[发明专利]一种单驱动躲闪机器人的腰部驱动机构

说明书

本发明公开了一种单驱动躲闪机器人的腰部驱动机构，包括底座、一级主轴和二级主轴，底座的上方设置有盖板，盖板与底座之间设置有推力轴承，推力轴承的内侧设置有内齿圈，盖板的上侧设置有摆动支架，摆动支架内设置有摆动轴，摆动支架的上侧设置有俯仰支架，俯仰支架内设置有俯仰轴；一级主轴上设置直齿轮和第一锥齿轮，二级主轴上设置有第二锥齿轮，电机驱动一级主轴转动时，可通过一对离合器控制盖板的正反转、摆动轴的正反转以及俯仰轴的正反转，从而实现一个电机驱动躲闪机器人在三个自由度上的运动。

技术领域

本发明属于仿真机器人结构技术领域，特别是涉及一种单驱动躲闪机器人的腰部驱动机构。

背景技术

随着科技的发展，机器人能够实现的形态和功能越来越多，已经在许多领域中给人类提供了非常大的帮助，特别是具有躲闪避障功能的机器人发展尤为迅速，从军工企业到工厂生产线，公共管理到日常家庭中，机器人将逐步成为我们生活中不可或缺的一部分。此外，国内外的许多科研机构对机器人的研发也已经投入了很大精力，实现了机器人核心功能部件的更新换代和产业发展，提升了感知与运动智能技术的整体水平。但是随着这些技术水平的提升，对机器人的结构设计、高性能电机驱动、高精度传动机构等核心机械结构及驱动装置提出了许多特殊要求。

目前已经研发出来或者正在研发过程中的躲闪避障机器人存在的主要问题有：

(1)目前存在的各种类型的躲闪避障机器人的驱动基本上都与其自身的自由度数相等，由于机器人功能性的提升，自由度个数、驱动个数也随之增加，有的甚至多达十几个，驱动个数过多；

(2)大多数的科研机构或者企业单位研发的各种类型的躲闪避障机器人控制系统过于复杂，误差出现的概率高、误差累积大、减小误差的成本也相应的越来越高；

(3)目前现有的躲闪机器人的结构设计不够合理，使得其运动学特性和动力学特性相当复杂，利用数学方法解析机器人运动学和动力学存在各种耦合性，计算相当繁琐；

(4)目前存在的躲闪机器人都是在机器人的控制方法及图像处理上等技能化技术上的提升，而忽略了对其机构的创新，机器人机构设计与其复杂的功能性不匹配，机构设计的创新性不足，致使其故障频发，维修成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种单驱动躲闪机器人的腰部驱动机构，解决目前躲闪机器人设计存在驱动复杂，所带来的运算、控制容易出现失误的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种单驱动躲闪机器人的腰部驱动机构，包括底座，底座的上方设置有盖板，盖板与底座之间设置有推力轴承，推力轴承的内侧设置有内齿圈，盖板的上侧设置有摆动支架，摆动支架内设置有摆动轴，摆动支架的上侧设置有俯仰支架，俯仰支架内设置有俯仰轴；还包括一级主轴，一级主轴的一端可转动地伸出底座，另一端可转动地伸出盖板后，伸入摆动支架中，一级主轴上装配有直齿轮和第一锥齿轮，一级主轴的上端设置有十字万向联轴器，十字万向联轴器上连接有二级主轴，其中摆动轴、俯仰轴和一级主轴之间相互垂直设置，二级主轴与一级主轴之间同轴设置；直齿轮位于底座与盖板之间，直齿轮的一侧设置有第一离合器，相对的另一侧设置有第二离合器，第一离合器外和第二离合器外均设置有与直齿轮配合的直齿，第一离合器内和第二离合器内均可转动地设置有输出轴，每个输出轴上均设置有与内齿圈配合的外齿圈；第一锥齿轮和摆动轴均位于摆动支架中，摆动轴的两端均可转动地伸出摆动支架，摆动轴上设置有位于第一锥齿轮两侧的第三离合器和第四离合器，第三离合器和第四离合器的外部均设置有与第一锥齿轮配合的第一锥齿；二级主轴上设置有第二锥形齿轮，第二锥形齿轮位于俯仰支架中，俯仰轴的两端可转动地伸出俯仰支架，俯仰轴上分别设置有位于第二锥齿轮两侧的第五离合器和第六离合器，第五离合器和第六离合器上分别设置有与第二锥齿轮配合的第二锥齿。

本发明的技术方案，还具有以下特点：

所述底座与所述盖板之间还设置有过渡轴，所述过渡轴的上端可转动地装配有过渡齿轮。