[发明专利]一种双侧绳轮驱动的机器人关节装置

说明书

技术领域

发明涉及一种及机器人关节装置，具体涉及一种绳轮驱动的机器人关节装置，属于机器人技术领域。

背景技术

现在机器人领域采用液压缸驱动技术的关节驱动方式有直接驱动和绳轮驱动等几种，其中直接驱动方式是将液压缸两端直接连接在关节的两部分进行直接驱动，绳轮驱动方式(如美国雷神公司的发明专利CN200980142653.0)采用一对或多对液压缸同时驱动一个绳轮，进而驱动关节运动。

直接驱动方式在关节运动到某些角度时所占的空间较大，并且所提供的力矩曲线起伏较大。绳轮驱动方式由于采用一对或多对液压缸同时驱动一个绳轮，所以横向尺寸较大，整个关节所占的空间较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种双侧绳轮驱动的机器人关节装置，能够有效解决机器人关节尺寸大、力矩曲线起伏大等问题。

所述的双侧绳轮驱动的机器人关节装置，其特征在于，包括：上连接体、驱动部件A、下连接体、驱动部件B和关节.

所述关节包括关节轴套、关节左侧板和关节右侧板；所述关节轴套与关节左侧板、关节右侧板及下连接体配合形成铰接自由度；所述驱动部件A和驱动部件B分别用于驱动下连接体绕关节向两个相反方向转动.

所述下连接体一侧圆周面的中间位置加工有绳槽A，在与其相对侧的关节左侧板、关节右侧板上分别设置有关节左侧板绳槽和关节右侧板绳槽.

所述驱动部件A包括：液压缸A、上连接筒和柔性绳A；所述液压缸A固定安装在所述上连接体内的安装槽中，所述柔性绳A的一端通过上连接筒与液压缸A的活塞相连，另一端依次绕过换向轮A和绳槽A与固定在下连接体上的绳销相连；所述换向轮A的轴线平行于关节轴套的轴线.

所述驱动部件B包括：液压缸B、下连接筒、左柔性绳B和右柔性绳C；所述液压缸B固定安装在所述下连接体内的安装槽中，所述下连接筒与液压缸B的液压杆相连，下连接筒沿液压缸B液压杆的轴向设置有两个平行的连接端，分别为左连接端和右连接端；所述左柔性绳B的一端与下连接筒的左连接端相连，另一端依次绕过换向轮B和关节左侧板绳槽后固定在关节左侧板上的固定孔内；所述右柔性绳C的一端与下连接筒的右连接端相连，另一端依次绕过换向轮C和关节右侧板绳槽后固定在关节右侧板上的固定孔内；所述换向轮B和换向轮C的轴线在同一直线上，均平行于关节轴套的轴线。

在所述下连接体绕关节转动的两个方向上分别设置有用于限制其转动角度的限位结构。所述限位结构具体为：在所述上连接体与所述关节连接端的端部，安装换向轮A一侧加工有凸起A，通过所述凸起A限制所述下连接体在所述驱动部件A的驱动下绕关节转动的角度；

在所述上连接体与所述关节连接端的端部，安装换向轮A的相对侧有加工有倒角平面，所述下连接体上与之对应的位置加工有凸起B，所述倒角平面和凸起B配合限制所述下连接体在所述驱动部件B的驱动下绕关节转动的角度。

在所述关节轴套中安装有测量其转动角度的角度编码器。

有益效果：

(1)下连接体两个方向的转动分别通过两个液压缸驱动，并将驱动液压缸分别布置在上臂和下臂内部，结构紧凑，与传统的绳轮驱动方式相比显著减小了关节的横向尺寸。

(2)通过改变关节左侧板绳槽、关节右侧板绳槽及绳槽A的轨迹形状能够实现不同的力矩曲线，以满足不同使用情况。

附图说明

图1为该关节装置的整体结构示意图；

图2为该关节装置的内部结构示意图；

图3为驱动部件A的连接示意图；

图4为驱动部件B的连接示意图。

其中：1-上臂、4-液压缸A、5-上连接筒、6-柔性绳A、7-关节左侧板、8-关节右侧板、9-关节轴套、10-下臂、13-液压缸B、14-下连接筒、15-左柔性绳B、16-右柔性绳C、18-换向轮A、19-换向轮B、20-换向轮C、21-上臂凸起、22-上臂倒角平面、23-下臂凸起

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供一种双侧绳轮驱动的机器人臂部关节装置，该装置结构紧凑，与传统的绳轮驱动方式相比显著减小了关节的横向尺寸。

该关节装置的整体结构如图1和图2所示，包括上臂1、驱动部件A、下臂10、驱动部件B和关节。所述关节包括关节轴套9、关节左侧板7和关节右侧板8。