[发明专利]仿生脱臼机器人关节

说明书

本发明公开了一种仿生脱臼机器人关节，安装于机器人的两节臂身之间，所述关节包括机械本体、伺服控制系统；机械本体包括U型的锁止盘卡槽、锁止盘、锁止盘安装法兰、伺服电机、减速机、减速机输出法兰，锁止盘卡槽上设有液压驱动装置，锁止盘由两片圆盘同轴连接而成，并伸入锁止盘卡槽内，锁止盘安装法兰位于锁止盘的轴上，其中一个锁止盘安装法兰与锁止盘卡槽固定在其中一节臂身的外壳上，另外一个锁止盘安装法兰固定在减速机输出法兰的法兰面上，伺服电机与减速机安装在另外一节臂身的壳体内；伺服控制系统包括控制器、伺服电动缸、电源板、传感器、伺服电机驱动器。本发明能够提高清障机器人在恶劣环境下工作的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及清障机器人领域，特别是涉及一种仿生脱臼机器人关节。

背景技术

目前，城市配网线路基本沿城市道路架设，大部分线路延伸于树林里穿行。虽然架空线路使用的多是绝缘导线，但由于大多穿行于树林，运行中经常发生绝缘导线被树枝磨破绝缘皮而发生放电打火及断线故障，尤其在遇到大雨大风等特殊天气时此类问题尤为突出。为了降低配网跳闸率，树木清障是各供电公司每年重要生产任务。由于工作安全性的要求，大部分清障需要线路停电并且由人工实施，另外部分线路段人工实施树木清障也难以进行。

基于上述问题，清障机械臂等清障机器人在配网清障领域应运而生，其能够替代人工在恶劣环境及带电情况下进行树木清障。而由于清障机械臂工作环境差，当落下较大树干砸中机械臂时，瞬间机械臂关节的扭矩大大超出额定荷载，严重损坏了机械臂的臂身和关节结构。

然而从仿生学角度考虑，当人或动物的关节在受到强大外力时，关节就会脱臼，这是对其他部位骨骼的一种保护。因此受其启发，在清障机器人上也可以设置这样一种可脱臼关节来实现对机械臂的保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种仿生脱臼机器人关节，能够提高清障机器人在恶劣环境下工作的安全性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种仿生脱臼机器人关节，安装于机器人的两节臂身之间，所述关节包括机械本体、伺服控制系统；

机械本体包括U型的锁止盘卡槽、锁止盘、第一锁止盘安装法兰、第二锁止盘安装法兰、伺服电机、减速机、减速机输出法兰，锁止盘卡槽上设有液压驱动装置，锁止盘由两片圆盘同轴连接而成，并伸入锁止盘卡槽内，锁止盘安装法兰位于锁止盘的轴上，第二锁止盘安装法兰与锁止盘卡槽固定在第二节臂身的外壳上，第一锁止盘安装法兰固定在减速机输出法兰的法兰面上，伺服电机与减速机安装在第一节臂身的壳体内；

伺服控制系统包括控制器、伺服电动缸、电源板、与控制器相连的传感器、伺服电机驱动器，伺服电机驱动器的输出端与伺服电动缸相连，电源板的输出端与控制器、伺服电机驱动器相连。

在本发明一个较佳实施例中，液压驱动装置用于协助锁止盘实现关节脱臼，其包括伺服电动缸、液压管道、液压油、活塞，锁止盘卡槽的两端口由活塞封口，其腔体内填充有液压油，液压管道的一端设置在锁止盘卡槽的腔体一侧、另一端与伺服电动缸连接。

进一步的，活塞外部设有摩擦片，摩擦片与锁止盘上部的两侧面相接触，可增加锁止盘与锁止盘卡槽之间的摩擦力，使得关节复位后更加牢固。

在本发明一个较佳实施例中，传感器包括位于臂身中部腔体内的震动传感器、位于液压管道上的液体压强传感器、镶在锁止盘卡槽内外边沿的锁止盘光标传感器。震动传感器用来监测环境中对机械臂臂身的冲击外力，液体压强传感器用来监测伺服电动缸的液压油压强；锁止盘光标传感器通过发射与接收光线来监测锁止盘两个圆盘的相对位置。

在本发明一个较佳实施例中，锁止盘的左片圆盘上嵌入有棱镜光标，棱镜光标用于反射锁止盘光标传感器发射的光标信号。

进一步的，锁止盘的材质为钢材，强度大。