[发明专利]机器人及其关节驱动装置

说明书

本发明公开了一种机器人及其关节驱动装置，机器人关节的驱动装置包括：关节驱动轮和联动齿轮；与所述关节驱动轮和联动齿轮均啮合的同步齿带，所述同步齿带的两端之间依次串接有第一弹性件和第二弹性件；调节部件，其能够调节所述第一弹性件和/或第二弹性件的长度。由于通过调节部件改变第一弹性件和/或第二弹性件的长度，进而改变了第一弹性件和第二弹性件共同形成的弹性组件的刚度，实现了机器人关机刚度的改变，使关节的驱动装置的刚度范围大大增加，能够适用于多种环境，大大提高了柔性关节的通用性。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种机器人及其关节驱动装置。

背景技术

随着机器人技术应用领域的不断扩大，机器人逐渐进入了娱乐、医疗、服务等其它非工业领域。在这些领域中，由于机器人的工作位置和工作环境未知，不能够预先设计好机器人的工作流程，传统的刚性机械臂已不能够胜任工作需求。为了适应机器人技术的发展，轻型柔性机械臂应运而生，弹性元件或柔性机构逐渐被应用到机器人关节中。柔性关节由于具有高负载/自重比、良好的缓冲功能等优点，使机器人在安全性、环境适应性等方面具有突出的表现，近年来成为柔性机器人研究领域的热点。

现有技术中的柔性关节仅通过简单增加弹性元件或弹性机构，但是其刚度范围较小并不能满足多种环境的需要，导致柔性关节的通用性较差。

综上所述，如何有效地解决柔性关节的刚度范围较小且通用性较差的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种机器人关节的驱动装置，该机器人关节的驱动装置的结构设计可以有效地解决柔性关节的刚度范围较小且通用性较差的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述机器人关节的驱动装置的机器人。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种机器人关节的驱动装置，包括：

关节驱动轮和联动齿轮；

与所述关节驱动轮和联动齿轮均啮合的同步齿带，所述同步齿带的两端之间依次串接有第一弹性件和第二弹性件；

调节部件，其能够调节所述第一弹性件和/或第二弹性件的长度。

优选地，上述机器人关节的驱动装置中，所述同步齿带的两端之间连接有至少一个弹簧，每个所述弹簧的两端分别与所述同步齿带的两端相对固定；

所述调节部件为卡在所述弹簧上的滑块，所述滑块上开设有螺旋槽，所述弹簧的螺旋圈卡在所述螺旋槽内，转动所述滑块以使所述滑块相对于所述弹簧沿着所述弹簧的长度方向移动；

所有所述弹簧的位于所述滑块的第一侧的部分为第一弹性件，所有所述弹簧的位于所述滑块的第二侧的部分为第二弹性件。

优选地，上述机器人关节的驱动装置中，所述弹簧为多个时，多个所述弹簧同轴设置，所述滑块的数量为一个且所有弹簧均卡在所述滑块上；

该机器人关节的驱动装置还包括刚度调节组件，所述刚度调节组件包括第一电机、穿过所述弹簧的驱动轴和设置在所述第一电机和驱动轴之间的第一传动部件，所述滑块与所述驱动轴之间周向固定且所述滑块能够相对于所述驱动轴轴向滑动。

优选地，上述机器人关节的驱动装置中，所述弹簧的数量为两个。

优选地，上述机器人关节的驱动装置中，所述弹簧为多个时，多个所述弹簧并排分布，所述滑块的数量为多个且多个所述弹簧上分别卡设有多个所述滑块上；

该机器人关节的驱动装置还包括刚度调节组件，所述刚度调节组件包括第一电机、分别穿过多个所述弹簧的多个驱动轴和设置在所述第一电机和多个所述驱动轴之间的第一传动部件，与同一所述弹簧配合的所述滑块和所述驱动轴之间周向固定且两者能够相对轴向滑动。