一种双侧绳轮驱动的机器人关节装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双侧绳轮驱动的机器人关节装置，属于机器人技术领域。包括：上连接体、驱动部件A、下连接体、驱动部件B和关节；所述关节包括关节轴套、关节左侧板和关节右侧板；所述关节轴套与关节左侧板、关节右侧板及下连接体配合形成铰接自由度；所述驱动部件A和驱动部件B分别用于驱动下连接体绕关节向两个相反方向转动。在该关节装置中，下连接体两个方向的转动分别通过两个液压缸驱动，并将驱动液压缸分别布置在上臂和下臂内部，结构紧凑，与传统的绳轮驱动方式相比显著减小了关节的横向尺寸。

【技术实现步骤摘要】

专利技术涉及一种及机器人关节装置，具体涉及一种绳轮驱动的机器人关节装置，属于机器人

技术介绍
现在机器人领域采用液压缸驱动技术的关节驱动方式有直接驱动和绳轮驱动等几种，其中直接驱动方式是将液压缸两端直接连接在关节的两部分进行直接驱动，绳轮驱动方式(如美国雷神公司的专利技术专利CN200980142653.0)采用一对或多对液压缸同时驱动一个绳轮，进而驱动关节运动。直接驱动方式在关节运动到某些角度时所占的空间较大，并且所提供的力矩曲线起伏较大。绳轮驱动方式由于采用一对或多对液压缸同时驱动一个绳轮，所以横向尺寸较大，整个关节所占的空间较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种双侧绳轮驱动的机器人关节装置，能够有效解决机器人关节尺寸大、力矩曲线起伏大等问题。所述的双侧绳轮驱动的机器人关节装置，其特征在于，包括：上连接体、驱动部件A、下连接体、驱动部件B和关节.所述关节包括关节轴套、关节左侧板和关节右侧板；所述关节轴套与关节左侧板、关节右侧板及下连接体配合形成铰接自由度；所述驱动部件A和驱动部件B分别用于驱动下连接体绕关节向两个相反方向转动.所述下连接体一侧圆周面的中间位置加工有绳槽A，在与其相对侧的关节左侧板、关节右侧板上分别设置有关节左侧板绳槽和关节右侧板绳槽.所述驱动部件A包括：液压缸A、上连接筒和柔性绳A；所述液压缸A固定安装在所述上连接体内的安装槽中，所述柔性绳A的一端通过上连接筒与液压缸A的活塞相连，另一端依次绕过换向轮A和绳槽A与固定在下连接体上的绳销相连；所述换向轮A的轴线平行于关节轴套的轴线.所述驱动部件B包括：液压缸B、柔性绳A、下连接筒、左柔性绳B和右柔性绳C；所述液压缸B固定安装在所述下连接体内的安装槽中，所述下连接筒与液压缸B的液压杆相连，下连接筒沿液压缸B液压杆的轴向设置有两个平行的连接端，分别为左连接端和右连接端；所述左柔性绳B的一端与下连接筒的左连接端相连，另一端依次绕过换向轮B和关节左侧板绳槽后固定在关节左侧板上的固定孔内；所述右柔性绳C的一端与下连接筒的右连接端相连，另一端依次绕过换向轮C和关节右侧板绳槽后固定在关节右侧板上的固定孔内；所述换向轮B和换向轮C的轴线在同一直线上，均平行于关节轴套的轴线。在所述下连接体绕关节转动的两个方向上分别设置有用于限制其转动角度的限位结构。所述限位结构具体为：在所述上连接体与所述关节连接端的端部，安装换向轮A一侧加工有凸起A，通过所述凸起A限制所述下连接体在所述驱动部件A的驱动下绕关节转动的角度；在所述上连接体与所述关节连接端的端部，安装换向轮A的相对侧有加工有倒角平面，所述下连接体上与之对应的位置加工有凸起B，所述倒角平面和凸起B配合限制所述下连接体在所述驱动部件B的驱动下绕关节转动的角度。在所述关节轴套中安装有测量其转动角度的角度编码器。有益效果：(1)下连接体两个方向的转动分别通过两个液压缸驱动，并将驱动液压缸分别布置在上臂和下臂内部，结构紧凑，与传统的绳轮驱动方式相比显著减小了关节的横向尺寸。(2)通过改变关节左侧板绳槽、关节右侧板绳槽及绳槽A的轨迹形状能够实现不同的力矩曲线，以满足不同使用情况。附图说明图1为该关节装置的整体结构示意图；图2为该关节装置的内部结构示意图；图3为驱动部件A的连接示意图；图4为驱动部件B的连接示意图。其中：1-上臂、4-液压缸A、5-上连接筒、6-柔性绳A、7-关节左侧板、8-关节右侧板、9-关节轴套、10-下臂、13-液压缸B、14-下连接筒、15-左柔性绳B、16-右柔性绳C、18-换向轮A、19-换向轮B、20-换向轮C、21-上臂凸起、22-上臂倒角平面、23-下臂凸起具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本实施例提供一种双侧绳轮驱动的机器人臂部关节装置，该装置结构紧凑，与传统的绳轮驱动方式相比显著减小了关节的横向尺寸。该关节装置的整体结构如图1和图2所示，包括上臂1、驱动部件A、下臂10、驱动部件B和关节。所述关节包括关节轴套9、关节左侧板7和关节右侧板8。所述关节轴套9用来与关节左侧板7、关节右侧板8及下臂10配合形成铰接自由度；具体为：所述上臂1的左右两侧分别连接相互平行的关节左侧板7和关节右侧板8，所述下臂10与通过关节轴套9与关节左侧板7及关节右侧板8铰接在一起(即关节左侧板7及关节右侧板8的一端分别套装在所述关节轴套9轴向的两端，另一端分别与上臂1的左右两侧相连)，并在轴承的作用下可以绕关节轴套9灵活转动。可在所述关节轴套9中安装测量其转动角度的角度编码器。所述下臂10一侧圆周面的中间位置加工有绳槽A，在与其相对侧的关节左侧板7、关节右侧板8上分别设置有关节左侧板绳槽和关节右侧板绳槽。如图3所示，所述上臂1为驱动部件A的承重构件，所述驱动部件A用于驱动下臂10顺时针运动(图1所示的方向)，具体包括：液压缸A4、上连接筒5和柔性绳A6。所述液压缸A4固定安装在所述上臂1中的安装槽内，上臂1用来定位并遮挡的液压缸A4；柔性绳A6的一端通过上连接筒5与液压缸A4的活塞相连，另一端依次绕过换向轮18A和绳槽A后固定在位于下臂10上的绳销上。所述换向轮18A的轴线平行于关节轴套9的轴线，换向轮18A用于改变柔性绳A6的方向，以保证液压缸A4的活塞杆不承受径向力而弯曲。如图4所示，所述下臂10为驱动部件B的承重构件，所述驱动部件B用于驱动下臂10逆时针运动，具体包括：液压缸B13、下连接筒14、左柔性绳B15和右柔性绳C16。所述液压缸B13固定安装在所述下臂10中的安装槽内，下臂10用来定位并遮挡的液压缸B13。所述下连接筒14与液压缸B13的液压杆相连，下连接筒14沿液压缸B13液压杆的轴向设置有两个平行的连接端(分别为左连接端和右连接端)，左柔性绳B15的一端与下连接筒14的左连接端相连，另一端依次绕过换向轮B19和关节左侧板绳槽后固定在关节左侧板7的固定孔内；右柔性绳C16的一端与下连接筒14的右连接端相连，另一端依次绕过换向轮C20和关节右侧板绳槽后固定在关节右侧板8的固定孔内。所述换向轮B19和换向轮C20的轴线在同一直线上，均平行于关节轴套9的轴线。所述换向轮B19用于改变左柔性绳B15的方向，换向轮C20用于改变右柔性绳C16的方向，以保证液压缸B13的液压杆不承受径向力而弯曲。如图3所示，在上臂1上安装换向轮A18一侧加工有上臂凸起21，所述上臂凸起21与下臂10一起起到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双侧绳轮驱动的机器人关节装置，其特征在于，包括：上连接体、驱动部件A、下连接体、驱动部件B和关节；所述关节包括关节轴套、关节左侧板和关节右侧板；所述关节轴套与关节左侧板、关节右侧板及下连接体配合形成铰接自由度；所述驱动部件A和驱动部件B分别用于驱动下连接体绕关节向两个相反方向转动；所述下连接体一侧圆周面的中间位置加工有绳槽A，在与其相对侧的关节左侧板、关节右侧板上分别设置有关节左侧板绳槽和关节右侧板绳槽；所述驱动部件A包括：液压缸A、上连接筒和柔性绳A；所述液压缸A固定安装在所述上连接体内的安装槽中，所述柔性绳A的一端通过上连接筒与液压缸A的活塞相连，另一端依次绕过换向轮A和绳槽A与固定在下连接体上的绳销相连；所述换向轮A的轴线平行于关节轴套的轴线；所述驱动部件B包括：液压缸B、柔性绳A、下连接筒、左柔性绳B和右柔性绳C；所述液压缸B固定安装在所述下连接体内的安装槽中，所述下连接筒与液压缸B的液压杆相连，下连接筒沿液压缸B液压杆的轴向设置有两个平行的连接端，分别为左连接端和右连接端；所述左柔性绳B的一端与下连接筒的左连接端相连，另一端依次绕过换向轮B和关节左侧板绳槽后固定在关节左侧板上的固定孔内；所述右柔性绳C的一端与下连接筒的右连接端相连，另一端依次绕过换向轮C和关节右侧板绳槽后固定在关节右侧板上的固定孔内；所述换向轮B和换向轮C的轴线在同一直线上，均平行于关节轴套的轴线。...

