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁性球铰机器人，固定关节和活动关节；

固定关节包括固定壳体、中央控制器、磁性绕组、以及用于球铰 连接的球碗；固定壳体的底部设有安装法兰，球碗固定设于固定壳体 的顶部；中央控制器设于固定壳体的内部；球碗的外表面排列设有磁 性绕组，且磁性绕组与中央控制器连接；

活动关节包括活动壳体、永磁体、以及用于球铰连接的球销；球 销固定设于活动壳体的底部，活动壳体通过球销及球碗与固定壳体球 铰连接；球销的表面设有磁体安装孔，永磁体嵌设于磁体安装孔之内。

进一步的，所述磁性绕组均布排列于球碗的外表面，且任意相互 相邻的三个磁性绕组均能组成一组等边三角形。

进一步的，所述磁性绕组之外盖设有防护罩。

进一步的，所述永磁体设有一个，位于球销的轴心顶点上。

进一步的，所述永磁体设有至少三个，围绕球销的轴心均布设置。

进一步的，上述磁性球铰机器人还包括电容检测装置；电容检测 装置包括导体环和点导体；点导体至少设有三个，在球碗的边缘均布 设置；导体环固定设于球销的根部；导体环与点导体分别与中央控制 器连接。

进一步的，上述磁性球铰机器人还包括功能模组；功能模组安装 于活动关节上，且与中央控制器连接。

本发明所提供的一种磁性球铰机器人，具有以下优点：

单关节高自由度活动，能够实现万向球铰的旋转驱动；

最高能实现三轴自由度驱动，自由度高，灵活性强；

结构简单，体积较小，易于控制，可搭载功能模组，扩展性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而 易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域 普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。

图1为本发明磁性球铰机器人的整体结构示意图。

图2为固定关节的结构示意图。

图3为单永磁体的活动关节的结构示意图。

图4为多永磁体的活动关节的结构示意图。

图5为球销的局部结构示意图。

附图标记说明：

1、固定关节2、活动关节

3、球碗4、球销

5、固定壳体6、磁性绕组

7、点导体8、活动壳体

9、永磁体10、导体环

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施 例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1至图4，本发明公开了一种磁性球铰机器人，固定关 节1和活动关节2；

固定关节1包括固定壳体5、中央控制器、磁性绕组6、以及用于 球铰连接的球碗3；固定壳体5的底部设有安装法兰，球碗3固定设 于固定壳体5的顶部；中央控制器设于固定壳体5的内部；球碗3的 外表面排列设有磁性绕组6，且磁性绕组6与中央控制器连接；