基于可变刚度的柔性机器人关节制造技术

本发明专利技术公开了基于可变刚度的柔性机器人关节，属于机器人关节技术领域，基于可变刚度的柔性机器人关节，本方案在使用时，通过改变第一电动推杆的长度，从而改变移动推板在接触杆上方的位置，以此来对接触杆转动的角度进行调节，通过改变第二电动推杆的长度，从而推动移动柱沿着方形孔平移，使得转动板在方形孔向左平移的过程中，使得转动板逐渐翘起，改变转动板翘起的角度，从而缩短转动板与移动推板之间的活动间距，借助记忆合金柱在常温下容易变形的性质，通过启动电热丝使得电热丝产生热量，从而提高记忆合金柱附近的温度，可以使得记忆合金柱恢复形状，可以使得支撑块不易移动，实现对接触杆的转动刚度的调节。

Flexible robot joint based on variable stiffness

【技术实现步骤摘要】
基于可变刚度的柔性机器人关节
本专利技术涉及机器人关节
，更具体地说，涉及基于可变刚度的柔性机器人关节。
技术介绍
机器人是自动控制机器(Robot)的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗，机器猫等)，狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人，在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作，理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽，由95％的工业应用扩展到更多领域的非工业应用，像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人，机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现，纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明。机器人关节是机器人的重要组成部分，对足式机器人运动起着非常重要的作用，刚性关节的足式机器人在行走过程中在足部与地面接触的瞬间会产生巨大的冲力，这种瞬间的冲击力会对组成机器人的元器件造成一定的损害，并会影响机器人运动的稳定性，而且这种刚性接触会使机器人在运动过程中造成很大的能量损耗，进一步降低了足式机器人的运动效率，目前，大多数的机器人关节处，通常在其转动部位之间设置有弹性垫板，借助弹性垫板的形变，来增加在使用过程中的机器人关节处的转动刚度，但是，由于弹性垫板的形变量有效，因此会使得机器人关节转动刚度的调节范围有效，并且单一的设置弹性垫板，会使得机器人的关节处的转动刚度不可进行调节，当机器人遇到刚度较大的刚性接触时，可能会使得弹性垫板形变至极限，长此以往可能会使得弹性垫板的使用寿命下降。
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可变刚度的柔性机器人关节，它可以实现在机器人遇到刚度较大的刚性接触时，可以人为的对机器人关节处的转动刚度进行调节，使得在长期的使用过程中，弹性垫板不易形变至极限，从而可以提高弹性垫板的使用寿命。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。基于可变刚度的柔性机器人关节，包括安装座，所述安装座外端开凿有转孔，所述转孔内转动连接有传动杆，所述传动杆上端固定连接有接触杆，所述接触杆上端固定连接有连接杆，所述安装座上端固定连接有门形块，所述门形块位于接触杆上侧，所述门形块靠近连接杆的一端安装有第一电动推杆，所述第一电动推杆远离门形块的一端固定连接有移动推板，所述移动推板上端开凿有通孔，所述通孔内插设有活动杆，所述活动杆底端固定连接有支撑块，所述支撑块底端固定连接有弹性垫板，通过在使用时，启动第一电动推杆，使得第一电动推杆伸长或者缩短，借助第一电动推杆的长度的变化使得移动推板沿着接触杆的上表面平移，以此来对接触杆转动的角度进行调节，从而实现了对接触杆的转动刚度的调节，可以实现在机器人遇到刚度较大的刚性接触时，可以人为的对机器人关节处的转动刚度进行调节，使得在长期的使用过程中，弹性垫板不易形变至极限，从而可以提高弹性垫板的使用寿命。进一步的，所述传动杆上端固定连接有收纳槽，所述收纳槽的左右内壁之间固定连接有转轴，所述转轴外端转动连接有转动板，所述收纳槽的左右内壁军开凿有方形孔，所述方形孔内滑动连接有移动柱，所述移动柱外端开凿有一对环形槽，所述环形槽外端转动连接有协同杆，所述移动柱与方形孔的后侧内壁之间安装有第二电动推杆，所述弹性垫板外端转动连接有转动套筒，所述协同杆位于转动套筒内且与转动套筒滑动连接，在使用时，通过启动第二电动推杆，可以使得第二电动推杆伸长或者缩短，从而可以使得移动柱沿着方形孔平移，使得转动板在方形孔向左平移的过程中，使得转动板逐渐翘起，通过对第二电动推杆的长度进行调节，可以改变转动板翘起的角度，从而可以缩短转动板与移动推板之间的活动间距，从而实现对接触杆的转动刚度的调节。进一步的，所述移动推板底端开凿有方形槽，所述方形槽与通孔相连通，所述方形槽内底端与支撑块之间固定连接有两个关于活动杆对称的记忆合金柱，所述移动推板内部开凿有两个关于通孔对称的安装腔，所述安装腔位于方形槽上侧，所述安装腔内安装有电热丝，在使用时，借助记忆合金柱在常温下容易变形的性质，通过启动电热丝，使得电热丝产生热量，从而可以提高记忆合金柱附近的局部温度，借助温度的变化，可以使得记忆合金柱恢复形状，从而可以使得与接触杆接触时的支撑块不易移动，从而实现对接触杆的转动刚度的调节。进一步的，所述接触杆由机械强度较强的金属材质制成，所述接触杆的外端设置成圆头状，通过使用机械强度较强的金属材质制作接触杆，可以使得接触杆在长期使用后不易断裂，从而可以提高接触杆的使用寿命。进一步的，所述移动推板和通孔均由耐高温材质制成，所述移动推板的表面开凿有多个均匀分布的散热细孔，通过使用耐高温材质制作移动推板和通孔，可以使得移动推板和通孔在高温状态下不易损坏，通过在移动推板表面设置散热细孔，可以使得移动推板可以及时的将热量排出，减少热量过度积累的可能性。进一步的，所述方形槽的内底端与支撑块之间固定连接有压缩弹簧，所述压缩弹簧由不锈钢材质制成，所述压缩弹簧表面涂设有防锈漆，通过设置压缩弹簧可以使得增加接触杆在转动过程中的缓冲，通过使用不锈钢材质制作压缩弹簧并在其表面涂设有防锈漆，可以使得压缩弹簧在长期使用后不易被锈蚀，从而可以提高压缩弹簧的使用寿命。进一步的，所述弹性垫板底端固定连接有外保护垫，所述外保护垫设置成弧形，所述外保护垫表面设有防磨层，通过设置外保护垫，可以在对弹性垫板进行保护，减少弹性垫板损坏的可能性，通过设置防磨层，可以使得外保护垫在长期使用后不易被磨损，从而可以提高外保护垫的使用寿命。进一步的，所述转动板和传动杆内部均固定连接有磁铁块，两个所述磁铁块相互吸引，通过在转动板和传动杆内部设置磁铁块，可以在移动柱回移后，方便转动板及时的自动复位。进一步的，所述协同杆与转动套筒相互接触处均设有抛光层，所述协同杆上端固定连接有防脱落板，通过设置抛光层，可以使得协同杆和转动套筒在相互滑动时不易出现卡塞的可能性，通过设置防脱落板，可以使得协同杆和转动套筒不易分离。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本方案在使用时，通过改变第一电动推杆的长度，从而改变移动推板在接触杆的上表面的位置，以此来对接触杆转动的角度进行调节，从而实现了对接触杆的转动刚度的调节，通过改变第二电动推杆的长度，从而可以推动移动柱沿着方形孔平移，使得转动板在方形孔向左平移的过程中，使得转动板逐渐翘起，从而可以改变转动板翘起的角度，从而可以缩短转动板与移动推板之间的活动间距，从而实现对接触杆的转动刚度的调节，另外，借助记忆合金柱在常温下容易变形的性质，通过启动电热丝使得电热丝产生热量，从而提高记忆合金柱附近的局部温度，借助温度的变化，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于可变刚度的柔性机器人关节，包括安装座(1)，其特征在于：所述安装座(1)外端开凿有转孔，所述转孔内转动连接有传动杆(2)，所述传动杆(2)上端固定连接有接触杆(3)，所述接触杆(3)上端固定连接有连接杆(4)，所述安装座(1)上端固定连接有门形块(5)，所述门形块(5)位于接触杆(3)上侧，所述门形块(5)靠近连接杆(4)的一端安装有第一电动推杆(6)，所述第一电动推杆(6)远离门形块(5)的一端固定连接有移动推板(7)，所述移动推板(7)上端开凿有通孔(8)，所述通孔(8)内插设有活动杆(9)，所述活动杆(9)底端固定连接有支撑块(10)，所述支撑块(10)底端固定连接有弹性垫板(12)。/n