【技术特征摘要】
1.一种双侧绳轮驱动的机器人关节装置，其特征在于，包括：上连接体、驱动部件A、
下连接体、驱动部件B和关节；
所述关节包括关节轴套、关节左侧板和关节右侧板；所述关节轴套与关节左侧板、关节
右侧板及下连接体配合形成铰接自由度；所述驱动部件A和驱动部件B分别用于驱动下连接
体绕关节向两个相反方向转动；
所述下连接体一侧圆周面的中间位置加工有绳槽A，在与其相对侧的关节左侧板、关节
右侧板上分别设置有关节左侧板绳槽和关节右侧板绳槽；
所述驱动部件A包括：液压缸A、上连接筒和柔性绳A；所述液压缸A固定安装在所述上
连接体内的安装槽中，所述柔性绳A的一端通过上连接筒与液压缸A的活塞相连，另一端依
次绕过换向轮A和绳槽A与固定在下连接体上的绳销相连；所述换向轮A的轴线平行于关节
轴套的轴线；
所述驱动部件B包括：液压缸B、柔性绳A、下连接筒、左柔性绳B和右柔性绳C；所述
液压缸B固定安装在所述下连接体内的安装槽中，所述下连接筒与液压缸B的液压杆相连，
下连接筒沿液压缸B液压杆的轴向设置有两个平行的连接端，分别为左连接端和右连接端；
所述左柔性绳B的一端与下连接筒的左连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋遒志，王鑫，黄坤，郭超载，陈科仲，周世通，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11