一种两自由度串联伺服关节结构制造技术

本发明专利技术涉及多自由度关节技术领域，尤其涉及一种两自由度串联伺服关节结构，其包括顶板、倾斜板、第一自由度机构以及第二自由度机构，所述顶板设有容置所述倾斜板的通孔；所述第一自由度机构包括电动顶杆、设置在所述倾斜板底部的对称设置的连动板、设置在所述顶板底部的对称设置的顶板连接板以及第一轴承连接件；所述第二自由度机构包括一级齿轮、二级齿轮以及固定连接所述倾斜板的电机和第二轴承连接件。本发明专利技术提供的两自由度关节串联伺服关节结构，其结构简单，制作成本低，安装、使用以及控制方便，通用性和实用性较强，使用寿命长，便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多自由度关节
，尤其涉及一种两自由度串联伺服关节结构。
技术介绍
随着机器人技术的发展，机器人种类不断增多，对机器人关节的灵活性、紧凑性、智能性、可控性的要求越来越高。两自由度关节指具有两个轴线垂直相交自由度的关节，这种关节的原型在人体和动物体上普遍存在，比如人体和其他行走类动物的颈关节、腕关节、踝关节、指根关节、腰关节，螃蟹和其他爬行类动物的腿根关节等。因此，对于各种仿生机器人，制作具有两自由度的关节是需要解决的问题之一。但是，现有技术中的机器人两自由度关节结构，具有固有缺陷，如结构庞大，制作成本高，结构集成度不高，强度低，定位不精准，控制难度大，载荷能力低等，这些缺陷均限制了仿生机器人的发展，不便于两自由度关节结构的推广使用。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术提供一种两自由度关节串联伺服关节结构，用于解决现有技术中的不足，其结构简单，制作成本低，安装、使用以及控制方便，通用性和实用性较强，使用寿命长，便于推广使用。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种两自由度串联伺服关节结构，包括顶板、倾斜板、第一自由度机构以及第二自由度机构，所述顶板设有通孔，所述通孔内容置所述倾斜板；所述第一自由度机构包括电动顶杆、设置在所述倾斜板底部的对称设置的连动板、设置在所述顶板底部的对称设置的顶板连接板以及第一轴承连接件，所述电动顶杆的顶杆伸缩杆和底座分别与所述倾斜板和所述顶板铰接，用以驱动所述倾斜板相对所述顶板转动，所述顶板连接板和所述连动板分别设有第一通孔和第二通孔，所述第一轴承连接件依次穿过所述第一通孔和所述第一通孔转动连接所述顶板连接板和所述连动板；所述第二自由度机构包括一级齿轮、二级齿轮以及固定连接所述倾斜板的电机和第二轴承连接件，所述电机的输出端和所述第二轴承连接件均由所述倾斜板的底部穿出所述倾斜板，所述电机的穿出端连接所述一级齿轮，所述一级齿轮啮合有所述二级齿轮，所述二级齿轮的内圈连接所述第二轴承连接件的穿出端。其中，所述第一轴承连接件包括第一轴承和第一轴套，所述第一轴套的一端设有凸缘，所述凸缘固定在所述连动板上，所述第一轴套的另一端外套设所述第一轴承，所述第一轴承的外圈连接所述顶板连接板。其中，所述两自由度串联伺服关节结构还包括第一检测机构，所述第一检测机构包括第一转向盘、一字型固定板以及第一电位器，所述第一电位器的本体设置在所述第一转向盘上，所述第一转向盘设置在所述第一轴套的另一端，所述第一电位器的检测端固定连接所述一字型固定板，所述一字型固定板设置在所述顶板连接板上。其中，所述第二轴承连接件包括第二轴承和第二轴套，所述第二轴套的一端设有凸缘，所述凸缘固定在所述倾斜板上，所述第二轴套的另一端外套设所述第二轴承，所述第二轴承的外圈连接所述二级齿轮。其中，所述两自由度串联伺服关节结构还包括第二检测机构，所述第二检测机构包括第二转向盘、连接片以及第二电位器，所述第二电位器的本体设置在所述第二转向盘上，所述第二转向盘固定连接所述第二轴套的另一端，所述第二电位器的检测端固定连接所述连接片的一端，所述连接片的另一端设置在所述二级齿轮上。其中，所述第二检测机构还包括固定扣，所述第二电位器的检测端通过所述固定扣固定在所述连接片的一端。其中，所述第一自由度机构还包括设置在所述倾斜板底部的顶杆连接板和设置在所述顶板底部的顶杆固定板，所述电动顶杆的顶杆伸缩杆和底座分别与所述顶杆连接板和所述顶杆固定板铰接。其中，所述电动顶杆的顶杆和底座均通过铰链分别与所述顶杆连接板和所述顶杆固定板铰接。其中，所述电机为减速电机。(三)有益效果本专利技术提供的两自由度串联伺服关节结构，相对于现有技术具有以下优点：1、本专利技术提供的两自由度串联伺服关节结构，结构简单，制作成本低，安装、使用以及控制方便，通用性和实用性较强，使用寿命长，便于推广使用；2、采用电动顶杆与电机相结合的方式，实现两自由度关节结构的两个自由度的运动；3、通过设置第一电位器和第二电位器，能够精确测量第一自由度机构和第二自由度机构转动的角度，控制方便；4、除了可以用于机器人的关节驱动外，还能够用于两自由度平台的驱动，通用性强，这些领域的应用，决定了对其进行深入研究和分析的重要意义与价值，具有良好的社会效益和经济效益。