串联弹性驱动器及机器人关节制造技术

一种串联弹性驱动器，包括电机驱动组、传动组、驱动器输出组、第一传感器、第二传感器，所述传动组包括形成绳传动关系的主动回转机构、从动回转机构及柔索，所述主动回转机构可在所述电机驱动组驱动下实现旋转运动，所述主动回转机构的旋转中心轴与所述从动回转机构的旋转中心轴垂直，所述柔索分别紧绕于所述主动回转机构与所述从动回转机构的回转表面上；一种机器人关节包括第一关节部及第二关节部，所述第一关节部包括所述串联弹性驱动器，所述串联弹性驱动器与所述第二关节部连接。本发明专利技术提供了一种结构紧凑、传动可靠的串联弹性驱动器及机器人关节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人
，具体地来说，是一种串联弹性驱动器及机器人关节。
技术介绍
机器人是自动执行工作的机器装置。随着人工智能技术的发展，机器人有了长足的进步，其功能日益丰富。机器人可以协助或取代人类的工作，极大地提高了生活质量和生产效率，避免人工操作的危险，因而越来越多地被应用于各个领域。机器人一般由执行机构、驱动器、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。其中，驱动器是驱使机器人发出动作的动力机构，是机器人关节不可或缺的关键部件。目前的驱动器由于其设计结构所限，结构尺寸过于庞大，导致机器人关节整体尺寸偏大，对机器人的应用场合形成了很大的限制。同时，其结构尺寸偏大造成传动效率低下，传动可靠性较差。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种串联弹性驱动器，通过紧凑的结构实现了可靠的机械传动。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种串联弹性驱动器，包括电机驱动组、传动组与驱动器输出组，其中：所述电机驱动组的输出端与所述传动组的输入端连接；所述传动组包括形成绳传动关系的主动回转机构、从动回转机构及柔索，所述主动回转机构可在所述电机驱动组驱动下实现旋转运动，所述主动回转机构的旋转中心轴与所述从动回转机构的旋转中心轴垂直，所述柔索分别紧绕于所述主动回转机构与所述从动回转机构的回转表面上；所述驱动器输出组的输入端与所述从动回转机构连接，可在所述从动回转机构的驱动下实现旋转运动，所述驱动器输出组的输出端设有用于连接外部执行件的连接部；所述串联弹性驱动器还包括第一传感器、第二传感器；所述第一传感器用于测量所述传动组输入端的角位移与角速度；所述第二传感器用于测量所述驱动器输出组的角位移与角速度。作为上述技术方案的改进，所述主动回转机构与所述从动回转机构之间设有柔索支撑轴，所述柔索支撑轴的中心轴与所述从动回转机构的中心轴平行，所述柔索张紧于所述柔索支撑轴外表面。作为上述技术方案的进一步改进，所述柔索支撑轴上设有支撑轴承，所述柔索张紧于所述支撑轴承外表面。作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动器输出组包括驱动弹簧与驱动器输出杆，所述驱动弹簧两端分别连接所述从动回转机构与所述驱动器输出杆，所述驱动器输出杆上设有所述连接部。作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动弹簧为弧形弹簧、盘式弹簧、扭转弹簧、直线弹簧中的一种。作为上述技术方案的进一步改进，所述从动回转机构包括一体转动的从动转轮与弹簧支架，所述弹簧支架与所述驱动弹簧连接。作为上述技术方案的进一步改进，所述主动回转机构包括绕线筒及绕线筒支架，所述绕线筒的回转轴端与所述电机驱动组的输出端连接，所述柔索紧绕于所述绕线筒的回转表面上。作为上述技术方案的进一步改进，所述柔索上设有用于张紧所述柔索的张紧轮。作为上述技术方案的进一步改进，所述电机驱动组的输出端通过齿轮传动组与所述第一传感器连接。一种机器人关节，包括第一关节部及第二关节部，所述第一关节部包括串联弹性驱动器及外壳，所述串联弹性驱动器包括电机驱动组、传动组与驱动器输出组：所述电机驱动组的输出端与所述传动组的输入端连接，所述电机驱动组的输出端设有第一传感器；所述传动组包括形成绳传动关系的主动回转机构、从动回转机构及柔索，所述主动回转机构可在所述电机驱动组驱动下实现旋转运动，所述主动回转机构的旋转中心轴与所述从动回转机构的旋转中心轴垂直，所述柔索分别紧绕于所述主动回转机构与所述从动回转机构的回转表面上；所述驱动器输出组的输入端与所述从动回转机构连接，可在所述从动回转机构的驱动下实现旋转运动，所述驱动器输出组的输出端设有用于连接所述第二关节部的连接部，所述驱动器输出组上设有第二传感器。本专利技术的有益效果是：通过设置具有垂直布置的主动回转机构与从动回转机构的传动组，进而形成绳传动关系，有效地减小了传动组的空间尺寸，同时通过设置传感器控制其传动精度，进而设置包括具有串联弹性驱动器的第一关节部及第二关节部，提供了一种结构紧凑、传动可靠的串联弹性驱动器及机器人关节。