[发明专利]一种基于串联弹性驱动器腕关节的七自由度机械臂

说明书

本发明公开了一种基于串联弹性驱动器腕关节的七自由度机械臂，包括弹性驱动模块，所述弹性驱动模块的驱动轴连接有谐波减速器，所述谐波减速器的末端设有连接部件，所述谐波减速器通过所述连接部件连接交流伺服电机，所述交流伺服电机的传动部分连接有串联驱动关节部件，所述串联驱动关节部件的数量为3，机械臂既要实现较好的柔顺性能，又要保持机械臂的稳定性。传统的刚性驱动器不具备良好的柔顺性，无法保证人机交互的安全性，因此需要一种新的驱动方式实现关节驱动；针对传统刚性机械臂柔顺性不足及六维力传感器价格昂贵使用不广泛的缺点，提出一种基于串联弹性驱动器腕关节的七自由度机械臂。

技术领域

本发明应用于工业领域，具体为一种基于串联弹性驱动器腕关节的七自由度机械臂。

背景技术

柔顺机械臂是一种模仿人类手臂功能的末端具有柔顺输出效果的机械臂，能够提高人机交互的安全性，在服务机器人，医疗机器人甚至需要人机合作的工业机器人领域受到越来越多的关注。在柔顺机械臂领域，美国的研究比较先进和成熟，已被食品与药品管理局批准上市的用于医疗器械领域的仿生机械臂Luke臂，代表了目前该领域的最高水平，大小与人体手臂相当，可以完成捡起葡萄和硬币等非常复杂和精细的动作；麻省理工学院研制的机器人平台Meka，其12自由度的机械臂采用了串联弹性驱动器，可以实现很好的柔顺性仿人特性。国内对于柔顺机械臂和串联弹性驱动器的研究都处于起步阶段，大多是将串联弹性驱动器应用在三自由度机械臂或行走机器人上，用作抗冲击弹性关节，传统机械臂的交互性及柔顺性存在一些不足。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于串联弹性驱动器腕关节的七自由度机械臂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于串联弹性驱动器腕关节的七自由度机械臂，包括弹性驱动模块，所述弹性驱动模块的驱动轴连接有谐波减速器，所述谐波减速器的末端设有连接部件，所述谐波减速器通过所述连接部件连接交流伺服电机，所述交流伺服电机的传动部分连接有串联驱动关节部件，所述串联驱动关节部件的数量为3。

优选的，所述弹性驱动模块包括外轮，所述外轮的内壁设有固定块，所述固定块的侧壁设置有减震装置的一端，所述减震装置的内部设有限位柱，所述外轮的内腔设有轮辐，所述轮辐上连接有所述减震装置的另一端，所述轮辐的内腔设有轮芯。

优选的，所述减震装置能够为弹簧、阻尼等有减震功能的零件。

优选的，所述串联驱动关节部件包括第一关节，所述第一关节连接有肘关节，所述肘关节上连接有串联弹性驱动器，所述串联弹性驱动器的末端设有第二关节。

优选的，所述连接部件能够是法兰盘、内外螺纹连接等。

优选的，所述串联驱动关节部件能够在整个机械手臂上进行拆卸和组合。

优选的，所述交流伺服电机的外部设有加固框架。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：机械臂既要实现较好的柔顺性能，又要保持机械臂的稳定性。传统的刚性驱动器不具备良好的柔顺性，无法保证人机交互的安全性，因此需要一种新的驱动方式实现关节驱动；针对传统刚性机械臂柔顺性不足及六维力传感器价格昂贵使用不广泛的缺点，提出一种基于串联弹性驱动器腕关节的七自由度机械臂。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明的局部的结构图。

图中：弹性驱动模块1、外轮11、轮辐12、轮芯13、减震装置14、限位柱15、固定块16、谐波减速器2、连接部件3、交流伺服电机4、串联驱动关节部件5、第一关节51、肘关节52、串联弹性驱动器53、第二关节54。

具体实施方式