[发明专利]一种颗粒增强刚度的气动扭转关节

说明书

本发明属于机器人技术领域，具体的说是涉及一种气动扭转关节，更具体的说是一种颗粒增强刚度的气动扭转关节，包括顶部端板、端板外环、刚度增强腔、扭转腔、保持圈、外接气管和底部端板，所述扭转腔固定连接在底部端板上；所述顶部端板固定连接扭转腔上；所述保持圈设有两个，两个所述保持圈分别套设在扭转腔的上下两端；两个保持圈设置在顶部端板和底部端板之间；所述刚度增强腔的两端分别固定连接在上下两个所述保持圈上；所述刚度增强腔和扭转腔上皆设有气管连接头。本发明提供了一种颗粒增强刚度的气动扭转关节，实现关节扭转运动并具有一定的刚度保持功能，保证运动的可靠性和稳定性，提高机器人整体刚度和位姿准确性、可靠性。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体的说是涉及一种气动扭转关节，更具体的说是一种颗粒增强刚度的气动扭转关节。

背景技术

对于有质量要求及清洁度要求的机器人应用领域，如航天领域、康复机器人领域等，用气动扭转关节可以在一定程度上替代传统的机械扭转关节。气动扭转关节具有质量轻、功率密度比大、惯性小等优点，但是关节刚度低，精度差。

发明内容

本发明的目的是解决现有的气动扭转关节连接刚度差，在承受载荷后刚度保持能力差，关节变形大的问题，进而提供一种颗粒增强刚度的气动扭转关节，实现关节扭转运动并具有一定的刚度保持功能，保证运动的可靠性和稳定性，提高机器人整体刚度和位姿准确性、可靠性。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种颗粒增强刚度的气动扭转关节，包括顶部端板、端板外环、刚度增强腔、扭转腔、保持圈、外接气管和底部端板，所述扭转腔固定连接在底部端板上；所述顶部端板固定连接在扭转腔上；所述保持圈设有两个，两个所述保持圈分别套设在扭转腔的上下两端；两个保持圈设置在顶部端板和底部端板之间；所述刚度增强腔的两端分别固定连接在上下两个所述保持圈上；所述刚度增强腔和扭转腔上皆设有气管连接头；所述气管连接头连接外接气管；所述端板外环设有两个，一个端板外环固定连接在顶部端板的底面上，另一个端板外环固定连接在底部端板的顶面上。

所述顶部端板和底部端板上皆均布有连接螺栓孔。

所述扭转腔为圆筒状结构；所述扭转腔由扭转腔腔体、扭转腔顶部柱塞、扭转腔纤维绳和扭转腔底部柱塞组成；所述扭转腔顶部柱塞、扭转腔底部柱塞分别采用强力密封胶密封连接在扭转腔腔体内侧的上下两端；所述扭转腔纤维绳采用硅橡胶缠绕粘接在扭转腔腔体上；所述扭转腔底部柱塞上预留有气管连接头，气管连接头的外端连接一根外接气管；所述顶部端板固定连接在扭转腔顶部柱塞上；所述扭转腔底部柱塞固定连接在底部端板上；两个保持圈分别套设在扭转腔顶部柱塞和扭转腔底部柱塞上。

所述扭转腔腔体由弹性橡胶材料制成，所述扭转腔纤维绳为单螺旋绳。

所述保持圈为圆盘状结构，保持圈上开有U型槽。

所述顶部端板和底部端板皆为圆盘状结构，顶部端板和底部端板上皆开有环形半球状沟槽。

所述端板外环为半圆形盘状结构，端板外环上开有环形半球状沟槽；两个端板外环上的两个环形半球状沟槽分别与顶部端板和底部端板上的环形半球状沟槽组合成的环形球状沟槽。

所述刚度增强腔为圆筒状结构；所述刚度增强腔由刚度增强腔顶部柱塞、刚度增强腔螺纹球头、刚度增强腔腔体、刚度增强腔颗粒和刚度增强腔底部柱塞组成；所述刚度增强腔腔体的内侧填充有刚度增强腔颗粒；所述刚度增强腔顶部柱塞和刚度增强腔底部柱塞分别通过采用强力密封胶密封连接在刚度增强腔腔体内部的上下两端；所述刚度增强腔螺纹球头设有两个，两个刚度增强腔螺纹球头分别通过螺纹连接在刚度增强腔顶部柱塞和刚度增强腔底部柱塞的外端；两个刚度增强腔螺纹球头分别连接在上下两个保持圈的U型槽内；两个刚度增强腔螺纹球头分别转动配合连接在两个环形球状沟槽内；所述刚度增强腔底部柱塞上预留有气管连接口，气管连接口的外端连接一根外接气管。

所述刚度增强腔的数量为三个。