本申请属于机器人关节结构技术领域，涉及关节储能助力机构、机器人关节结构及机器人。该关节储能助力机构中，活动件相对于固定件转动设置，储能弹性件连接在两个基座之间，切换装置能使两个基座在一静一动状态、锁止状态与自由状态间切换。在需要储能时，使两个基座切换至一静一动状态，传动组件将活动件的动能传递给可活动的基座，储能弹性件将活动件的动能转换为弹性势能以实现储能。活动件回程时，储能弹性件释放能量并经过传动组件传递至活动件。使两个基座切换至锁止状态时，活动件与固定件相当于固联。使两个基座切换至自由状态时，储能弹性件无法储能。该关节储能助力机构能够在有限空间内储存较大的能量，在有限角度内达到较大扭力。内达到较大扭力。内达到较大扭力。
【技术实现步骤摘要】
关节储能助力机构、机器人关节结构及机器人
[0001]本申请属于机器人关节结构
，尤其涉及一种关节储能助力机构、机器人关节结构及机器人。
技术介绍
[0002]目前，机器人关节结构在运动过程中有两个问题比较棘手：在特定位置、特定速度和特定加速度时需要较大的力，此时如果单纯增加关节的转动动力件出力，则会增加关节质量和体积，也会增加关节成本。在特定位置，尤其是重力势能在普通关节中无法储存，并且转动动力件克服重力做功而导致能量损耗。
技术实现思路
[0003]本申请实施例的目的在于提供一种关节储能助力机构、机器人关节结构及机器人，以解决现有机器人关节结构的转动动力件质量和体积较大的技术问题。
[0004]本申请实施例提供一种关节储能助力机构，包括：
[0005]固定件；
[0006]活动件，相对于所述固定件转动设置；
[0007]两个基座，间隔设置，具有其中一个所述基座相对所述固定件静止而另外一个所述基座相对所述固定件转动的一静一动状态、两个所述基座均相对所述固定件静止的锁止状态及两个所述基座均相对所述固定件转动的自由状态；
[0008]传动组件，用于将所述活动件的动力传递至所述基座上；
[0009]储能弹性件，用于将所述活动件的动能转换为弹性势能，其两端一一对应地固定于两个所述基座上；以及
[0010]切换装置，设于所述固定件上，用于使两个所述基座在一静一动状态、锁止状态与自由状态之间切换。
[0011]可选地，所述切换装置包括直线驱动组件以及由所述直线驱动组件驱动移动的换挡件，所述活动件相对所述固定件的转动轴线与所述换挡件的移动方向相互平行；所述换挡件能够移动以使所述换挡件同时连接其中一个所述基座与所述固定件，或使所述换挡件同时连接两个所述基座与所述固定件，或使所述换挡件、所述基座与所述固定件相互分离。
[0012]可选地，所述基座具有沿其轴线方向延伸的贯通槽，两个所述基座的贯通槽相对设置，所述贯通槽的内壁设有第一内花键，所述换挡件具有第一外花键与第二外花键，所述第一外花键与所述第一内花键相适配，所述第二外花键与所述第一内花键相适配；所述换挡件能够沿所述基座的轴线方向在所述贯通槽内移动以使所述第一外花键或所述第二外花键连接于所述第一内花键，或者所述第一外花键与所述第二外花键分别连接于两个所述第一内花键，或者所述第一外花键与所述第二外花键均分离所述第一内花键。
[0013]可选地，所述第一外花键与所述第二外花键之间形成环形空位，所述环形空位在所述换挡件的轴线方向上的宽度大于所述第一内花键在所述基座的轴线方向上的宽度。
[0014]可选地，所述固定件具有第三外花键，所述换挡件具有第三内花键，所述第三外花键与所述第三内花键相适配；所述换挡件能够移动以使所述第一外花键或所述第二外花键连接于所述第一内花键且所述第三内花键连接于所述第三外花键，或者所述第一外花键与所述第二外花键分别连接于两个所述第一内花键且所述第三内花键连接于所述第三外花键，或者所述第一外花键与所述第二外花键均分离所述第一内花键且所述第三内花键分离于所述第三外花键。
