一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件制造技术

一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件，以解决现有抑制机器人振动采用主动或半主动减振方法，存在可靠性差、体积大，构造复杂的问题。本发明专利技术的外圈刚体与内圈刚体同轴设置，两个柔性体和两个扇形刚片均设置在外圈刚体与内圈刚体之间，两个扇形刚片对称设置在内圈刚体的左右端，且每个扇形刚片的内径与内圈刚体固接，两个柔性体对称设置在内圈刚体的上下端，且每个凸凹曲线刚片的凸起侧边缘与内圈刚体固接，每个凸凹曲线刚片的凹坑侧边缘与外圈刚体固接，每个扇形槽中设置一块扇形金属连接板，每个扇形金属连接板与扇形刚片之间设置一块扇形橡胶板，扇形金属连接板与外圈刚体通过连接元件连接。本发明专利技术用于柔性机器人关节上。

Passive vibration damping elastic element for flexible robot joint

The utility model relates to a passive vibration damping elastic element for a flexible robot joint, so as to solve the problems that the existing robot vibration suppression adopts an active or semi-active vibration damping method, and the utility model has the problems of poor reliability, large volume and complicated structure. The outer ring and the inner ring of the rigid rigid coaxial arrangement of the invention, two flexible body and two sector rigid pieces are arranged in the inner ring between the outer rigid body and rigid body, two fan-shaped just symmetrically arranged in the inner diameter of the left and right ends of the rigid body, and the inner body and each fan is fixedly connected with the rigid sheet, two flexible body symmetry set in the end the inner body, convex side edge and the inner body and each piece is fixedly connected with the first concave convex curve, each concave convex curve just the pit side edge and the outer ring body is fixedly connected, connected with a fan-shaped metal plate of each fan-shaped groove, each fan-shaped metal connecting plate and steel sheet is arranged between a fan fan rubber plate, metal plate and the outer fan is connected by the connecting element is connected with the rigid body. The invention is applied to a flexible robot joint.

【技术实现步骤摘要】
一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件
本专利技术涉及一种柔性机器人关节用弹性元件，具体涉及一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件，属于机器人领域。
技术介绍
