The invention discloses a pneumatic artificial muscle and a servo motor hybrid drive joint, including a pneumatic artificial muscle driving mechanism composed of two pneumatic artificial muscles and half gears, a servo motor drive mechanism composed of a servo motor and an active bevel mounted on the output shaft of the servo motor, and a rotating shaft. A revolving mechanism composed of a driven bevel gear, a circular gear meshed with a half gear and a joint axis, which is meshed with the active bevel gear. The pneumatic artificial muscle and servo motor transmit the driving force to the rotating shaft at the same time through the meshing transmission between the active bevel gear and the driven bevel gear and the half gear and the circular gear. The advantages of the pneumatic artificial muscle material, such as light weight, large load, good flexibility and so on, are combined with the advantages of high precision and quick response of the servo motor. The two people can make accurate compliance control in the way of mutual compensation in the process of driving.
【技术实现步骤摘要】
气动人工肌肉与伺服电机混合驱动关节
本专利技术涉及仿生机器人
,特别涉及一种气动人工肌肉与伺服电机混合驱动关节。
技术介绍
关节是决定康复和穿戴等机器人性能的核心部件之一。研究轻质、灵巧、具有更高人机相融性的机器人关节结构,有助于开发实用化的康复和穿戴等机器人产品。目前,多数机器人关节采用高刚性的电机作为驱动元件,这种驱动方式响应快,定位精度高,承载能力强。此外还有一部分机器人关节以气动人工肌肉作为驱动元件,这种驱动方式柔顺性好,功率/重量比大,动作平滑;但是,以电机作为驱动元件在实现机器人高功率密度比和整体响应性能、以及具有与人相匹配的柔顺性等方面受到限制,而以气动人工肌肉作为驱动元件只能通过压力控制,不能根据驱动要求来调节驱动特性,存在典型的非线性,难以实现精确地控制。已公开专利CN105644650A公开了一种由哈尔滨工业大学研制的气电混合驱动的柔性双足机器人;已公开专利CN104786219A公开了一种由浙江理工大学研制的360度多自由度仿人气动肌肉机械手;此外,上海交通大学的陈剑锋等设计了一种混合驱动式多关节双机械臂;西北工业大学的应申舜等设计了一种基于气动人工肌肉的机器人驱动关节;上述研究成果都是以气动人工肌肉作为驱动单元,然而以气动人工肌肉或电机作为关节的单一驱动元件,很难实现较高精度下的柔顺控制。综上所述,有必要针对单一驱动元件驱动关节在保证精度下柔顺性等方面存在的不足,提出了以一种气动人工肌肉和电机混合驱动的单关节形式,达到提高仿生机器人驱动关节性能的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过改变传统仿生机器人驱动关节的单一驱 ...
【技术保护点】
1.一种气动人工肌肉与伺服电机混合驱动关节,其特征在于,包括设置在一架体上的气动人工肌肉驱动机构、伺服电机驱动机构和回转机构;其中,所述架体包括安装支架(8)和两个对称设置在所述安装支架(8)两侧的L形连接架(3);所述气动人工肌肉驱动机构包括两个平行设置的气动人工肌肉(1)和一个半齿轮(2);两个所述气动人工肌肉(1)平行于所述安装支架(8)且分别位于两个所述L形连接架(3)的上方,每个所述气动人工肌肉(1)的伸缩端固定在所述L形连接架(3)的竖板上、充放气端固定在所述安装支架(8)的竖板上;所述半齿轮(2)位于所述安装支架(8)的下方且平行于所述安装支架(8)设置,每个所述L形连接架(3)分别通过一根竖轴与所述半齿轮(2)连接固定,使所述L形连接架(3)能够带动所述半齿轮(2)发生转动;所述伺服电机驱动机构包括一个伺服电机(5)和一个主动伞齿轮(4);所述伺服电机(5)固定在邻近所述气动人工肌肉(1)伸缩端处的安装支架(8)上,且所述伺服电机(5)的输出轴平行于所述气动人工肌肉(1)设置;所述主动伞齿轮(4)安装在所述伺服电机(5)的输出轴上;所述回转机构包括回转轴(6)、与所述主 ...
【技术特征摘要】
1.一种气动人工肌肉与伺服电机混合驱动关节,其特征在于,包括设置在一架体上的气动人工肌肉驱动机构、伺服电机驱动机构和回转机构;其中,所述架体包括安装支架(8)和两个对称设置在所述安装支架(8)两侧的L形连接架(3);所述气动人工肌肉驱动机构包括两个平行设置的气动人工肌肉(1)和一个半齿轮(2);两个所述气动人工肌肉(1)平行于所述安装支架(8)且分别位于两个所述L形连接架(3)的上方,每个所述气动人工肌肉(1)的伸缩端固定在所述L形连接架(3)的竖板上、充放气端固定在所述安装支架(8)的竖板上;所述半齿轮(2)位于所述安装支架(8)的下方且平行于所述安装支架(8)设置,每个所述L形连接架(3)分别通过一根竖轴与所述半齿轮(2)连接固定,使所述L形连接架(3)能够带动所述半齿轮(2)发生转动;所述伺服电机驱动机构包括一个伺服电机(5)和一个主动伞齿轮(4);所述伺服电机(5)固定在邻近所述气动人工肌肉(1)伸缩端处的安装支架(8)上,且所述伺服电机(5)的输出轴平行于所述气动人工肌肉(1)设置;所述主动伞齿轮(4)安装在所述伺服电机(5)的输出轴上;所述回转机构包括回...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘振忠,朱海星,王巨涛,
申请(专利权)人:天津理工大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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