附图说明图1为本专利技术提供的两自由度串联伺服关节结构的结构示意图；图2为本专利技术提供的两自由度串联伺服关节结构的轴侧图；图3为本专利技术提供的第二自由度机构的结构示意图；图4本专利技术提供的第一轴承连接件连接连动板和顶板连接板的结构示意图；图中，1：顶板；2：倾斜板；3：电动顶杆；4：顶杆固定板；5：第二转向盘；6：顶杆连接板；7、连动板；8、第一轴承；9、顶板连接板；10、一字型固定板；11、第一电位器；12、电机；13、一级齿轮；14、二级齿轮；15、第二电位器；16、顶杆伸缩杆；17、第一转向盘；18、第二轴套；19、第二轴承；20、第一轴套；21、固定扣；22、连接片。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。以上仅为本专利技术的优选实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术提供一种两自由度关节串联伺服关节结构，用于解决现有技术中的不足，其结构简单，制作成本低，安装、使用以及控制方便，通用性和实用性较强，使用寿命长，便于推广使用。如图1-4所示，本专利技术实施例中提供一种两自由度串联伺服关节结构，包括顶板1、倾斜板2、第一自由度机构以及第二自由度机构，顶板1设有通孔，通孔内容置有倾斜板2；第一自由度机构包括电动顶杆3、设置在倾斜板2底部的对称设置的连动板7、设置在顶板1底部的对称设置的顶板连接板9以及第一轴承连接件，电动顶杆3的顶杆伸缩杆16和底座分别与倾斜板2和顶板1铰接，用以驱动倾斜板2相对顶板1转动，顶板连接板9和连动板7分别设有第一通孔和第二通孔，第一轴承连接件依次穿过第一通孔和第一通孔转动连接顶板连接板9和连动板7；第二自由度机构包括一级齿轮13、二级齿轮14以及固定连接倾斜板2的电机12和第二轴承连接件，电机12的输出端和第二轴承连接件均由倾斜板2的底部穿出所述倾斜板2，电机12的穿出端连接一级齿轮13，一级齿轮13啮合有二级齿轮14，二级齿轮14的内圈连接第二轴承连接件的穿出端。本专利技术提供的两自由度串联伺服关节结构，通过电动顶杆3分别将顶杆伸缩杆16和其底座铰接在倾斜板2和顶板1上，电动顶杆3带动倾斜板2在顶板1上的通孔内相对顶板1上下倾斜转动，从而实现第一个自由度的运动；电机12带动一级齿轮13旋转，一级齿轮13带动二级齿轮14做旋转运动，从而实现了第二个自由度的运动。本专利技术提供的两自由度关节结构，采用电动顶杆和电机带动以及轴承连接件的连接，实现了整体结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两自由度串联伺服关节结构，其特征在于，包括顶板、倾斜板、第一自由度机构以及第二自由度机构，所述顶板设有通孔，所述通孔内容置所述倾斜板；所述第一自由度机构包括电动顶杆、设置在所述倾斜板底部的对称设置的连动板、设置在所述顶板底部的对称设置的顶板连接板以及第一轴承连接件，所述电动顶杆的顶杆伸缩杆和底座分别与所述倾斜板和所述顶板铰接，用以驱动所述倾斜板相对所述顶板转动，所述顶板连接板和所述连动板分别设有第一通孔和第二通孔，所述第一轴承连接件依次穿过所述第一通孔和所述第一通孔转动连接所述顶板连接板和所述连动板；所述第二自由度机构包括一级齿轮、二级齿轮以及固定连接所述倾斜板的电机和第二轴承连接件，所述电机的输出端和所述第二轴承连接件均由所述倾斜板的底部穿出所述倾斜板，所述电机的穿出端连接所述一级齿轮，所述一级齿轮啮合有所述二级齿轮，所述二级齿轮的内圈连接所述第二轴承连接件的穿出端。

【技术特征摘要】
1.一种两自由度串联伺服关节结构，其特征在于，包括顶板、倾斜板、第一自由度机构以及第二自由度机构，所述顶板设有通孔，所述通孔内容置所述倾斜板；所述第一自由度机构包括电动顶杆、设置在所述倾斜板底部的对称设置的连动板、设置在所述顶板底部的对称设置的顶板连接板以及第一轴承连接件，所述电动顶杆的顶杆伸缩杆和底座分别与所述倾斜板和所述顶板铰接，用以驱动所述倾斜板相对所述顶板转动，所述顶板连接板和所述连动板分别设有第一通孔和第二通孔，所述第一轴承连接件依次穿过所述第一通孔和所述第一通孔转动连接所述顶板连接板和所述连动板；所述第二自由度机构包括一级齿轮、二级齿轮以及固定连接所述倾斜板的电机和第二轴承连接件，所述电机的输出端和所述第二轴承连接件均由所述倾斜板的底部穿出所述倾斜板，所述电机的穿出端连接所述一级齿轮，所述一级齿轮啮合有所述二级齿轮，所述二级齿轮的内圈连接所述第二轴承连接件的穿出端。2.根据权利要求1所述的两自由度串联伺服关节结构，其特征在于，所述第一轴承连接件包括第一轴承和第一轴套，所述第一轴套的一端设有凸缘，所述凸缘固定在所述连动板上，所述第一轴套的另一端外套设所述第一轴承，所述第一轴承的外圈连接所述顶板连接板。3.根据权利要求2所述的两自由度串联伺服关节结构，其特征在于，所述两自由度串联伺服关节结构还包括第一检测机构，所述第一检测机构包括第一转向盘、一字型固定板以及第一电位器，所述第一电位器的本体设置在所述第一转向盘上，所述第一转向盘设置在所述第一轴套的另一端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宾，郭洪红，赵栋杰，王学雷，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11