[0015]可选地，所述换挡件包括筒状体及连接于所述筒状体的导向轴，所述第一外花键、所述第二外花键与所述第三内花键均设于所述筒状体上；所述固定件上开设有导向槽，所述导向轴插设于所述导向槽以限定所述导向轴的周向位置。
[0016]可选地，所述直线驱动组件包括安装座、安装于所述安装座上的转动驱动件、由所述转动驱动件驱动转动的丝杆，以及沿所述丝杆的轴线方向移动的滑块，所述滑块具有与所述丝杆螺纹连接的螺孔，所述滑块安装于所述换挡件上，所述丝杆穿过所述换挡件设置。
[0017]可选地，所述丝杆的一端通过第一轴承支承在所述安装座上，另外一端通过第二轴承支承在所述固定件上。
[0018]可选地，所述直线驱动组件还包括连接于所述转动驱动件的输出轴的减速器，以及连接于所述减速器与所述丝杆之间的联轴器。
[0019]可选地，每个所述基座均具有外齿圈，所述传动组件包括转动安装于所述活动件上的若干行星齿轮对，每一所述行星齿轮对均包括两个相啮合的行星齿轮，同一所述行星齿轮对中的两个所述行星齿轮一一对应地与两个所述基座的所述外齿圈相啮合。
[0020]可选地，所述活动件包括两个行星架，两个所述行星架均呈环状，两个所述行星架的其中一端开口相对设置，两个所述基座分别设于两个所述行星架的内腔，所述行星齿轮对设于两个所述行星架的相对开口处。
[0021]可选地，所述行星齿轮的其中一轴向端面凸设有连接轴，另外一轴向端面开设有安装槽；其中一个所述行星架开设有连接槽，另外一个所述行星架凸设有安装轴；所述连接轴通过第三轴承支承于所述连接槽的内壁，所述安装轴通过第四轴承支承在所述安装槽的内壁。
[0022]可选地，所述行星架开设有与其内腔连通的容纳槽，所述行星齿轮设于所述容纳槽内。
[0023]可选地，两个所述基座分别通过第五轴承支承在两个所述行星架的内壁上。
[0024]可选地，所述基座的靠近所述外齿圈处设有环形台阶，所述行星架的内壁在靠近所述外齿圈处设有环形凸缘；所述基座的外周面卡设有外卡簧，所述行星架的内壁卡设有内卡簧；所述第五轴承的内圈的两个轴向端面分别抵设于所述环形台阶与所述外卡簧，所述第五轴承的外圈的两个轴向端面分别抵设于所述环形凸缘与所述内卡簧。
[0025]可选地，两个所述基座的相对端面均开设有环形凹槽，所述储能弹性件的两端分别设于两个所述环形凹槽内。
[0026]可选地，所述储能弹性件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧与所述活动件同轴设置。
[0027]本申请实施例提供一种机器人关节结构，包括上述的关节储能助力机构、固定臂、转动安装于所述固定臂上的活动臂，以及用于驱动所述活动臂转动的转动动力件，所述固定件连接至所述固定臂，所述转动动力件安装于所述固定臂或所述固定件上，所述转动动
力件的输出轴连接至所述活动臂或所述活动件上，所述活动臂连接至所述活动件。
[0028]本申请实施例提供一种机器人，包括上述的关节储能助力机构。
[0029]本申请实施例提供的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：该关节储能助力机构中，活动件相对于固定件转动设置，储能弹性件连接在两个基座之间，切换装置能使两个基座在一静一动状态、锁止状态与自由状态间切换。关节在任意位置需要储能时，使两个基座切换至一静一动状态，此时，活动件接受转动动力件的动力或连接于活动件的活动臂的重力势能并且转换为动能，传动组件将活动件的动能传递给可活动的基座，两个基座产生角度差，储能弹性件扭曲变形以将活动件的动能转换为弹性势能以实现储能。