[发明专利]一种新型的工业机器人抗冲击膝关节

说明书

本发明公开了一种新型的工业机器人抗冲击膝关节，属于工业机器人领域。它包括装设于股骨大腿末端的膝关节A端和装设于胫骨小腿末端的膝关节B端，膝关节B端可绕膝关节A端发生空间转动；膝关节A端包括股骨保护板、股骨分力板、股骨隔振垫、由左半球壳和右半球壳组成的球形壳体、股骨冲击柱、壳体弹性层A、壳体弹性层B和锁紧弹簧A；膝关节B端包括胫骨保护板、胫骨隔振垫、胫骨分力板、胫骨转动球、胫骨冲击柱和锁紧弹簧B；股骨大腿与腓骨小腿采用腓骨韧带连接；胫骨小腿与股骨大腿采用胫骨韧带连接。本发明是一种能够实现任意方向转动、抵抗巨大冲击、且可发生微小相对位移的柔性抗冲击膝关节。

技术领域

本发明属于工业机器人领域，特指一种新型的工业机器人抗冲击膝关节。

背景技术

机器人由于其形态与运动方式与人类十分接近，能够完成复杂路况行走和搬运重物等任务，因此受到广泛的重视。现有技术的机器人的膝关节设计多采用铰链的方式，其旋转中心位置几乎保持不变，刚度极大，不利于膝关节的减振，从而降低了机器人行走的稳定性。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够实现任意方向转动、抵抗巨大冲击、且可发生微小相对位移的柔性抗冲击膝关节。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种新型的工业机器人抗冲击膝关节，它包括装设于股骨大腿末端的膝关节A端和装设于胫骨小腿末端的膝关节B端，所述膝关节B端可绕所述膝关节A端发生空间转动。

所述膝关节A端包括装设于所述股骨大腿末端的股骨保护板、股骨分力板、连接所述股骨保护板与所述股骨分力板的股骨隔振垫、由左半球壳和右半球壳组成的球形壳体、装设于所述股骨分力板与所述球形壳体之间的股骨冲击柱，装设于所述左半球壳内部的一层高弹性非金属材料制作的壳体弹性层A、装设于所述右半球壳内部的一层高弹性非金属材料制作的壳体弹性层B，两端能够锁紧所述股骨分力板与所述球形壳体的锁紧弹簧A。

所述膝关节B端包括直接装设于所述胫骨小腿和腓骨小腿末端的胫骨保护板、固定装设于所述胫骨保护板上的胫骨隔振垫、固定装设于所述胫骨隔振垫上的胫骨分力板、由球形头部与圆形薄板组成的胫骨转动球、装设于所述胫骨转动球与所述胫骨分力板之间的胫骨冲击柱，两端分别连接所述胫骨转动球下端与所述胫骨分力板的锁紧弹簧B。

所述股骨大腿与所述腓骨小腿采用腓骨韧带连接；所述胫骨小腿与所述股骨大腿采用胫骨韧带连接。

进一步的，所述股骨保护板和所述胫骨保护板采用非金属材料制作。

进一步的，所述壳体弹性层A与所述壳体弹性层B的厚度为5mm。

进一步的，所述胫骨转动球的球形头部可以在由所述左半球壳与所述右半球壳组成的球形壳体内自由转动。

进一步的，所述锁紧弹簧A和所述锁紧弹簧B均为不锈钢金属螺旋弹簧，且始终处于受拉状态。

进一步的，所述股骨冲击柱与所述胫骨冲击柱为高弹性模量的非金属材料制作的圆柱形粗杆。

进一步的，所述股骨分力板能够将来自其下方的力更加均匀地施加到所述股骨隔振垫上；所述胫骨分力板能够将来自其上方的力更加均匀地施加到所述胫骨隔振垫上。

进一步的，所述腓骨韧带为可发生显著弹性变形的纤维绳，所述胫骨韧带为金属扭转弹簧。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的一种新型的工业机器人抗冲击膝关节设有5mm厚的壳体弹性层A与所述壳体弹性层B，从而使得膝关节处可以发生微小的相对平动，增加了膝关节的柔性和减振性能。