一种用于移动机器人的串联弹性驱动器制造技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域，尤其是一种用于移动机器人的串联弹性驱动器，包括固定座、驱动件、丝杆及储能弹簧，所述固定座包括驱动座及电机座，所述驱动座与所述电机座固定连接，所述驱动座的一面凹设有槽口，所述驱动件的两侧分别与所述驱动座滑动连接，所述丝杆螺纹穿设于所述驱动件，且所述丝杆的两端分别与所述驱动座转动连接，所述丝杆的一端穿入所述电机座内并与所述电机座转动连接，所述驱动电机远离所述驱动座的一端固定设置有驱动电机，所述驱动电机与所述丝杆传动连接；所述储能弹簧两端分别与所述驱动座及所述驱动件抵接。本发明专利技术结构简单、重量轻盈，能够降低电能消耗，适用于机器人的柔性控制。用于机器人的柔性控制。用于机器人的柔性控制。

【技术实现步骤摘要】
一种用于移动机器人的串联弹性驱动器


[0001]本专利技术涉及机器人
，尤其是一种用于移动机器人的串联弹性驱动器。

技术介绍

[0002]串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator，SEA)主要是在驱动装置与末端执行器之间增加具有弹性和阻尼特性的装置，解除驱动装置和末端执行器之间的耦合关系，同时使串联弹性驱动器输出力与其形变量、相对速度成一定关系。与传统的刚性驱动器相比，串联弹性驱动器具有被动柔顺性、阻抗低、抗冲击、力感知精确等优点，己被广泛地应用于各种场合。
[0003]但是目前的串联弹性驱动器大多采用旋转型弹簧形成柔性驱动关节，或者采用伸缩杆型结构形成直线驱动，多应用于医疗领域如复健机器人、助行机器人等，并没有完全发挥出串联弹性驱动器的柔顺特性，而当前的串联弹性驱动器普遍尺寸较大，重量大，增加了机器人的电能消耗，导致了目前的串联弹性驱动器不能很好应用在四足移动机器人中。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于移动机器人的串联弹性驱动器，结构简单、重量轻盈，能够降低电能消耗，适用于机器人的柔性控制。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种用于移动机器人的串联弹性驱动器，包括固定座、驱动件、丝杆及储能弹簧，所述固定座包括驱动座及电机座，所述驱动座的一端与所述电机座的一端固定连接，所述驱动座的一面凹设有槽口，所述驱动件的底部位于所述槽口内，且所述驱动件的两侧分别与所述驱动座滑动连接，所述丝杆位于所述槽口内，所述丝杆螺纹穿设于所述驱动件，且所述丝杆的两端分别与所述驱动座转动连接，所述丝杆的一端穿入所述电机座内并与所述电机座转动连接，所述驱动电机远离所述驱动座的一端固定设置有驱动电机，所述驱动电机与所述丝杆传动连接，且所述驱动电机设有扭矩传感器；
[0007]所述储能弹簧位于所述驱动座内远离所述电机座的一端，所述储能弹簧套设在所述丝杆外，且所述储能弹簧两端分别与所述驱动座内壁及所述驱动件外壁抵接。
[0008]进一步地，所述驱动件两侧分别固定设置有滑块，所述驱动座内两侧内壁分别凹设有与所述滑块滑动连接的滑槽。
[0009]进一步地，所述驱动件内两端的两侧分别设有回流槽，每一侧的所述回流槽均分别设有两个，每一侧的两个所述回流槽分别位于所述滑块的两侧，且所述回流槽一端与所述滑块导通连接，另一端设有导流孔，所述滑块相同一侧两端的两所述回流槽的导流孔通过导流管导通连接；所述回流槽及所述导流管内填充有润滑油。
[0010]进一步地，所述驱动件的两侧分别设有防尘盖，所述防尘盖一侧与所述驱动件固定连接，另一侧延伸至所述槽口的端面，以遮挡所述滑块与所述滑槽的缝隙。
[0011]进一步地，所述驱动件远离所述槽口的一面设有安装孔。
[0012]进一步地，所述驱动件沿滑动方向的两个端面分别固定设置有限位器。
[0013]进一步地，所述驱动座通过螺栓与所述电机座连接，所述驱动座的两侧设有贯穿的第一连接孔，所述电机座的两侧设有贯穿的第二连接孔，所述螺栓一端依次穿过所述第二连接孔及所述第一连接孔后螺纹套设有螺帽，以使所述螺栓及所述螺帽与对应所述电机座及所述驱动座抵接。
[0014]进一步地，所述丝杆两端分别通过第一轴承与所述驱动座连接，且所述第一轴承的内环与所述丝杆外壁固定连接，所述述第一轴承的外环与所述驱动座固定连接；所述丝杆穿入所述电机座的一端通过第二轴承与所述电机座连接，且所述第二轴承的内环与所述丝杆固定连接，所述第二轴承的外环与所述电机座固定连接。
[0015]进一步地，所述驱动电机设有减速机，所述减速机一端与所述驱动电机的固定连接，另一端与所述电机座固定连接，且所述减速机的输入端与所述驱动电机传动连接，所述减速机的输出端穿入所述电机座内并通过联轴器与所述丝杆传动连接。
[0016]进一步地，所述扭矩传感器套设在所述减速机的输出端外，且所述扭矩传感器与所述电机座内壁固定连接。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]1.通过固定座作为四足移动机器人的大腿，而四足移动机器人的小腿与驱动座连接，在驱动电机的作用下，丝杆转动，以使驱动件沿着槽口滑动，从而实现四足机器人小腿的驱动。当驱动电机正转时，驱动件远离电机座的方向移动，同时储能弹簧被压缩变形，当驱动电机反转时，驱动件靠近电机座的方向移动，同时储能弹簧释放，使得驱动电机采用较低的扭矩能够驱动驱动件移动，在储能弹簧释放及压缩的过程中，储能弹簧提供弹性阻尼，从而实现四足机器人小腿的柔顺控制，避免机器人出现顿挫感，在扭矩传感器与四足移动机器人的控制模块电连接，当储能弹簧释放时，扭矩传感器获得的丝杆扭矩数值降低，控制模块根据扭矩传感器的扭矩调节驱动电机的输出扭矩，由于驱动电机功率一定的时候，转速与转矩成反比关系，在驱动电机降低输出扭矩时，同时降低驱动电机的功率，能够确保驱动电机在保持恒定转速，实现了降低驱动电机的做功，减少驱动电机消耗的电能，同时进步提高柔顺控制的效果。本专利技术的传动机构设置在固定座上，结构简单，结构简单、重量轻盈，适用于四足移动机器人的柔性控制，能够降低机器人的电能消耗，提高其能量应用效率以延长续航能力。而且驱动件为驱动方向为平面移动，从而使四足移动机器人适应多种应用场景。
