[发明专利]一种基于超磁致伸缩材料的机器人关节结构

说明书

本发明涉及一种基于超磁致伸缩材料的机器人关节结构，包括关节一、关节二和超磁致伸缩驱动器，所述超磁致伸缩驱动器包括外壳、线圈骨架、励磁线圈、超磁致伸缩棒和滑块，所述线圈骨架固定在所述外壳内，所述励磁线圈缠绕在所述线圈骨架上；所述滑块活动于所述外壳内，并位于所述线圈骨架的上方；所述超磁致伸缩棒的下端伸入并固定于所述线圈骨架内，上端与所述滑块固定连接；所述关节二的下端与所述滑块转动连接，上端与所述关节一转动连接。本发明以超磁致伸缩材料制成的超磁致伸缩驱动器作为机器人关节的驱动，可达到控制精确，响应速度快，看可靠性好，结构简单等效果。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种基于超磁致伸缩材料的机器人关节结构。

背景技术

机器人技术日益发展成为我们日常生活不可或缺的科学技术，机器人的应用广泛，从传统的自动化制造领域，到人类日常生活，再到茫茫星系的探索，对机器人的研究成为当前的热点。

机器人关节是机器人的基础部件，其性能的好坏直接影响机器人的性能。机器人关节的种类有很多，根据机器人的功能不同，关节的配置和运动系统的形式也都各不相同。工业机器人关节根据输出运动形式的不同分为移动关节和转动关节；根据传动机构的不同可以分为齿轮传动、连杆传动和摆线针轮减速传动；根据驱动器形式的不同可以分为电驱动关节、气压驱动关节、液压驱动关节和特种驱动关节等等。总体来看机器人关节呈现出大力矩，高精度，反应灵敏，小型化，标准化和模块化的趋势和发展。

超磁致伸缩材料在磁场作用下，其长度发生变化，可发生位移而做功或在交变磁场作用下可发生反复伸张与缩短，材料具有很高的耐热温度，磁致伸缩性能强。在室温下，机械能和电能之间的转换率高、能量密度大、响应速度快、可靠性好、驱动方式简单。如果由超磁致伸缩材料制成的超磁致伸缩驱动器作为机器人关节的驱动，可以达到控制精确，响应速度快，看可靠性好，结构简单等效果。但是，目前还没有这样的作为机器人关节驱动的由超磁致伸缩材料制成的超磁致伸缩驱动器出现，因此，急需设计出一种由超磁致伸缩材料制成的超磁致伸缩驱动器来作为机器人关节的驱动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超磁致伸缩材料的机器人关节结构，以超磁致伸缩材料制成的超磁致伸缩驱动器作为机器人关节的驱动，可达到控制精确，响应速度快，看可靠性好，结构简单等效果。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于超磁致伸缩材料的机器人关节结构，包括关节一、关节二和超磁致伸缩驱动器，所述超磁致伸缩驱动器包括外壳、线圈骨架、励磁线圈、超磁致伸缩棒和滑块，所述线圈骨架固定在所述外壳内，所述励磁线圈缠绕在所述线圈骨架上；所述滑块活动于所述外壳内，并位于所述线圈骨架的上方；所述超磁致伸缩棒的下端伸入并固定于所述线圈骨架内，上端与所述滑块固定连接；所述关节二的下端与所述滑块转动连接，上端与所述关节一转动连接。

较佳地，所述外壳为下端有底、上端无底的壳体，所述线圈骨架固定在所述外壳的底部；

所述关节一通过定位销一与所述外壳上端的前后两侧壁转动连接；所述外壳上端的左右两侧壁设有可限定所述关节一的转动幅度的开口。

较佳地，所述关节一的尾端为圆弧端，所述圆弧端上设置一可供所述定位销一穿过的圆心孔；

所述关节一的圆弧端的圆周面上设置一槽口，所述槽口沿着所述圆弧端的圆周方向设置；所述关节二的上端伸入此槽口内，并通过定位销二与此槽口的两槽壁轴转连接。

较佳地，所述槽口的两槽壁分别设置一偏心孔，所述偏心孔偏离所述圆弧端的圆心，并与所述圆形孔平行，所述定位销二的两端分别插入两所述偏心孔。

较佳地，所述线圈骨架内还设有永磁体。

较佳地，所述永磁体位于所述线圈骨架的轴孔的底部，所述超磁致伸缩棒位于所述永磁体的上方。

较佳地，所述外壳和线圈骨架均为磁导率底的金属材料，所述永磁体为磁导率高的永磁体。