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一种柔性可控的关节驱动器制造技术

技术编号:8557485 阅读:176 留言:0更新日期:2013-04-10 19:18
本发明专利技术涉及一种柔性可控的关节驱动器,其特征在于:它包括外壳、刚度调节机构、动力输入机构和控制器;刚度调节机构包括电机,电机的输出轴连接主动齿轮,主动齿轮的两侧各啮合从动齿轮,两从动齿轮的中心轴均为丝杠;两丝杠上分别螺旋连接螺母滑块,两螺母滑块的外侧凸缘分别插入外壳两侧盖内壁设置的导向滑槽内,两螺母滑块的内侧夹设有L形簧片;其中一螺母滑块的侧面固定连接有滑动片,滑动片的另一端插设在一固定在外壳内的位移传感器中,动力输入机构包括用于连接外部驱动电机的输入轴,输入轴通过轴承连接在外壳后盖上,输入轴的末端沿轴向设置有凹槽,L形簧片短边固定在凹槽内,L形簧片的长边与外壳底盖固定连接成一体。本发明专利技术可以广泛用于双足、外骨骼和智能假肢等机器人领域的研究和应用中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种驱动器,特别是关于一种用于双足、外骨骼和智能假肢等机器人 的柔性可控的关节驱动器
技术介绍
目前,机器人领域大多采用大力矩、高刚度的伺服电机作为驱动器,通过精确的伺 服控制使外骨骼在步行过程中准确跟踪预定义的关节角度轨迹,实现稳定步行。该方法的 有效性虽然得到多个机器人项目的验证,但是伺服电机及其减速系统的高刚度和高惯性使 机器人在行走中难于克服与地面的碰撞现象,即机器人在快速行走时,因其摆动脚在落脚 瞬间与地面发生碰撞,使得零力矩点产生较大跳变,造成了机器人的稳定度降低,严重时导 致机器人跌倒。另外,采用刚性元件和传统驱动器的精密组合来实现机器人的地面行走,只 是现代先进机械操作臂的地面行走类衍生产品而已,其刚性机构和仅以电机伺服驱动控制 跟踪离线规划运动轨迹的控制方法,与传统的操作臂无本质的差别,能量效率低下且能耗 很大。所以,要想真正使机器人尽可能的类似于人的行为,必须提高其行走能量效率及其环 境适应性。在人类步行的研究中发现以下现象在摆动腿落地前腿部肌肉会放松以吸收冲 击,而在摆动腿落地后的双脚支撑中,腿部肌肉收缩以维持平衡。通过这种机制,人类在快 速行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性可控的关节驱动器,其特征在于:它包括外壳、刚度调节机构、动力输入机构和控制器;所述刚度调节机构包括一固定连接在所述外壳顶盖上的电机,所述电机的输出轴连接一主动齿轮,所述主动齿轮的两侧各啮合一从动齿轮,两所述从动齿轮的中心轴均为一转动连接在所述外壳内的丝杠;两所述丝杠上分别螺旋连接一螺母滑块,两所述螺母滑块的外侧凸缘分别插入所述外壳两侧盖内壁设置的导向滑槽内,两所述螺母滑块的内侧夹设有一L形簧片;其中一所述螺母滑块的侧面固定连接有一滑动片,所述滑动片的另一端插设在一固定在所述外壳内的位移传感器中;所述动力输入机构包括一用于连接外部驱动电机的输入轴,所述输入轴通过一轴承连接在所述外壳后盖上...

【技术特征摘要】
1.一种柔性可控的关节驱动器,其特征在于它包括外壳、刚度调节机构、动力输入机构和控制器; 所述刚度调节机构包括一固定连接在所述外壳顶盖上的电机,所述电机的输出轴连接一主动齿轮,所述主动齿轮的两侧各哨合一从动齿轮,两所述从动齿轮的中心轴均为一转动连接在所述外壳内的丝杠;两所述丝杠上分别螺旋连接一螺母滑块,两所述螺母滑块的外侧凸缘分别插入所述外壳两侧盖内壁设置的导向滑槽内,两所述螺母滑块的内侧夹设有一 L形簧片;其中一所述螺母滑块的侧面固定连接有一滑动片,所述滑动片的另一端插设在一固定在所述外壳内的位移传感器中; 所述动力输入机构包括一用于连接外部驱动电机的输入轴,所述输入轴通过一轴承连接在所述外壳后盖上,所述输入轴的末端沿轴向设置有一凹槽,所述L形簧片短边固定在所述凹槽内,所述L形簧片的长边与外壳底盖固定连接成一体; 所述控制器分别与所述电机和位移传感器电连接。2.如权利要求1所述的一种柔性可控的关节驱动器,其特征在于所述控制器采用“闭环控制策略”,对所述螺母滑块的位置进行采集和移动调节。3.如权利要求2所述的一种柔性可控的关节驱动器,其特征在于所述控制器根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:周志浩王启宁王龙
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:

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