基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件制造技术

本发明专利技术公开了基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件，属于减振元件领域，基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件，通过在内圈和外圈之间设置内圈降摩瓦和外圈降摩瓦，在机器人关节处转动过程中，内圈降摩瓦内的降摩细颗粒在不规则弹球的作用下，会快速通过控速块转移至滚珠球表面，从而有效降低外圈降摩瓦和内圈降摩瓦之间的摩擦力，进而提高弹性元件的稳定性，同时有效降低转动时的阻塞，提高机器人的控制精度，同时在长期使用发生磨损后，预防双向液流出，一方面能够快速润滑，降低摩擦，另一方面流出的荧光液会发出光，进而有效提醒工作人员滚珠球被磨损，从而及时进行维修更换。

Passive damping elastic element based on flexible robot joint

【技术实现步骤摘要】
基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件
本专利技术涉及减振元件领域，更具体地说，涉及基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件。
技术介绍
随着机器人应用领域不断拓展，越来越多的机器人走出隔离间，工作在有人类存在的环境中，这对机器人运行的安全性提出了很高要求。为了保证人类的安全，采用串联弹性驱动器的柔性机器人不断问世。通过在机器人关节的电机减速器输出端和负载之间串联扭簧等柔性元件，减小了机器人的输出阻抗，提高了机器人的安全性。但是，机器人关节柔性的提高，使机器人运作时产生振动，从而大大降低了机器人位置控制的精确性。为了抑制机器人振动，可采用主动、半主动和被动三种减振方法。被动减振弹性元件一般包括内圈、外圈、挡板和金属橡胶垫组成，金属橡胶垫安装在内圈、外圈和挡板形成的空间内，在使用时，由于机器人关机处需要不时的转动，而内圈和外圈之间由于摩擦力的存在，在转动时总是存在磨损以及转动存在一定阻塞的情况，一方面，导致机器人的控制精度受到一定的影响，另一方面，导致被动减振弹性元件的使用寿命降低。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件，它通过在内圈和外圈之间设置内圈降摩瓦和外圈降摩瓦，在机器人关节处转动过程中，内圈降摩瓦内的降摩细颗粒在不规则弹球的作用下，会快速通过控速块转移至滚珠球表面，从而有效降低外圈降摩瓦和内圈降摩瓦之间的摩擦力，进而提高弹性元件的稳定性，同时有效降低转动时的阻塞，提高机器人的控制精度，同时在长期使用发生磨损后，预防双向液流出，一方面能够快速润滑，降低摩擦，另一方面流出的荧光液会发出光，进而有效提醒工作人员滚珠球被磨损，从而及时进行维修更换。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件，包括内圈、外圈和挡板，所述内圈和挡板均套设在外圈内，所述内圈、外圈和挡板内部卡接有多个金属橡胶片，所述内圈靠近外圈的表面固定连接有两个内圈降摩瓦，所述外圈内部固定连接有两个外圈降摩瓦，所述外圈降摩瓦与外圈内壁固定连接形成弧形间隙，所述内圈降摩瓦与弧形间隙相匹配，所述内圈降摩瓦内部开凿有半通透槽，所述半通透槽内填充有降摩细颗粒，所述半通透槽端部镶嵌有滚珠球，所述滚珠球与外圈降摩瓦相接触，通过在内圈和外圈之间设置内圈降摩瓦和外圈降摩瓦，在机器人关节处转动过程中，内圈降摩瓦内的降摩细颗粒在不规则弹球的作用下，会快速通过控速块转移至滚珠球表面，从而有效降低外圈降摩瓦和内圈降摩瓦之间的摩擦力，进而提高弹性元件的稳定性，同时有效降低转动时的阻塞，提高机器人的控制精度，同时在长期使用发生磨损后，预防双向液流出，一方面能够快速润滑，降低摩擦，另一方面流出的荧光液会发出光，进而有效提醒工作人员滚珠球被磨损，从而及时进行维修更换。进一步的，所述半通透槽包括相互连通的球形凹槽、梯形孔和内储腔，且球形凹槽、梯形孔和内储腔从外向内依次排布，所述滚珠球与球形凹槽相匹配，所述降摩细颗粒填充在内储腔内，使用时，降摩细颗粒经过梯形孔进入到球形凹槽，与滚珠球接触，在机器人关节处转动过程中，滚珠球在外圈降摩瓦表面摩擦的过程中随之转动，进而将其表面粘上的降摩细颗粒转移至外圈降摩瓦表面，从而有效降低外圈降摩瓦和内圈降摩瓦之间的摩擦力，进而提高弹性元件的稳定性，同时有效降低转动时的阻塞，提高机器人的控制精度。进一步的，所述梯形孔内镶嵌有控速块，所述控速块为多通透孔结构，通过控速块可以控制降摩细颗粒通过梯形孔的量和速度，有效避免降摩细颗粒一次漏出太多，造成资源的浪费。进一步的，所述降摩细颗粒采用石墨烯颗粒，所述石墨烯颗粒的粒径小于控速块孔径，便于石墨烯颗粒通过多孔的控速块，完成后续降低内外圈之间摩擦力的效果。进一步的，所述内储腔内部还设有多个不规则弹球，所述不规则弹球与内储腔内壁之间固定连接有拉绳，在机器人关机处转动的过程中，不规则弹球会随之发生一定的移动，一方面可以松动内储腔内的降摩细颗粒，使其不易因太过板实而导致颗粒变大不易通过控速块的情况，另一方面可以带动降摩细颗粒移动，进而加速在转动过程中，降摩细颗粒向滚珠球处移动。进一步的，所述拉绳长度不长于两个滚珠球之间的距离，且多个不规则弹球与多个滚珠球相间分布，使得每个滚珠球的侧边均有不规则球的存在，进而有效保证机器人关节转动时，每个滚珠球处均能粘附上降摩细颗粒，实现降低摩擦，降低阻塞的情况，进而有效保证机器人的控制精度，同时可以有效延长本弹性元件的使用寿命。进一步的，所述不规则弹球与外圈降摩瓦内部均镶嵌有磁铁，且外圈降摩瓦与不规则弹球相互靠近的一端相互吸引，使得外圈降摩瓦在随机器人关节发生移动的过程中，由于吸引力的作用，能够对不规则弹球产生一定的牵引作用，进而有效确保机器人关节在转动时，不规则弹球能够移动带动降摩细颗粒的移动。进一步的，所述滚珠球为中空结构，所述滚珠球内填充有预防双向液，所述滚珠球外表面包裹有外包层。进一步的，所述预防双向液由润滑液和荧光液混合而成，且二者的混合比例为2：0.5-1，在长期使用后，让滚珠球和外包层被摩擦破损后，预防双向液流出，一方面能够快速润滑，降低摩擦，另一方面流出的荧光液会发出光，进而有效提醒工作人员滚珠球被磨损，从而及时进行维修。进一步的，所述外包层采用硅橡胶材质，且外包层外表面进行磨砂处理，使得外包层的表面积，其表面细小凹凸部分可以有效承载降摩细颗粒，便于降摩细颗粒的附着，进而有效提高对于内外圈之间摩擦力的降低效果。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本方案通过在内圈和外圈之间设置内圈降摩瓦和外圈降摩瓦，在机器人关节处转动过程中，内圈降摩瓦内的降摩细颗粒在不规则弹球的作用下，会快速通过控速块转移至滚珠球表面，从而有效降低外圈降摩瓦和内圈降摩瓦之间的摩擦力，进而提高弹性元件的稳定性，同时有效降低转动时的阻塞，提高机器人的控制精度，同时在长期使用发生磨损后，预防双向液流出，一方面能够快速润滑，降低摩擦，另一方面流出的荧光液会发出光，进而有效提醒工作人员滚珠球被磨损，从而及时进行维修更换。(2)半通透槽包括相互连通的球形凹槽、梯形孔和内储腔，且球形凹槽、梯形孔和内储腔从外向内依次排布，滚珠球与球形凹槽相匹配，降摩细颗粒填充在内储腔内，使用时，降摩细颗粒经过梯形孔进入到球形凹槽，与滚珠球接触，在机器人关节处转动过程中，滚珠球在外圈降摩瓦表面摩擦的过程中随之转动，进而将其表面粘上的降摩细颗粒转移至外圈降摩瓦表面，从而有效降低外圈降摩瓦和内圈降摩瓦之间的摩擦力，进而提高弹性元件的稳定性，同时有效降低转动时的阻塞，提高机器人的控制精度。(3)梯形孔内镶嵌有控速块，控速块为多通透孔结构，通过控速块可以控制降摩细颗粒通过梯形孔的量和速度，有效避免降摩细颗粒一次漏出太多，造成资源的浪费。(4)降摩细颗粒采用石墨烯颗粒，石墨烯颗粒的粒径小于控速块孔径，便于石墨烯颗粒通过多孔的控速块，完成后续降低内外圈之间摩擦力的效果。(5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件，包括内圈(1)、外圈(2)和挡板(3)，所述内圈(1)和挡板(3)均套设在外圈(2)内，所述内圈(1)、外圈(2)和挡板(3)内部卡接有多个金属橡胶片(4)，其特征在于：所述内圈(1)靠近外圈(2)的表面固定连接有两个内圈降摩瓦(5)，所述外圈(2)内部固定连接有两个外圈降摩瓦(6)，所述外圈降摩瓦(6)与外圈(2)内壁固定连接形成弧形间隙，所述内圈降摩瓦(5)与弧形间隙相匹配，所述内圈降摩瓦(5)内部开凿有半通透槽，所述半通透槽内填充有降摩细颗粒，所述半通透槽端部镶嵌有滚珠球(7)，所述滚珠球(7)与外圈降摩瓦(6)相接触。/n

