离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构制造技术

本发明专利技术是一种离合型的关节驱动机构，采用蜗轮蜗杆减速方案，主要包括U形支架，副关节支架、驱动电机、蜗杆组件、涡轮组件、关节分离机构、传动电机和弹性柱组件。U形支架固定于关节支架，形成容纳相关结构的空间；传动电机固定于副关节支架；蜗杆组件、涡轮组件和关节分离机构装配在一起，驱动电机的动力经蜗杆带动涡轮组件旋转，固定于涡轮组件上的弹性柱组件可在与关节配合时插入关节的驱动孔中，驱动关节旋转；传动电机经关节分离机构带动蜗杆组件和涡轮组件一起沿关节轴线方向移动，实现关节驱动机构进入或退出与关节的配合。在需要控制关节时进入配合状态，在不需要时分开，避免干扰关节的被动运动。关节的被动运动。关节的被动运动。

【技术实现步骤摘要】
离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构


[0001]本专利技术属于机器人
，涉及一种机器人关节驱动机构。

技术介绍

[0002]在机器人领域，关节的可靠性和灵活性对机器人性能由重要影响。在需要机器人关节具有被动的环境适应能力时，通常主要依靠弹性元件的作用来实现。目前已有的关节驱动中，往往驱动电机与被控关节始终保持连接状态，电机及减速器对弹性元件的正常工作产生阻碍，在负载较大的场合，需要电机提供更大的扭矩，电机在断电状态下的阻力也大，严重时可导致关节失去被动适应能力。

