[发明专利]机器人的关节驱动装置

权利要求书

1.一种机器人的关节驱动装置，包括气动人工肌肉驱动部（1），直流伺服电机驱动部（2），机器人关节部（3），机器人关节转角测量部（4），第一肢体（5）和第二肢体（6），其特征在于：气动人工肌肉驱动部（1）位于第二肢体（6）的上部，通过固定件固定于第二肢体（6）上，其前端通过拉伸钢缆（101）与固定在第一肢体（5）后端的转动轮（13）连接；直流伺服电机驱动部（2）通过固紧套（203）固定于第二肢体（6）的一侧，其前端固联的齿轮（201）与固定在第一肢体（5）后端的齿轮（301）啮合；机器人关节部（3）通过螺钉将第一肢体（5）的后端与其转动轮（13）固定在一起，通过转动轴（14）铰接于第二肢体（6）的前端；机器人关节转角测量部（4）位于机器人关节部（3）的上部，通过支撑板（404）用螺钉（403）固定于机器人关节部（3）的固定套（305）上；第一肢体（5）绕机器人关节部（3）中的转动轴（14）做旋转运动。

2.根据权利要求1所述的机器人的关节驱动装置，其特征在于，所述气动人工肌肉驱动部（1）由气动人工肌肉（7）、比例压力阀（8）和压力传感器（9）组成，压力传感器（9）内置于气动人工肌肉（7）内，位于气动人工肌肉（7）的充放气端（105），通过气动人工肌肉（7）的进出气口（104）用输气管（106）与比例压力阀（8）连接，气动人工肌肉（7）的充放气端（105）固定于第二肢体（6）上，气动人工肌肉（7）的缩放端（102）放置于固定于第二肢体（6）上的套筒支架（110）内，充放气端（105）通过固定件（111）用螺栓（112）固定于第二肢体（6）上，套筒支架（110）通过固定件（113）用螺栓（114）固定于第二肢体（6）上，气动人工肌肉（7）的拉伸钢缆（101）的一端固定于缩放端（102），另一端缠绕在转动轮（13）上，端头固定于转动轮（13）的侧面，比例压力阀（8）、压力传感器（9）与控制系统连接。

3.根据权利要求1所述的机器人的关节驱动装置，其特征在于，所述直流伺服电机驱动部（2），由减速器（10），直流伺服电机（11）和电机调速编码器（12）组成，减速器（10）位于直流伺服电机驱动部（2）的前端，直流伺服电机（11）位于中间，电机调速编码器（12）位于后端，减速器（10）的输出轴端通过螺栓（204）固定在与第二肢体（6）固连的法兰盘（202）上，通过连接销（205）与齿轮（201）连接，直流伺服电机驱动部（2）通过固紧套（203）固定在第二肢体（6）上。

4.根据权利要求1所述的机器人的关节驱动装置，其特征在于，所述机器人关节部（3），用于连接第一肢体（5）和第二肢体（6），包括转动轮（13），转动轴（14）和滚动轴承（15），转动轴（14）通过转动轮（13）的中心孔贯穿整个机器人关节部（3），一端通过连接销（302）与齿轮（301）连接，另一端安装滚动轴承（15），用以支撑转动轴（14），转动轮（13）通过螺钉（303）固定于第一肢体（5）上，通过平键（304）与转动轴（14）连接，齿轮（301）与减速器（10）输出轴端带动的齿轮（201）啮合。

5.根据权利要求1或3或4所述的机器人的关节驱动装置，其特征在于，所述齿轮（201）和齿轮（301）为45°伞齿轮。

6.根据权利要求1所述的机器人的关节驱动装置，其特征在于，所述机器人关节转角测量部（4）包括角度编码器（16），固定于转动轮（13）上的齿轮（401），和固定于角度编码器（16）上的齿轮（402），角度编码器（16）的法兰端面通过螺钉（403）固定在支撑板（404）上，支撑板（404）固定在第二肢体（6）上，齿轮（401）与齿轮（402）啮合。

7.根据权利要求1所述的机器人的关节驱动装置，其特征在于：所述控制系统，通过接收关节角度、电机转速、人工肌肉内压等信号数据，控制人工肌肉的充放气和直流伺服电机的转速与转向，由单片机，A/D转换器，D/A转换器，电机控制器和电机驱动器组成。