[发明专利]机器人肩关节转向机构

说明书

本发明公开了一种机器人肩关节转向机构，包括肩关节轴承套管、两个关节转向球碗节头、两个转盘和减速电机，两个关节转向球碗节头对称设置于肩关节轴承套管两端，每一个关节转向球碗节头均包括球头手臂和弹性装置，球头手臂与设置于肩关节轴承套管内的弹性装置连接，弹性装置通过转盘与减速电机连接，球头手臂通过弹性装置、转盘和减速电机可实现自摆动或自转动、被转动。本发明机器人肩关节转向机构应用在小型智能陪护机器人，在单个电机驱动和手动驱动情况下，均能模拟手臂横向打开，前后摆动，达到理想的人机互动效果，无安全隐患，体现智能化特征。

技术领域

本发明涉及一种机器人肩关节转向机构。

背景技术

随着科技的进步，电子产品的种类愈来愈多，其中机器人就是其中一种。在种类繁多的移动服务机器人中，为了满足高自主化高效率的服务工作，往往需要机器人的手臂能够旋转便于灵活弯曲。然而现有的机器人存在下列问题：现有服务机器人肩部支撑，肩与手臂的连接、手臂旋转，多数通过金属骨骼支架、关节处装载变速箱电机或舵机，通过控制电路驱动其运动。以上电机驱动技术装配和算法复杂，舵机驱动在断电后，手臂没有支撑力，不能保持手臂动作(因舵机是行星减速箱和行星支架或平行支架，且都是直齿或斜齿，无自锁功能，目前暂未发现断电后带支撑力的舵机)，在小型智能早教机器人(高度小于20cm)，受电机和舵机体积，成本限制，显得不太适应。

发明内容

本发明的目的是提供机器人肩关节转向机构，为了达到上述目的的本发明采用如下技术方案：

一种机器人肩关节转向机构，包括肩关节轴承套管、两个关节转向球碗节头、两个转盘和减速电机，两个关节转向球碗节头对称设置于肩关节轴承套管两端，并分别通过两个转盘与减速电机连接，每一个关节转向球碗节头均包括球头手臂和弹性装置，球头手臂与设置于肩关节轴承套管内的弹性装置连接，弹性装置通过转盘与减速电机连接，球头手臂通过弹性装置、转盘和减速电机可实现自摆动或自转动、被转动。

进一步地，所述弹性装置包括球碗节头、第一弹簧、钢珠和插针，第一弹簧设置于球碗节头内呈三角型分布，钢珠放置于第一弹簧外端面，形成有弹性的三角型球面支撑结构，所述球头手臂通过插针与球碗节头铰接，球头手臂的球头压迫球碗节头内带有弹性的三角型球面支撑结构，使球头手臂可绕插针任意摆动。

进一步地，所述弹性装置还包括第一轴承和第一卡簧，第一轴承通过第一卡簧定位于所述球碗节头上，第一轴承设置于所述肩关节轴承套管内。

进一步地，所述弹性装置还包括第二弹簧、三角形花键、连杆和第二轴承，第二弹簧一端设置于球碗节头内，另一端与三角形花键连接，三角形花键与设置于第二轴承内的连杆一端斜齿啮合或断开，连杆另一端通过所述转盘与所述减速电机连接，第二轴承设置于所述肩关节轴承套管内。

进一步地，所述球碗节头设置有双耳和三个第一弹簧套管，第一弹簧套管呈三角型分布，所述第一弹簧一一对应分设于三个第一弹簧套管内，所述球头手臂通过插针设置于在双耳上的插针孔内。

进一步地，所述球碗节头设置有轴承颈，轴承颈外设置有卡簧限位扣，所述第一轴承设置于轴承颈上并通过所述第一卡簧定位卡簧限位扣上。

进一步地，所述球碗节头轴承颈内设置有第二弹簧套管，所述第二弹簧、三角型花键设置于第二弹簧套管内。

本发明的有益效果：本发明机器人肩关节转向机构应用在小型智能陪护机器人，在单个电机驱动和手动驱动情况下，均能模拟手臂横向打开，前后摆动，达到理想的人机互动效果，无安全隐患，体现智能化特征。

附图说明

图1为本发明机器人肩关节转向机构装配结构示意图；

图2为本发明机器人肩关节转向机构剖视结构示意图；

图3为本发明机器人肩关节转向机构爆炸结构示意图；

图4为本发明机器人肩关节转向机构的球碗节头剖视结构示意图。