[实用新型]一种柔性驱动的仿人脖颈并联关节

说明书

技术领域

本实用新型属于人形机器人和空间并联机构技术领域，特别涉及一种柔性驱动的仿人脖颈并联关节

背景技术

随着科技的发展，人形机器人的研究和研制也日益完善，越来越逼真和自然化。人形机器人作为机器人家族中的重要组成部分，在人类社会生活方方面面中的应用日益增多，给我们的生活也带来了多方面的便捷。人形机器人的研制是基于各种仿生关节的研究和设计的基础上的，仿生关节种类的多样性，以及控制方面和加工制造方面的简易性，都给更为优化和智能化的仿人机器人的研究提供了可能和参考依据。可见，仿生关节的研究具有重要的科研价值和应用价值。

发明内容

本发明以仿生关节的制造和控制的便捷性为出发点，设计了一种柔性驱动的仿人脖颈并联关节，其采用的技术方案如下：

动平台、机架以及联接上述两者的中间支链及4个材质和结构完全相同的柔性支链；每个柔性支链的整体形状为带状或圆柱状，如钢丝绳、钢丝带、鱼线等，中间支链从动平台到机架，依次由虎克铰，复位弹簧串联组成，虎克铰的一端与动平台的中心位置固联，虎克铰的另一端上加有复位弹簧后，同机架的中心位置以圆柱副的形式联接；柔性支链B1的一端与动平台固联，其另一端穿过机架上的导向孔，固定到驱动电机的绕线盘上，绕线盘转动可实现柔性支链B1的伸长和缩短；柔性支链B2、柔性支链B3、柔性支链B4的安装方式完全同柔性支链B1，上述四个柔性支链在动平台上的安装位置点相对动平台呈圆周均等分布，上述四个柔性支链在机架上的导向孔的位置在机架上呈圆周均等分布，任一对角上的两柔性支链在空间中的扭向相同，该对角上的两柔性支链在空间中的扭向与另一对角上两柔性支链在空间中的扭向相反。

本发明具有如下优点：该关节中动力传递是通过柔性材料，如钢丝绳、钢丝带、鱼线等，加工生产方便，易于获取，生产成本较低，同时，每一动力支链都由电机直接驱动，能量利用率高，结构紧凑。综上，该关节可应用于人形机器人的脖颈关节上，具有较好的科研价值和实用性，市场前景较好。

附图说明：

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为中间支链B5结构示意图；

图3为电机位置示意图；

具体实施方式：

如图1，动平台(1)、机架(6)以及联接上述两者的4个完全相同材质的柔性支链(B1、B2、B3、B4)及中间支链(B5)；每个柔性支链(B1、B2、B3、B4)的整体形状为带状或圆柱状，如钢丝绳、钢丝带、鱼线等，中间支链(B5)从动平台(1)到机架(6)，依次由虎克铰(U51)，复位弹簧(S52)串联组成，虎克铰(U51)的一端D1与动平台(1)的中心位置固联，虎克铰(U51)的另一端上加有复位弹簧(S52)后，D2处同机架的中心位置以圆柱副的形式联接；柔性支链(B1)的一端与动平台固联，其另一端穿过机架上的导向孔，固定到驱动电机的绕线盘上，绕线盘转动可实现柔性支链(B1)的伸长和缩短；柔性支链(B2)、柔性支链(B3)、柔性支链(B4)的安装方式完全同柔性支链(B1)，四个柔性支链(B1、B2、B3、B4)在动平台(1)上的安装位置点在动平台上呈圆周均等分布，该四支链在机架上的导向孔的位置在机架上呈圆周均等分布，任一对角上的柔性支链(B1)的扭向与柔性支链(B3)在空间中的扭向相同，该扭向与另一对角上柔性支链(B2)在空间中的扭向相反，柔性支链(B2)在空间中的扭向与柔性支链(B4)在空间中的扭向相同。