[发明专利]一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件

说明书

一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件，以解决现有抑制机器人振动采用主动或半主动减振方法，存在可靠性差、体积大，构造复杂的问题。本发明的外圈刚体与内圈刚体同轴设置，两个柔性体和两个扇形刚片均设置在外圈刚体与内圈刚体之间，两个扇形刚片对称设置在内圈刚体的左右端，且每个扇形刚片的内径与内圈刚体固接，两个柔性体对称设置在内圈刚体的上下端，且每个凸凹曲线刚片的凸起侧边缘与内圈刚体固接，每个凸凹曲线刚片的凹坑侧边缘与外圈刚体固接，每个扇形槽中设置一块扇形金属连接板，每个扇形金属连接板与扇形刚片之间设置一块扇形橡胶板，扇形金属连接板与外圈刚体通过连接元件连接。本发明用于柔性机器人关节上。

技术领域

本发明涉及一种柔性机器人关节用弹性元件，具体涉及一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件，属于机器人领域。

背景技术

为了满足柔性生产技术的要求，越来越多的制造企业采用半自动化的人机协作生产模式。这种生产模式需要操作工人与机器人协同工作。为了保证操作工人的安全，采用串联弹性驱动器的柔性机器人不断问世。通过在机器人关节减速器输出端串联弹簧、扭簧等柔性元件，减小了机器人的输出阻抗，提高了机器人的安全性。但是，机器人关节柔性的提高，使机器人运作时产生振动，从而大大降低了机器人位置控制的精确性。为了抑制机器人振动，可采用主动、半主动和被动三种减振方法。主动振动控制是利用控制算法减小振动，可靠性差。半主动振动控制需要额外增加电机等控制元件，体积大，构造复杂。

发明内容

本发明为解决现有抑制机器人振动采用主动或半主动减振方法，存在可靠性差、体积大，构造复杂的问题，而提出一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件。

本发明的一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件，所述弹性元件包括圆形金属本体、四块扇形橡胶板和四块扇形金属连接板，圆形金属本体由内圈刚体、外圈刚体、两个柔性体和两个扇形刚片组成，每个柔性体由两个凸凹曲线刚片组成，两个凸凹曲线刚片以竖直中心线对称设置，外圈刚体与内圈刚体同轴设置，两个柔性体和两个扇形刚片均设置在外圈刚体与内圈刚体之间，两个扇形刚片对称设置在内圈刚体的左右端，且每个扇形刚片的内径与内圈刚体固接，两个柔性体对称设置在内圈刚体的上下端，且每个凸凹曲线刚片的凸起侧边缘与内圈刚体固接，每个凸凹曲线刚片的凹坑侧边缘与外圈刚体固接，外圈刚体的每侧端面上设置有两个扇形槽，两个扇形槽与两个扇形刚片一一对应，每个扇形槽中设置一块扇形金属连接板，每个扇形金属连接板与扇形刚片之间设置一块扇形橡胶板，扇形金属连接板与外圈刚体通过连接元件连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本发明在圆形金属本体中设计了扇形橡胶板，利用其阻尼特性来减小振动。使得本发明具有了完全被动减振功能。本发明具有较大的输出力矩，能够驱动大负载。本发明的结构简单，工作可靠，是理想的振动控制方案。

二、将柔性体设计成凸凹曲线刚片，使柔性体受力时产生期望的弹性变形，起到增加柔性的作用，同时采用对称设计，使柔性体产生正向和反向变形时具有同样的刚度。

三、本发明的整体结构为盘状结构，使得本发明的体积小、重量轻，实现紧凑化、集成化、模块化结构设计。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视图；

图2是本发明的整体结构立体图；

图3是本发明的整体结构分解图；

图4是圆形金属本体1的立体图；

图5是圆形金属本体1的主视图；

图6是柔性体1-3的主视图。

具体实施方式