活动件回程时，储能弹性件释放储存的能量并经过传动组件传递至活动件以带动活动件转动。使两个基座切换至锁止状态时，活动件的动力经过传动组件传递至基座与固定件，活动件与固定件相当于固联。使两个基座切换至自由状态时，储能弹性件无法储能，相当于没有储能弹性件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种关节储能助力机构，其特征在于，包括：固定件；活动件，相对于所述固定件转动设置；两个基座，间隔设置，具有其中一个所述基座相对所述固定件静止而另外一个所述基座相对所述固定件转动的一静一动状态、两个所述基座均相对所述固定件静止的锁止状态及两个所述基座均相对所述固定件转动的自由状态；传动组件，用于将所述活动件的动力传递至所述基座上；储能弹性件，用于将所述活动件的动能转换为弹性势能，其两端一一对应地固定于两个所述基座上；以及切换装置，设于所述固定件上，用于使两个所述基座在一静一动状态、锁止状态与自由状态之间切换。2.如权利要求1所述的关节储能助力机构，其特征在于，所述切换装置包括直线驱动组件以及由所述直线驱动组件驱动移动的换挡件，所述活动件相对所述固定件的转动轴线与所述换挡件的移动方向相互平行；所述换挡件能够移动以使所述换挡件同时连接其中一个所述基座与所述固定件，或使所述换挡件同时连接两个所述基座与所述固定件，或使所述换挡件、所述基座与所述固定件相互分离。3.如权利要求2所述的关节储能助力机构，其特征在于，所述基座具有沿其轴线方向延伸的贯通槽，两个所述基座的贯通槽相对设置，所述贯通槽的内壁设有第一内花键，所述换挡件具有第一外花键与第二外花键，所述第一外花键与所述第一内花键相适配，所述第二外花键与所述第一内花键相适配；所述换挡件能够沿所述基座的轴线方向在所述贯通槽内移动以使所述第一外花键或所述第二外花键连接于所述第一内花键，或者所述第一外花键与所述第二外花键分别连接于两个所述第一内花键，或者所述第一外花键与所述第二外花键均分离所述第一内花键。4.如权利要求3所述的关节储能助力机构，其特征在于，所述第一外花键与所述第二外花键之间形成环形空位，所述环形空位在所述换挡件的轴线方向上的宽度大于所述第一内花键在所述基座的轴线方向上的宽度。5.如权利要求3所述的关节储能助力机构，其特征在于，所述固定件具有第三外花键，所述换挡件具有第三内花键，所述第三外花键与所述第三内花键相适配；所述换挡件能够移动以使所述第一外花键或所述第二外花键连接于所述第一内花键且所述第三内花键连接于所述第三外花键，或者所述第一外花键与所述第二外花键分别连接于两个所述第一内花键且所述第三内花键连接于所述第三外花键，或者所述第一外花键与所述第二外花键均分离所述第一内花键且所述第三内花键分离于所述第三外花键。6.如权利要求5所述的关节储能助力机构，其特征在于，所述换挡件包括筒状体及连接于所述筒状体的导向轴，所述第一外花键、所述第二外花键与所述第三内花键均设于所述筒状体上；所述固定件上开设有导向槽，所述导向轴插设于所述导向槽以限定所述导向轴的周向位置。7.如权利要求2所述的关节储能助力机构，其特征在于，所述直线驱动组件包括安装座、安装于所述安装座上的转动驱动件、由所述转动驱动件驱动转动的丝杆，以及沿所述丝杆的轴线方向移动的滑块，所述滑块具有与所述丝杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵坤雷，谢铮，刘益彰，葛利刚，陈春玉，王浩，苏宪伟，熊友军，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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