【技术特征摘要】
1.基于可变刚度的柔性机器人关节，包括安装座(1)，其特征在于：所述安装座(1)外端开凿有转孔，所述转孔内转动连接有传动杆(2)，所述传动杆(2)上端固定连接有接触杆(3)，所述接触杆(3)上端固定连接有连接杆(4)，所述安装座(1)上端固定连接有门形块(5)，所述门形块(5)位于接触杆(3)上侧，所述门形块(5)靠近连接杆(4)的一端安装有第一电动推杆(6)，所述第一电动推杆(6)远离门形块(5)的一端固定连接有移动推板(7)，所述移动推板(7)上端开凿有通孔(8)，所述通孔(8)内插设有活动杆(9)，所述活动杆(9)底端固定连接有支撑块(10)，所述支撑块(10)底端固定连接有弹性垫板(12)。


2.根据权利要求1所述的基于可变刚度的柔性机器人关节，其特征在于：所述传动杆(2)上端固定连接有收纳槽(13)，所述收纳槽(13)的左右内壁之间固定连接有转轴，所述转轴外端转动连接有转动板(14)，所述收纳槽(13)的左右内壁军开凿有方形孔(15)，所述方形孔(15)内滑动连接有移动柱(16)，所述移动柱(16)外端开凿有一对环形槽(17)，所述环形槽(17)外端转动连接有协同杆(18)，所述移动柱(16)与方形孔(15)的后侧内壁之间安装有第二电动推杆(19)，所述弹性垫板(12)外端转动连接有转动套筒(20)，所述协同杆(18)位于转动套筒(20)内且与转动套筒(20)滑动连接。


3.根据权利要求1所述的基于可变刚度的柔性机器人关节，其特征在于：所述移动推板(7)底端开凿有方形槽(21)，所述方形槽(21)与通孔(8)相连通，所述方形槽(21)内底...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：崔兵，
类型：发明
国别省市：黑龙;23