【技术特征摘要】
1.基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件，包括内圈(1)、外圈(2)和挡板(3)，所述内圈(1)和挡板(3)均套设在外圈(2)内，所述内圈(1)、外圈(2)和挡板(3)内部卡接有多个金属橡胶片(4)，其特征在于：所述内圈(1)靠近外圈(2)的表面固定连接有两个内圈降摩瓦(5)，所述外圈(2)内部固定连接有两个外圈降摩瓦(6)，所述外圈降摩瓦(6)与外圈(2)内壁固定连接形成弧形间隙，所述内圈降摩瓦(5)与弧形间隙相匹配，所述内圈降摩瓦(5)内部开凿有半通透槽，所述半通透槽内填充有降摩细颗粒，所述半通透槽端部镶嵌有滚珠球(7)，所述滚珠球(7)与外圈降摩瓦(6)相接触。


2.根据权利要求1所述的基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件，其特征在于：所述半通透槽包括相互连通的球形凹槽(81)、梯形孔(82)和内储腔(83)，且球形凹槽(81)、梯形孔(82)和内储腔(83)从外向内依次排布，所述滚珠球(7)与球形凹槽(81)相匹配，所述降摩细颗粒填充在内储腔(83)内。


3.根据权利要求2所述的基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件，其特征在于：所述梯形孔(82)内镶嵌有控速块(9)，所述控速块(9)为多通透孔结构。


4.根据权利要求2所述的基于柔性机器人关节的被动减振弹性元件，其特征在于：所述降摩细颗粒采用石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：张喜军，
类型：发明
国别省市：吉林;22