一种三自由度机器人关节制造技术

一种三自由度机器人关节，它包括基座、大臂连杆、第一关节、第二关节和第三关节；第一关节的驱动装置安装在基座上，第一关节的输出端带动第二关节相对基座在竖直平面内作外展内收运动；第二关节的驱动装置安装在第一关节的输出端上，第二关节的输出机构带动第三关节在水平面内作内外旋转运动；第三关节的驱动装置安装在第二关节上，第三关节的输出机构带动大臂连杆在竖直平面内作伸展弯曲运动；大臂连杆的旋转轴线、第二关节的旋转轴线、第三关节的旋转轴线在空间交汇于同一点。本发明专利技术具有结构紧凑，避开关节轴线的空间交汇点，有利于肩关节和髋关节设计。

A three DOF robot joint

【技术实现步骤摘要】
一种三自由度机器人关节
本专利技术涉及一种机器人关节驱动装置，特别涉及一种三自由度机器人关节。属于机器人技术应用领域。
技术介绍
在医疗康复机器人、外骨骼助老助残机器人以及多足子母式机器人等研究领域，往往需要人体或其他物体被机器人包含进去。此时，针对机器人某些关节的设计，既要满足基本的运动要求(例如人体的肩关节、髋关节的三个自由度：外展/内收、旋内/旋外、伸展/弯曲)，又要预留出足够的空间供人体穿戴，或放置其他的物品。传统的三自由度机器人关节驱动系统设计，通常其机构连杆、电机、减速器等部件布置于机器人关节转动轴线上，尤其是当三个关节的轴线交于空间的同一点时，结构设计上难以实现对该空间交汇点的回避。
技术实现思路
本专利技术是为克服现有技术不足，提供一种三自由度机器人关节，该三自由度装置三个关节转动轴线在空间中交汇于同一个点，同时总体结构设计布局避开关节轴线的空间交汇点，从而形成一个空腔结构，便于放置其他的物体，从而便于应用到穿戴式机器人的肩关节和髋关节设计，以及多足子母式机器人载体的设计。本专利技术的技术方案是：...

【技术保护点】
1.一种三自由度机器人关节，其特征在于：它包括基座(1)、大臂连杆(18)、第一关节(A)、第二关节(B)和第三关节(C)；/n第一关节(A)的驱动装置安装在基座(1)上，第一关节(A)的输出端带动第二关节(B)相对基座在竖直平面内作外展内收运动；/n第二关节(B)的驱动装置安装在第一关节(A)的输出端上，第二关节(B)的输出机构带动第三关节(C)在水平面内作内外旋转运动；/n第三关节(C)的驱动装置安装在第二关节(B)上，第三关节(C)的输出机构带动大臂连杆(18)在竖直平面内作伸展弯曲运动；/n大臂连杆(18)的旋转轴线一4、第二关节(B)的旋转轴线二(2)、第三关节(C)的旋转轴线三(3...

【技术特征摘要】
1.一种三自由度机器人关节，其特征在于：它包括基座(1)、大臂连杆(18)、第一关节(A)、第二关节(B)和第三关节(C)；
第一关节(A)的驱动装置安装在基座(1)上，第一关节(A)的输出端带动第二关节(B)相对基座在竖直平面内作外展内收运动；
第二关节(B)的驱动装置安装在第一关节(A)的输出端上，第二关节(B)的输出机构带动第三关节(C)在水平面内作内外旋转运动；
第三关节(C)的驱动装置安装在第二关节(B)上，第三关节(C)的输出机构带动大臂连杆(18)在竖直平面内作伸展弯曲运动；
大臂连杆(18)的旋转轴线一4、第二关节(B)的旋转轴线二(2)、第三关节(C)的旋转轴线三(3)在空间交汇于同一点(P)。


2.根据权利要求1所述一种三自由度机器人关节，其特征在于：所述第一关节(A)的驱动装置包括第一关节转动轴(10)和第一电机减速器(5)；第一关节转动轴(10)转动安装在基座(1)上，第一关节转动轴(10)的一端安装在第一电机减速器(5)的输出端。


3.根据权利要求2所述一种三自由度机器人关节，其特征在于：所述第二关节(B)的输出机构为双级平行四边形远心机构；包括第一级平行四边形长边连杆(11)、第一级平行四边形短边连杆(12)、第二级平行四边形长边连杆(15)、第二级平行四边形弧形连杆(13)；
第一级平行四边形长边连杆(11)和第一级平行四边形短边连杆(12)的一端分别与第一关节转动轴(10)转动连接，第二级平行四边形弧形连杆(13)与第一级平行四边形长边连杆(11)转动连接，第二级平行四边形弧形连杆(13)的一端与第一级平行四边形短边连杆(12)的另一端转动连接，第一级平行四边形长边连杆(11)的另一端与第二级平行四边形长边连杆(15)的一端固接，第二级平行四边形长边连杆(15)的一端与第三关节(C)的驱动装置的输出端连接且能相对转动，第二级平行四边形长边连杆(15)的另一端和第二级平行四边形弧形连杆(13)的另一端均与第三关节(C)的输出机构的关节外壳(17)转动连接；第二关节(B)的驱动装置为第二电机减速器(6)；第二电机减速器(6)的输出端与第一级平行四边形长边连杆(11)的一端固接。


4.根据权利要求3所述一种三自由度机器人关节，其特征在于：第一关节转动轴(10)上垂直安装有轴一(81)和轴二(82)，第二电机减速器(6)的输出端与轴一(81)固接，轴一(81)相对第一关节转动轴(10)转动，轴一(81)的上端与第一级平行四边形长边连杆(11)固接，第二级平行四边形弧形连杆(13)的一端和第一级平行四边形短边连杆(12)均转动安装在轴三(83)上；第二级平行四边形弧形连杆(13)与第一级平行四边形长边连杆(11)均转动安装在轴四(84)上，第一级平行四边形长边连杆(11)的另一端与第二级平行四边形长边连杆(15)的一端均转动安装在轴五(85)上，轴六(86)和轴七(87)安装在关节外壳(17)上，第二级平行四边形长边连杆(15)的另一端转动安装在轴六(86)上，第二级平行四边形弧形连杆(13)的另一端转动安装在轴七(87)上。


5.根据权利要求3所述一种三自由度机器人关节，其特征在于：所述第三关节(C)的输出机构包括钢丝轮(28)、钢丝滑轮一(29)、钢丝滑轮二(30)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，尹玲，马宏伟，孙振忠，王帅，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44