[实用新型]一种两自由度串联伺服关节结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及多自由度关节技术领域，尤其涉及一种两自由度串联伺服关节结构。

背景技术

随着机器人技术的发展，机器人种类不断增多，对机器人关节的灵活性、紧凑性、智能性、可控性的要求越来越高。两自由度关节指具有两个轴线垂直相交自由度的关节，这种关节的原型在人体和动物体上普遍存在，比如人体和其他行走类动物的颈关节、腕关节、踝关节、指根关节、腰关节，螃蟹和其他爬行类动物的腿根关节等。因此，对于各种仿生机器人，制作具有两自由度的关节是需要解决的问题之一。

但是，现有技术中的机器人两自由度关节结构，具有固有缺陷，如结构庞大，制作成本高，结构集成度不高，强度低，定位不精准，控制难度大，载荷能力低等，这些缺陷均限制了仿生机器人的发展，不便于两自由度关节结构的推广使用。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供一种两自由度关节串联伺服关节结构，用于解决现有技术中的不足，其结构简单，制作成本低，安装、使用以及控制方便，通用性和实用性较强，使用寿命长，便于推广使用。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种两自由度串联伺服关节结构，包括顶板、倾斜板、第一自由度机构以及第二自由度机构，所述顶板设有通孔，所述通孔内容置所述倾斜板；

所述第一自由度机构包括电动顶杆、设置在所述倾斜板底部的对称设置的连动板、设置在所述顶板底部的对称设置的顶板连接板以及第一轴承连接件，所述电动顶杆的顶杆伸缩杆和底座分别与所述倾斜板和所述顶板铰接，用以驱动所述倾斜板相对所述顶板转动，所述顶板连接板和所述连动板分别设有第一通孔和第二通孔，所述第一轴承连接件依次穿过所述第一通孔和所述第一通孔转动连接所述顶板连接板和所述连动板；

所述第二自由度机构包括一级齿轮、二级齿轮以及固定连接所述倾斜板的电机和第二轴承连接件，所述电机的输出端和所述第二轴承连接件均由所述倾斜板的底部穿出所述倾斜板，所述电机的穿出端连接所述一级齿轮，所述一级齿轮啮合有所述二级齿轮，所述二级齿轮的内圈连接所述第二轴承连接件的穿出端。

其中，所述第一轴承连接件包括第一轴承和第一轴套，所述第一轴套的一端设有凸缘，所述凸缘固定在所述连动板上，所述第一轴套的另一端外套设所述第一轴承，所述第一轴承的外圈连接所述顶板连接板。

其中，所述两自由度串联伺服关节结构还包括第一检测机构，所述第一检测机构包括第一转向盘、一字型固定板以及第一电位器，所述第一电位器的本体设置在所述第一转向盘上，所述第一转向盘设置在所述第一轴套的另一端，所述第一电位器的检测端固定连接所述一字型固定板，所述一字型固定板设置在所述顶板连接板上。

其中，所述第二轴承连接件包括第二轴承和第二轴套，所述第二轴套的一端设有凸缘，所述凸缘固定在所述倾斜板上，所述第二轴套的另一端外套设所述第二轴承，所述第二轴承的外圈连接所述二级齿轮。

其中，所述两自由度串联伺服关节结构还包括第二检测机构，所述第二检测机构包括第二转向盘、连接片以及第二电位器，所述第二电位器的本体设置在所述第二转向盘上，所述第二转向盘固定连接所述第二轴套的另一端，所述第二电位器的检测端固定连接所述连接片的一端，所述连接片的另一端设置在所述二级齿轮上。

其中，所述第二检测机构还包括固定扣，所述第二电位器的检测端通过所述固定扣固定在所述连接片的一端。

其中，所述第一自由度机构还包括设置在所述倾斜板底部的顶杆连接板和设置在所述顶板底部的顶杆固定板，所述电动顶杆的顶杆伸缩杆和底座分别与所述顶杆连接板和所述顶杆固定板铰接。

其中，所述电动顶杆的顶杆和底座均通过铰链分别与所述顶杆连接板和所述顶杆固定板铰接。

其中，所述电机为减速电机。

(三)有益效果

本实用新型提供的两自由度串联伺服关节结构，相对于现有技术具有以下优点：

1、本实用新型提供的两自由度串联伺服关节结构，结构简单，制作成本低，安装、使用以及控制方便，通用性和实用性较强，使用寿命长，便于推广使用；

2、采用电动顶杆与电机相结合的方式，实现两自由度关节结构的两个自由度的运动；

3、通过设置第一电位器和第二电位器，能够精确测量第一自由度机构和第二自由度机构转动的角度，控制方便；