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施例1提供的串联弹性驱动器的整体结构透视图；图2是本专利技术实施例1提供的串联弹性驱动器的第一局部透视图；图3是本专利技术实施例1提供的串联弹性驱动器的第二局部透视图；图4是本专利技术实施例1提供的串联弹性驱动器的第三局部透视图；图5是本专利技术实施例1提供的机器人关节的结构示意图。主要元件符号说明：10000-机器人关节，1001-第一关节部，1000-串联弹性驱动器，0100-电机驱动组，0110-驱动电机，0120-电机支架，0130-减速器，0140-联轴器，0200-传动组，0210-主动回转机构，0211-绕线筒，0212-绕线筒支架，0220-从动回转机构，0221-从动转轮，0222-弹簧支架，0230-柔索，0240-柔索支撑轴，0241-支撑轴承，0300-驱动器输出组，0310-驱动弹簧，0320-驱动器输出杆，0321-连接部，0400-第一传感器，0500-第二传感器，0600-齿轮传动组，0610-主动齿轮，0620-从动齿轮，0700-带传动组，0710-主动带轮，0720-传动带，0730-从动带轮，2001-第二关节部。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串联弹性驱动器进行更全面的描述。附图中给出了串联弹性驱动器的优选实施例。但是，串联弹性驱动器可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对串联弹性驱动器的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。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。本文中在串联弹性驱动器的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本专利技术。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。实施例1请参阅图1，串联弹性驱动器1000包括电机驱动组0100、传动组0200、驱动器输出组0300、第一传感器0400、第二传感器0500，其中：电机驱动组0100的输出端与传动组0200的输入端连接。具体而言，电机驱动组0100包括驱动电机0110与用于固定驱动电机0110的电机支架0120。在一个较佳的实施例中，驱动电机0110输出轴端还设有减速器0130。减速器0130可降低驱动电机0110的输出转速，同时增加驱动电机0110的输出转矩，使串联弹性驱动器1000在低转速高转矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联弹性驱动器，包括电机驱动组、传动组与驱动器输出组，其特征在于：所述电机驱动组的输出端与所述传动组的输入端连接；所述传动组包括形成绳传动关系的主动回转机构、从动回转机构及柔索，所述主动回转机构可在所述电机驱动组驱动下实现旋转运动，所述主动回转机构的旋转中心轴与所述从动回转机构的旋转中心轴垂直，所述柔索分别紧绕于所述主动回转机构与所述从动回转机构的回转表面上；所述驱动器输出组的输入端与所述从动回转机构连接，可在所述从动回转机构的驱动下实现旋转运动，所述驱动器输出组的输出端设有用于连接外部执行件的连接部；所述串联弹性驱动器还包括第一传感器、第二传感器；所述第一传感器用于测量所述传动组输入端的角位移与角速度；所述第二传感器用于测量所述驱动器输出组的角位移与角速度。

【技术特征摘要】
1.一种串联弹性驱动器，包括电机驱动组、传动组与驱动器输出组，其特征在于：所述电机驱动组的输出端与所述传动组的输入端连接；所述传动组包括形成绳传动关系的主动回转机构、从动回转机构及柔索，所述主动回转机构可在所述电机驱动组驱动下实现旋转运动，所述主动回转机构的旋转中心轴与所述从动回转机构的旋转中心轴垂直，所述柔索分别紧绕于所述主动回转机构与所述从动回转机构的回转表面上；所述驱动器输出组的输入端与所述从动回转机构连接，可在所述从动回转机构的驱动下实现旋转运动，所述驱动器输出组的输出端设有用于连接外部执行件的连接部；所述串联弹性驱动器还包括第一传感器、第二传感器；所述第一传感器用于测量所述传动组输入端的角位移与角速度；所述第二传感器用于测量所述驱动器输出组的角位移与角速度。2.根据权利要求1所述的串联弹性驱动器，其特征在于，所述主动回转机构与所述从动回转机构之间设有柔索支撑轴，所述柔索支撑轴的中心轴与所述从动回转机构的中心轴平行，所述柔索张紧于所述柔索支撑轴外表面。3.根据权利要求2所述的串联弹性驱动器，其特征在于，所述柔索支撑轴上设有支撑轴承，所述柔索张紧于所述支撑轴承外表面。4.根据权利要求1所述的串联弹性驱动器，其特征在于，所述驱动器输出组包括驱动弹簧与驱动器输出杆，所述驱动弹簧两端分别连接所述从动回转机构与所述驱动器输出杆，所述驱动器输出杆上设有所述连接部。5.根据权利要求4所述的串联弹性驱动器，其特征在于，所述驱动弹簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈功，叶晶，
申请(专利权)人：深圳市迈步机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44