技术实现思路

[0003]本专利技术创造性的提供一种离合型的机器人关节驱动机构，主要目的在于提高机器人关节的被动适应能力，消除关节驱动机构阻力对关节转动的影响，解决现有技术中存在的无法兼顾主动控制时提高关节驱动扭力、不需主动控制时降低关节阻碍的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用一种离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构的方案，主要包括U形支架，副关节支架、驱动电机、蜗杆组件、涡轮组件、关节分离机构、传动电机和弹性柱组件。U形支架固定于关节支架1，副关节支架用于对另一个关节的支撑，传动电机固定其上，蜗杆组件、涡轮组件和关节分离机构装配在一起，弹性柱组件固定于涡轮组件上。
[0005]在一个实例中，所述蜗杆组件主要包括蜗杆和蜗杆组件支架，蜗杆通过轴承装配于蜗杆组件支架上，驱动电机固定于蜗杆组件支架，驱动蜗杆旋转，蜗杆采用分体式，由蜗杆体和蜗杆轴组成。所述涡轮组件主要由涡轮和轴承盖组成，通过轴承装配于传动螺母上，涡轮上设计有若干用于安装弹性柱组件的通孔及固定孔。
[0006]在一个实例中，所述关节分离机构主要包括传动螺母、丝杆，丝杆通过轴承装于U形支架和副关节支架上，传动电机固定在U形支架和副关节支架上均可，传动螺母端部结构与U形支架接触。
[0007]在一个实例中，所述弹性柱组件包括弹性柱壳体、柱销、弹簧、前堵头和后堵头，弹性柱壳体内侧设计有导向槽，柱销尾部有限位结构，头部设计有导向结构。
[0008]在一个实例中，关节上用于柱销插入的驱动孔数量多于弹性柱组件数量，孔口设计了有利于柱销插入的倒角。
[0009]上述说明为本专利技术技术方案的概述，本专利技术提供的离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构的有益效果在于：关节进入与退出配合状态的动作灵活，无需对准且无连接不牢的问题，关节驱动可靠。U形支架固定于关节支架上，形成容纳相关结构的空间，并可作为分离机构的滑动轨道，提供导向和支撑作用；副关节支架用于另一个关节的支撑，传动电机固定其上；蜗杆组件、涡轮组件和关节分离机构装配在一起，驱动电机的动力经蜗杆带动涡轮组件旋转，固定于涡轮组件上的弹性柱组件可在与关节配合时插入关节的驱动孔中，驱动关节旋转；关节分离机构在传动电机的作用下，带动蜗杆组件和涡轮组件一起沿关节轴线方向
移动，实现进入和退出与关节的配合。由于弹性柱组件内部压缩弹簧的弹性作用，使得本驱动机构在关节进入配合时，即使柱销与驱动孔没有对正，也不会阻碍分离机构的正常动作，当涡轮旋转一定角度后，弹性柱与驱动孔间会出现对正的机会，即可进入配合状态，动作灵活。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1是本专利技术实施例提供的一种离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构的立体示意图；
[0012]图2是本专利技术实施例提供的蜗轮蜗杆组件结构示意图；
[0013]图3是本专利技术实施例提供的离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构侧视图；
[0014]图4为本专利技术实施例提供的离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构侧向剖视图；
[0015]图5是本专利技术实施例提供的弹性柱销组件爆炸图。
[0016]图中：1
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关节支架1，2
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传动电机，3
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副关节支架，4
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蜗杆组件，5
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传动螺母，6
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U形支架，7
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关节支架2，8
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驱动电机，9
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弹性柱组件，10
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涡轮，11
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轴承盖，12
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蜗杆体，13
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蜗杆轴，14
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蜗杆组件支架，15
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驱动丝杆，16
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前堵头，17
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柱销，18
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弹性柱壳体，19
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压缩弹簧，20
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后堵头。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一个或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0018]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0019]实例1。
[0020]本实施例提供了一种离合型的机器人关节驱动机构，以图1至图5所示的离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构为例进行说明。本实施例中的关节驱动机构主要包括U形支架6，副关节支架3、驱动电机8、蜗杆组件4、涡轮组件、关节分离机构、传动电机2和弹性柱组件9。采用蜗轮蜗杆方案，可获得大的关节驱动力，且使结构简单紧凑。在需要控制关节自主运动时，关节驱动机构与关节进入配合状态，实现对关节的自主控制；在不需要对关节进行控制时，关节驱动机构与关节分开，避免对关节的被动运动产生干扰，使关节的运动灵活自如。
[0021]U形支架6固定于关节支架2(7)，是本机构的主要支撑件，形成容纳相关结构的空间，并可作为分离机构的滑动轨道；副关节支架3用于对关节支架1(1)的支撑，并固定传动电机2；蜗杆组件4、涡轮组件和关节分离机构装配在一起，驱动电机8的动力经蜗杆轴13和
蜗杆体12，带动涡轮组件旋转。
[0022]蜗杆组件主要包括蜗杆和蜗杆组件支架14，蜗杆通过轴承装配于蜗杆组件支架14上，驱动电机8固定于蜗杆组件支架14，驱动蜗杆旋转，蜗杆采用分体式，由蜗杆体12和蜗杆轴13组成。涡轮组件主要包括涡轮10和轴承盖11，通过轴承装配于传动螺母5上，涡轮10上设计有若干用于安装弹性柱组件9的通孔及固定孔。关节分离机构主要包括传动螺母5和丝杆15，丝杆15通过轴承装于U形支架6和副关节支架3上，传动电机2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构，其特征在于，主要包括U形支架，副关节支架、驱动电机、蜗杆组件、涡轮组件、关节分离机构、传动电机和弹性柱组件。U形支架固定于关节支架1，副关节支架用于对另一个关节的支撑，传动电机固定其上，蜗杆组件、涡轮组件和关节分离机构装配在一起，弹性柱组件固定于涡轮组件上。2.根据权利要求1所述的离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构，其特征在于，所述蜗杆组件主要包括蜗杆和蜗杆组件支架，蜗杆通过轴承装配于蜗杆组件支架上，驱动电机固定于蜗杆组件支架，驱动蜗杆旋转，蜗杆采用分体式，由蜗杆体和蜗杆轴组成。3.如权利要求1所述的关节驱动机构，其特征在于，所述关节分离机构主要由传动螺母、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国华，徐美良，张爱军，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：