为了满足柔性生产技术的要求，越来越多的制造企业采用半自动化的人机协作生产模式。这种生产模式需要操作工人与机器人协同工作。为了保证操作工人的安全，采用串联弹性驱动器的柔性机器人不断问世。通过在机器人关节减速器输出端串联弹簧、扭簧等柔性元件，减小了机器人的输出阻抗，提高了机器人的安全性。但是，机器人关节柔性的提高，使机器人运作时产生振动，从而大大降低了机器人位置控制的精确性。为了抑制机器人振动，可采用主动、半主动和被动三种减振方法。主动振动控制是利用控制算法减小振动，可靠性差。半主动振动控制需要额外增加电机等控制元件，体积大，构造复杂。
技术实现思路
本专利技术为解决现有抑制机器人振动采用主动或半主动减振方法，存在可靠性差、体积大，构造复杂的问题，而提出一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件。本专利技术的一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件，所述弹性元件包括圆形金属本体、四块扇形橡胶板和四块扇形金属连接板，金属材料本体由内圈刚体、外圈刚体、两个柔性体和两个扇形刚片组成，每个柔性体由两个凸凹曲线刚片组成，两个凸凹曲线刚片以竖直中心线对称设置，外圈刚体与内圈刚体同轴设置，两个柔性体和两个扇形刚片均设置在外圈刚体与内圈刚体之间，两个扇形刚片对称设置在内圈刚体的左右端，且每个扇形刚片的内径与内圈刚体固接，两个柔性体对称设置在内圈刚体的上下端，且每个凸凹曲线刚片的凸起侧边缘与内圈刚体固接，每个凸凹曲线刚片的凹坑侧边缘与外圈刚体固接，外圈刚体的每侧端面上设置有两个扇形槽，两个扇形槽与两个扇形刚片一一对应，每个扇形槽中设置一块扇形金属连接板，每个扇形金属连接板与扇形刚片之间设置一块扇形橡胶板，扇形金属连接板与外圈刚体通过连接元件连接。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：一、本专利技术在圆形金属本体中设计了扇形橡胶板，利用其阻尼特性来减小振动。使得本专利技术具有了完全被动减振功能。本专利技术具有较大的输出力矩，能够驱动大负载。本专利技术的结构简单，工作可靠，是理想的振动控制方案。二、将柔性体设计成凸凹曲线刚片，使柔性体受力时产生期望的弹性变形，起到增加柔性的作用，同时采用对称设计，使柔性体产生正向和反向变形时具有同样的刚度。三、本专利技术的整体结构为盘状结构，使得本专利技术的体积小、重量轻，实现紧凑化、集成化、模块化结构设计。附图说明图1是本专利技术的整体结构主视图；图2是本专利技术的整体结构立体图；图3是本专利技术的整体结构分解图；图4是圆形金属本体1的立体图；图5是圆形金属本体1的主视图；图6是柔性体1-3的主视图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1～图6说明本实施方式，本实施方式包括圆形金属本体1、四块扇形橡胶板2和四块扇形金属连接板3，金属材料本体1由内圈刚体1-1、外圈刚体1-2、两个柔性体1-3和两个扇形刚片1-4组成，每个柔性体1-3由两个凸凹曲线刚片1-3-1组成，两个凸凹曲线刚片1-3-1以竖直中心线N-N对称设置，外圈刚体1-2与内圈刚体1-1同轴设置，两个柔性体1-3和两个扇形刚片1-4均设置在外圈刚体1-2与内圈刚体1-1之间，两个扇形刚片1-4对称设置在内圈刚体1-1的左右端，且每个扇形刚片1-4的内径与内圈刚体1-1固接，两个柔性体1-3对称设置在内圈刚体1-1的上下端，且每个凸凹曲线刚片1-3-1的凸起侧边缘与内圈刚体1-1固接，每个凸凹曲线刚片1-3-1的凹坑侧边缘与外圈刚体1-2固接，外圈刚体1-2的每侧端面上设置有两个扇形槽1-2-1，两个扇形槽1-2-1与两个扇形刚片1-4一一对应，每个扇形槽1-2-1中设置一块扇形金属连接板3，每个扇形金属连接板3与扇形刚片1-4之间设置一块扇形橡胶板2，扇形金属连接板3与外圈刚体1-2通过连接元件连接。柔性体1-3在弹性元件动力传递过程中起到柔性变形的作用，同时柔性体1-3将内圈刚体1-1和外圈刚体1-2连接为一个整体。具体实施方式二：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式的内圈刚体1-1、外圈刚体1-2、两个柔性体1-3和两个扇形刚片1-4制成一体。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的内圈刚体1-1上设有多个内圈连接通孔1-1-1。多个内圈连接通孔1-1-1用于连接电机输出轴。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：结合图5说明本实施方式，本实施方式的多个通孔1-1-1沿同一圆周均布设置。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。具体实施方式五：结合图4说明本实施方式，本实施方式的扇形刚片1-4沿圆形金属本体1的半径方向由内向外逐渐变薄。