[发明专利]基于锥齿轮差动耦合机构的仿人机器人头部

摘要

基于锥齿轮差动耦合机构的仿人机器人头部，它涉及一种仿人机器人头部。本发明解决了现有的头部结构不紧凑，独立关节结构体积较大，占用头部较大空间，且只具有俯仰和回转两个运动的问题。所述头部回转关节通过回转关节支座与颈部基关节的运动输出支架连接，颈部基关节通过颈部基关节支座与颈部底座中的颈部底座连接，所述头部外壳与相机回转支架固定连接，空套差动锥齿轮分别与两个主动差动锥齿轮啮合，被动差动锥齿轮分别与两个主动差动锥齿轮啮合，两个主动差动锥齿轮、被动差动锥齿轮和空套差动锥齿轮的轮齿参数一致并构成差动锥齿轮机构。本发明应用于仿人形机器人头部视觉测量与跟踪。

主权项

一种基于锥齿轮差动耦合机构的仿人机器人头部，其特征在于所述仿人机器人头部由头部回转关节(1)，颈部基关节(2)、颈部底座(3)、头部外壳(4)、两个相机(5)和两个相机安装调整滑板(6)构成，所述头部回转关节(1)由第一盘式无刷直流电机(1-1)、行星齿轮减速器(1-2)、回转关节支座(1-3)、相机回转支架(1-4)、回转空心套轴(1-5)、深沟球轴承(1-6)和关节角度反馈轴(1-7)构成，所述第一盘式无刷直流电机(1-1)的输出端与行星齿轮减速器(1-2)的输入端传动连接，所述行星齿轮减速器(1-2)装在回转关节支座(1-3)的内孔中，所述行星齿轮减速器(1-2)的输出轴固装在回转空心套轴(1-5)的内孔中，所述回转空心套轴(1-5)装在相机回转支架(1-4)的内孔中，所述相机回转支架(1-4)通过深沟球轴承(1-6)装在回转关节支座(1-3)的上部，所述关节角度反馈轴(1-7)的一端装在回转空心套轴(1-5)的内孔中，每个相机(5)通过相对应的调整滑板(6)装在相机回转支架(1-4)的上端面上；所述颈部基关节(2)包括驱动器支板(2-3)、颈部基关节支座(2-12)、空套差动锥齿轮(2-16)、空套轴承(2-17)、锁紧轴(2-18)、运动输出支架(2-20)、被动差动锥齿轮(2-21)、轴用弹性挡圈(2-22)、两个第二盘式无刷直流电机(2-1)、两个行星齿轮减速器(2-2)、两个驱动器输出齿轮(2-6)、两个传动锥齿轮(2-7)、两个输出角度反馈轴(2-8)、两个锁紧螺母(2-9)、两个主动差动锥齿轮(2-13)和两个深沟球轴承(2-15)，每个第二盘式无刷直流电机(2-1)的输出端与行星齿轮减速器(2-2)的输入端传动连接，每个行星齿轮减速器(2-2)的输出轴穿过相对应的驱动器支板(2-3)与驱动器输出齿轮(2-6)传动连接，每个行星齿轮减速器(2-2)与驱动器支板(2-3)固接，且两个行星齿轮减速器(2-2)沿颈部基关节支座(2-12)的中心轴线对称设置，每个驱动器输出齿轮(2-6)与传动锥齿轮(2-7)啮合，两个传动锥齿轮(2-7)各固装在颈部基关节支座(2-12)的两侧，每个传动锥齿轮(2-7)与相对应的主动差动锥齿轮(2-13)固装在一起构成双联齿轮(2-14)，每个双联齿轮(2-14)通过深沟球轴承(2-15)装在颈部基关节支座(2-12)的通孔内，每个双联齿轮(2-14)的轴向通过锁紧螺母(2-9)与输出角度反馈轴(2-8)轴向锁紧，所述空套差动锥齿轮(2-16)分别与两个主动差动锥齿轮(2-13)啮合，所述被动差动锥齿轮(2-21)分别与两个主动差动锥齿轮(2-13)啮合，两个主动差动锥齿轮(2-13)、被动差动锥齿轮(2-21)和空套差动锥齿轮(2-16)的轮齿参数一致并构成差动锥齿轮机构，所述空套差动锥齿轮(2-16)通过空套轴承(2-17)装在运动输出支架(2-20)上，所述被动差动锥齿轮(2-21)用轴用弹性挡圈(2-22)固定在运动输出支架(2-20)上，所述空套差动锥齿轮(2-16)和被动差动锥齿轮(2-21)套在锁紧轴(2-18)的外部，所述锁紧轴(2-18)的一端与空套轴承(2-17)相靠，所述锁紧轴(2-18)的另一端通过弹性挡圈(2-22)及螺母锁紧；所述头部回转关节(1)通过回转关节支座(1-3)与颈部基关节(2)的运动输出支架(2-20)连接，颈部基关节(2)通过颈部基关节支座(2-12)与颈部底座(3)中的颈部底座(3-1)连接，所述头部外壳(4)与相机回转支架(1-4)固定连接。