The invention belongs to the robot joint technology field, in particular to a robot joint variable stiffness actuator. It includes a power output device and two sets of power input devices, in which the power output device includes a power output frame, a screw rod and a frictional round platform. The screw is mounted on the power output frame, connected with the two friction round table threads, and the small diameter end phase of the two tribological circles, and the two sets of power input devices can be rotated. It is installed on both sides of the power output frame and is connected with two frictional circles, and the joint angle and joint stiffness are controlled by changing the relative steering of the two groups of power input devices. The invention sets two power input devices symmetrically on both sides of the power output device, and controls the joint angle and joint stiffness by changing the relative steering of the two dynamic input axes. Moreover, by means of friction, the protection of motor or joint parts can be realized.
【技术实现步骤摘要】
一种机器人关节变刚度执行器
本专利技术属于机器人关节
,特别涉及一种机器人关节变刚度执行器。
技术介绍
机器人不再局限于结构化环境下代替人类完成传统工业生产,而逐渐从封闭作业空间中解放出来,进入非结构化环境,与人共融并协同作业。人机协作已成为机器人发展的必然趋势。传统的工业机器人高刚度关节缺乏缓冲和吸能储能功能,极易被强烈的冲击破坏,甚至对人类造成致命伤害。当前通过主动控制实现关节柔顺性能的机器人关节中,由于受到带宽影响,关节刚度调节响应非常受限。同时这类关节的柔顺性能主要依靠电机进行不断调节、修正,耗能较为严重。变刚度机器人关节的柔顺性能是被动的,所以柔顺响应速度快。而且弹性元件具有吸收能量的特性。同时变刚度机器人关节也可以实现刚度的自主调节,增加在非结构化环境下的工作能力。目前变刚度机器人关节技术仍不成熟,刚度范围和承载能力有限、电机利用率过低,体积庞大,质量重等问题仍需要解决。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术的目的在于提供一种机器人关节变刚度执行器,以解决现有变刚度关节的体积大、质量重以及电机利用率低等问题。为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种机器人关节变刚度执行器,包括动力输出装置及两组动力输入装置,其中动力输出装置包括动力输出架、丝杠及摩擦圆台,所述丝杠安装在动力输出架上、且与两个摩擦圆台螺纹连接,两个所述摩擦圆台的小直径端相对应,两组所述动力输入装置可转动地安装在所述动力输出架的两侧、且均与两个所述摩擦圆台摩擦连接;通过改变两组所述动力输入装置的相对转向,从而对关节转角和关节刚度进行控制。两组所述动力输入装置结构相同,均 ...
【技术保护点】
1.一种机器人关节变刚度执行器,其特征在于:包括动力输出装置及两组动力输入装置,其中动力输出装置包括动力输出架(9)、丝杠(10)及摩擦圆台(11),所述丝杠(10)安装在动力输出架(9)上、且与两个摩擦圆台(11)螺纹连接,两个所述摩擦圆台(11)的小直径端相对应,两组所述动力输入装置可转动地安装在所述动力输出架(9)的两侧、且均与两个所述摩擦圆台(11)摩擦连接;通过改变两组所述动力输入装置的相对转向,从而对关节转角和关节刚度进行控制。
【技术特征摘要】
1.一种机器人关节变刚度执行器,其特征在于:包括动力输出装置及两组动力输入装置,其中动力输出装置包括动力输出架(9)、丝杠(10)及摩擦圆台(11),所述丝杠(10)安装在动力输出架(9)上、且与两个摩擦圆台(11)螺纹连接,两个所述摩擦圆台(11)的小直径端相对应,两组所述动力输入装置可转动地安装在所述动力输出架(9)的两侧、且均与两个所述摩擦圆台(11)摩擦连接;通过改变两组所述动力输入装置的相对转向,从而对关节转角和关节刚度进行控制。2.根据权利要求1所述的机器人关节变刚度执行器,其特征在于:两组所述动力输入装置结构相同,均包括动力输入轴(2)、弹簧挡板(3)、弹簧(4)、凸轮盘(5)、摩擦盘(6)及钢球(7),其中动力输入轴(3)与所述动力输出架(9)转动配合,所述弹簧挡板(3)套设在动力输入轴(2)上、且随动力输入轴(2)转动,所述凸轮盘(5)和摩擦盘(6)相对扣合、且均套设在动力输入轴(2)上,所述凸轮盘(5)可在动力输入轴(2)上沿轴向滑动,所述摩擦盘(6)和动力输入轴(2)转动配合、且可在动力输入轴(2)上滑动,所述凸轮盘(5)和摩擦盘(6)之间沿周向设有多个钢球(7),弹簧(4)套设在动力输入轴(2)上、且受限于凸轮盘(5)和弹簧挡板(3)之间,所述摩擦盘(6)与两个所述摩擦圆台(11)摩擦连接。3.根据权利要求2所述的机器人关节变刚度执行器,其特征在于:所述凸轮盘(5)和摩擦盘(6)的...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘玉旺,刘霞刚,陈吉彪,程强,杨尚奎,
申请(专利权)人:中国科学院沈阳自动化研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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