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。具体实施方式六：结合图3说明本实施方式，本实施方式的每块扇形橡胶板2沿圆形金属本体1的半径方向由内向外逐渐变厚。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。具体实施方式七：结合图5说明本实施方式，本实施方式的外圈刚体1-2上设有多个外圈连接通孔1-2-2，多个外圈连接通孔1-2-2用于与机器人关节负载端相连。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。具体实施方式八：结合图5说明本实施方式，本实施方式的两个扇形槽1-2-1之间的多个外圈连接通孔1-2-2沿同一圆周均布设置。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。具体实施方式九：结合图3说明本实施方式，本实施方式的扇形橡胶板2与扇形刚片1-4采用胶黏剂粘接在一起。其它组成及连接关系与具体实施方式七或八相同。本专利技术的工作原理：在机器人关节中，电机输出的动力经减速器传到弹性元件的内圈刚体1-1上，内圈刚体1-1是弹性元件的动力输入端口。动力传递到内圈刚体1-1后，经两路传递到外圈刚体1-2上。第一路是经过柔性体1-3传递到外圈刚体1-2上；第二路是经过扇形刚片1-4、扇形橡胶板2、扇形金属连接板3传递到外圈刚体1-2上，由于柔性体1-3和扇形橡胶板2的弹性作用，整个弹性元件在动力传递过程中会产生弹性变形，赋予机器人柔性特性。由于扇形橡胶板2具有粘弹性阻尼作用，在动力传递的过程中会损耗掉部分能量，实现了弹性元件被动减振功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件，其特征在于：所述弹性元件包括圆形金属本体(1)、四块扇形橡胶板(2)和四块扇形金属连接板(3)，金属材料本体(1)由内圈刚体(1‑1)、外圈刚体(1‑2)、两个柔性体(1‑3)和两个扇形刚片(1‑4)组成，每个柔性体(1‑3)由两个凸凹曲线刚片(1‑3‑1)组成，两个凸凹曲线刚片(1‑3‑1)以竖直中心线(N‑N)对称设置，外圈刚体(1‑2)与内圈刚体(1‑1)同轴设置，两个柔性体(1‑3)和两个扇形刚片(1‑4)均设置在外圈刚体(1‑2)与内圈刚体(1‑1)之间，两个扇形刚片(1‑4)对称设置在内圈刚体(1‑1)的左右端，且每个扇形刚片(1‑4)的内径与内圈刚体(1‑1)固接，两个柔性体(1‑3)对称设置在内圈刚体(1‑1)的上下端，且每个凸凹曲线刚片(1‑3‑1)的凸起侧边缘与内圈刚体(1‑1)固接，每个凸凹曲线刚片(1‑3‑1)的凹坑侧边缘与外圈刚体(1‑2)固接，外圈刚体(1‑2)的每侧端面上设置有两个扇形槽(1‑2‑1)，两个扇形槽(1‑2‑1)与两个扇形刚片(1‑4)一一对应，每个扇形槽(1‑2‑1)中设置一块扇形金属连接板(3)，每个扇形金属连接板(3)与扇形刚片(1‑4)之间设置一块扇形橡胶板(2)，扇形金属连接板(3)与外圈刚体(1‑2)通过连接元件连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件，其特征在于：所述弹性元件包括圆形金属本体(1)、四块扇形橡胶板(2)和四块扇形金属连接板(3)，金属材料本体(1)由内圈刚体(1-1)、外圈刚体(1-2)、两个柔性体(1-3)和两个扇形刚片(1-4)组成，每个柔性体(1-3)由两个凸凹曲线刚片(1-3-1)组成，两个凸凹曲线刚片(1-3-1)以竖直中心线(N-N)对称设置，外圈刚体(1-2)与内圈刚体(1-1)同轴设置，两个柔性体(1-3)和两个扇形刚片(1-4)均设置在外圈刚体(1-2)与内圈刚体(1-1)之间，两个扇形刚片(1-4)对称设置在内圈刚体(1-1)的左右端，且每个扇形刚片(1-4)的内径与内圈刚体(1-1)固接，两个柔性体(1-3)对称设置在内圈刚体(1-1)的上下端，且每个凸凹曲线刚片(1-3-1)的凸起侧边缘与内圈刚体(1-1)固接，每个凸凹曲线刚片(1-3-1)的凹坑侧边缘与外圈刚体(1-2)固接，外圈刚体(1-2)的每侧端面上设置有两个扇形槽(1-2-1)，两个扇形槽(1-2-1)与两个扇形刚片(1-4)一一对应，每个扇形槽(1-2-1)中设置一块扇形金属连接板(3)，每个扇形金属连接板(3)与扇形刚片(1-4)之间设置一块扇形橡胶板(2)，扇形金属连接板(3)与外圈刚体(1-2)通过连接元件连接。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰，王继龙，臧希喆，刘玉斌，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23