[发明专利]一种可全角度旋转的柔性机械臂关节

说明书

本发明涉及机械臂技术领域，更具体地，涉及一种可全角度旋转的柔性机械臂关节，包括转动组件、驱动组件和连接驱动组件和转动组件的传动组件，转动组件包括输出轴和传感器，转动组件、传动组件和驱动组件均设置有供内部走线的空腔，传动组件包括驱动组件驱动转动第一传动部和与第一传动部转动连接的第二传动部；第一传动部与所述第二传动部之间设置有沿转动方向形变的弹性件，第一传动部通过弹性件带动第二传动部转动；第二传动部与转动组件连接。本发明的机械臂关节能够全角度旋转；机械臂关节的传动的过程中，通过弹性件对较大的外部作用力进行缓冲，提高了了机械臂关节的柔性。

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，更具体地，涉及一种可全角度旋转的柔性机械臂关节。

背景技术

实现机械臂关节的柔性对于人机交互类、协作等机械臂具有十分重大的意义。目前，一种典型的实现机器臂关节柔性的方法中，通过在机械臂电机安装用于检测力矩的传感器，并通过各种控制的方法可模拟出机械臂关节的柔性。然而，在这种方法中，机械臂关节受制于传感器线路的影响，很难做到关节的全角度旋转。

公开号为“CN109421079A”的专利申请文件公开了一种用于机械臂的旋转弹性柔性关节，该机械臂关节通过内部走线的方式避免了传感器对机械臂关节转动的影响，实现了全角度的旋转。但是该专利文件中，机械臂关节采用的都是刚性传动，导致机械臂在传动的时候，关节的柔性较差。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述中机械臂关节柔性较差的问题，提供一种可全角度旋转的柔性机械臂关节，既能够实现机械臂关节的全角度旋转，也能够提高机械臂关节的柔性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可全角度旋转的柔性机械臂关节，包括转动组件、驱动组件和连接所述驱动组件和转动组件的传动组件，所述转动组件包括输出轴和传感器，所述转动组件、所述传动组件和所述驱动组件均设置有供内部走线的空腔，所述传动组件包括所述驱动组件驱动转动第一传动部和与所述第一传动部转动连接的第二传动部；所述第一传动部与所述第二传动部之间设置有沿转动方向形变的弹性件，所述第一传动部通过所述弹性件带动所述第二传动部转动；所述第二传动部与所述转动组件连接。

传感器的接线能够通过空腔连接其他元器件，转动组件能够全角度旋转。当驱动组件驱动第一传动部转动的时候，第一传动部直接带动第二传动部一起转动。直至当转动组件带来的外部作用力大于弹簧的弹力，第一传动部才会相对于第二传动部转动，且压缩弹簧，随着弹簧的压缩，弹簧的弹力大于外部作用力后，第二传动部继续与第一传动部一起运动，从而实现了柔性缓冲的作用。

优选的，所述第一传动部和所述第二传动部互相靠近的一侧均设置有互相配合安装槽，所述弹性件放置于所述安装槽内，并分别与所述第一传动部和所述第二传动部抵接。弹性件可以为弹簧，第一传动部和第二传动部的安装槽配合成一个容腔，弹簧放置于容腔内，在第一传动部和第二传动部相对运动的时候，弹簧沿着转动方向压缩，不会弹出空腔，保证了稳定性。

优选的，所述第一传动部的沿圆周分布有至少两个镂空部，所述第二传动部的对应所述镂空部的位置设置有凸起限位部。凸起限位部只能在镂空部内运动，通过镂空部和凸起限位部两者结合的限位作用，限制第一传动部和第二传动部的最大相对转角，以防止超出弹性件的最大可压缩量。

进一步优选的，所述镂空部和所述凸起限位部的径向截面均为以所述第一传动部的轴芯为圆心的扇形。凸起限位部和镂空部的端面配合度较高，有利于减少凸起限位部与第一传动部之间的磨损。

优选的，所述第二传动部设置有中心通孔并靠近所述驱动组件，所述第一传动部设置有套装于所述中心通孔的凸台，所述驱动组件与所述凸台连接；所述第二传动部靠近所述驱动组件的一侧设置有推力轴承。第二传动部设置于第一传动部和驱动组件之间，而第二传动部和驱动组件之间通过推力轴承连接，既能够使得第一传动部和第二传动部的连接更加紧密，同时通过推力轴承的作用，减少第二传动部与驱动组件之间的摩擦力。