[实用新型]一种机器人关节

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，尤其是一种机器人关节。

背景技术

目前以减速机等刚性传动部件为基础的机械臂转动关节在刚性、精确度、稳定性等方面 具有明显优势；以钢丝、齿轮等刚性传动部件为基础的机器人仿人灵巧手指关节同样在刚性、 精确度和灵巧性等方面表现良好。科研工作者们为弥补刚性传动关节给机械臂和机器人仿人 灵巧手带来的安全性的不足，做了大量的工作并取得了成功，其实现策略大体上都是采用末 端力反馈并配合智能算法的方式，可称之为主动柔性。另一类研究成果如基于气动柔性驱动 器的机器人仿人灵巧手，可通过调整气压来任意改变指关节的刚度，使之能充分保障被接触 对象的安全及其本体安全，可称之为被动柔性，但是却带来了刚性不足的问题。现有的机器 人关节无法同时兼顾主动柔性、被动柔性、刚性的需求，从而在本质安全性方面有一定欠缺。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种兼有主动柔性、被动柔性和传动刚性，且结构 简单、高精度的机器人关节。

本实用新型通过以下技术方案实现的：

本实用新型提出一种机器人关节，位于机器人的第一臂和第二臂的连接处，所述关节包 括柔性驱动器、主动轮及从动轮；所述柔性驱动器包括主动转子、从动转子及转子保护罩， 所述第二臂内安装驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述主动转子，所述主动转子与所述从 动转子相互嵌入式装配且相互之间设有转动间隙，所述转动间隙的敞口处设有密封件，所述 主动转子、从动转子及密封件围成内部填充有磁流变液的密封腔体，所述从动转子和主动转 子均设于转子保护罩内，所述转子保护罩上安装有用以改变密封腔体内磁场强度的电磁线圈； 所述主动轮安装于所述从动转子的转轴上，所述从动轮带动第一臂转动，所述主动轮和从动 轮相互啮合，所述主动轮上设有卡接件，所述主动轮通过卡接件滑动的套装在转轴的套筒内， 所述转轴上设有弹性件，所述弹性件抵持于转轴及主动轮之间。

进一步的，所述主动轮和从动轮为斜齿轮。

进一步的，所述弹性件为弹簧。

进一步的，所述主动转子上开有供所述从动转子插装的安装腔，所述从动转子的插装段 的截面呈齿形，所述安装腔的内壁开有与所述齿形匹配的齿形缺口，所述安装腔的开口与所 述插装段之间设有所述密封件。

本实用新型的工作原理：磁流变液是一种在磁场环境中具有相变特性的智能材料，当磁 场强度为零时表现为液态，当磁场强度足够大时转变为凝固态，相变过程可控、可逆、时间 短。本实用新型的机器人关节以基于磁流变液的柔性驱动器为主要传动装置，并通过施加第 一臂受力的反馈控制，使所述机器人关节在运动过程中能同时满足传动刚性、主动柔性与被 动柔性的需求，适用于开发具有本质安全性的机械臂或机器人仿人灵巧手产品。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型通过施加第一臂受力的反馈控制，使得所述机器人关节兼有主动柔性、被 动柔性和传动刚性，从而具有较高的安全性。

2.本实用新型利用安装在转轴上的弹性件抵住可活动的主动轮，使得主动轮能够与从动 轮紧密啮合，这样就使得即使主动轮和从动轮存到磨损，也依然能够保证两者之间的啮合精 度，整个结构简单合理，既保证了精度，又节省了频繁更换齿轮产生的维护成本。

附图说明

图1为本实用新型机器人关节的伸直状态示意图；

图2为本实用新型机器人关节的弯曲状态示意图；

图3为本实用新型主动转子结构示意图；

图4为本实用新型从动转子结构示意图。

具体实施方式

为了更加清楚、完整的说明本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一 步说明。