[0019]2.由于回流槽一端与滑块导通连接，使得回流槽及导流管内的润滑油渗至滑块至滑槽之间的缝隙中，减少了驱动件的滑动阻力，使得四足机器人的行动更加顺畅。而且在防尘盖的作用下，以最大限度的保证了驱动件的移动不受外部环境干扰，确保四足移动机器人的稳定运动。
附图说明
[0020]图1是本专利技术一较佳实施方式的用于移动机器人的串联弹性驱动器的结构示意图。
[0021]图2是本专利技术一较佳实施方式的用于移动机器人的串联弹性驱动器的驱动座结构示意图。
[0022]图3是本专利技术一较佳实施方式的用于移动机器人的串联弹性驱动器的驱动件结构示意图。
[0023]图4是图3的A
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A处剖面图。
[0024]图中，1
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固定座，11
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驱动座，111
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槽口，112
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滑槽，12
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电机座，121
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驱动电机，122
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联轴器，123
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扭矩传感器，13
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减速机，2
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驱动件，21
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滑块，22
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防尘盖，31
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第一轴承，32
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第二轴承，4
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储能弹簧，5
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回流槽，51
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导流管，6
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限位器，7
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螺栓，71
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螺帽。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于移动机器人的串联弹性驱动器，其特征在于，包括固定座(1)、驱动件(2)、丝杆(3)及储能弹簧(4)，所述固定座(1)包括驱动座(11)及电机座(12)，所述驱动座(11)的一端与所述电机座(12)的一端固定连接，所述驱动座(11)的一面凹设有槽口(111)，所述驱动件(2)的底部位于所述槽口(111)内，且所述驱动件(2)的两侧分别与所述驱动座(11)滑动连接，所述丝杆(3)位于所述槽口(111)内，所述丝杆(3)螺纹穿设于所述驱动件(2)，且所述丝杆(3)的两端分别与所述驱动座(11)转动连接，所述丝杆(3)的一端穿入所述电机座(12)内并与所述电机座(12)转动连接，所述驱动电机(4)远离所述驱动座(11)的一端固定设置有驱动电机(121)，所述驱动电机(121)与所述丝杆(3)传动连接，且所述驱动电机(121)设有扭矩传感器(123)；所述储能弹簧(4)位于所述驱动座(11)内远离所述电机座(12)的一端，所述储能弹簧(4)套设在所述丝杆(3)外，且所述储能弹簧(4)两端分别与所述驱动座(11)内壁及所述驱动件(2)外壁抵接。2.根据权利要求1所述的一种用于移动机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：所述驱动件(2)两侧分别固定设置有滑块(21)，所述驱动座(11)内两侧内壁分别凹设有与所述滑块(21)滑动连接的滑槽(112)。3.根据权利要求2所述的一种用于移动机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：所述驱动件(2)内两端的两侧分别设有回流槽(5)，每一侧的所述回流槽(5)均分别设有两个，每一侧的两个所述回流槽(5)分别位于所述滑块(21)的两侧，且所述回流槽(5)一端与所述滑块(21)导通连接，另一端设有导流孔，所述滑块(21)相同一侧两端的两所述回流槽(5)的导流孔通过导流管(51)导通连接；所述回流槽(5)及所述导流管(51)内填充有润滑油。4.根据权利要求2所述的一种用于移动机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：所述驱动件(2)的两侧分别设有防尘盖(22)，所述防尘盖(22)一侧与所述驱动件(2)固定连接，另一侧延伸至所述槽口...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱留存，何从伟，王骥月，邓浩锋，王甘霖，
申请(专利权)人：北部湾大学，
类型：发明
国别省市：