[发明专利]一种可变刚度的机器人关节模块

说明书

本发明公开了一种可变刚度的机器人关节模块，涉及机器人领域，包括输入端，输出端，刚度调节机构及模块外壳，所述刚度调节机构包括传动机构，弹性元件，中央大圆盘，中央小圆盘，导向轴，轴套，滚子，滚子固定件，所述输入端经由所述刚度调节机构与输出端连接，所述输出端与所述弹性元件一端固定，所述输出端与模块外壳与所述导向轴固定，所述传动机构与所述中央大圆盘和所述中央小圆盘固定，所述弹性元件穿过所述所述滚子固定件，所述滚子固定件上固定有可转动的滚子，所述弹性元件与所述滚子接触，所述滚子固定件固定所述中央大圆盘上。本发明结构简单紧凑，体积小，适用于更多场合，更易于控制，有利于提高模块的负载能力。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种可变刚度的机器人关节模块。

背景技术

随着工业技术的发展，机器人获得越来越广泛的应用，其传统采用的刚性关节具有结构简单、响应及时等优点，但是在如今人机合作及交互的场合日益增加的情况下，刚性关节有着一定的机械伤人的危险。另外，当机器人在未知的环境中作业时，刚性关节也容易因碰撞而发生损坏。

传统的机器人关节采用刚性连接，即整个机器人由驱动电机刚性地驱动，这样会带来机械伤人的危险，解决的办法是在其中引入一个柔性模块，当机械发生碰撞(例如说与人)时，其可以根据环境或设定等调整到合适的刚度。现有技术，存在以下技术问题：

1、存在间隙，不易控制

2、结构复杂

3、对弹性元件要求高

因此，本领域的技术人员致力于开发一种可变刚度的机器人关节模块，易于控制，结构简单，具有较高负载能力。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：

1、存在间隙，不易控制

2、结构复杂

3、对弹性元件要求高

为实现上述目的，本发明提供了一种可变刚度的机器人关节模块，包括输入端，输出端，刚度调节机构及模块外壳，其中，所述刚度调节机构包括传动机构，弹性元件，中央大圆盘，中央小圆盘，导向轴，轴套，滚子，滚子固定件，所述输入端经由所述刚度调节机构与输出端连接，所述输入端用于输入扭矩，所述输入端与所述传动机构一端固定，所述输出端用于输出扭矩，所述输出端与所述传动机构另一端固定，所述输出端与所述模块外壳整体固定，所述输出端与所述弹性元件一端固定，所述输出端与所述导向轴一端固定，所述模块外壳与所述导向轴的另一端固定，所述中央大圆盘和所述中央小圆盘经所述轴套穿过所述导向轴，所述传动机构与所述中央大圆盘和所述中央小圆盘固定，用于带动所述中央大圆盘和所述中央小圆盘上下移动，所述弹性元件穿过所述所述滚子固定件，所述滚子固定件上固定有可转动的滚子，所述弹性元件与所述滚子接触，所述滚子固定件固定所述中央大圆盘上。

进一步地，所述传动机构是滚珠丝杠，所述滚珠丝杠包括螺母与螺杆，所述螺杆分别与所述输入端和所述输出端固定，所述螺母与所述中央大圆盘和所述中央小圆盘固定。

进一步地，所述传动机构是齿轮齿条，所述齿轮齿条包括齿轮和齿条，所述齿条与所述输入端和所述输出端固定，所述齿轮与所述中央大圆盘和所述中央小圆盘固定。

进一步地，所述传动机构采用的是同步带或者线缆传动或者液压传动。

进一步地，所述弹性元件采用的是板簧或者弹簧片或者弹性梁。

进一步地，所述弹性元件有多个。

进一步地，所述弹性元件仅一侧与所述滚子接触，另一侧并未与所述滚子固定件接触。

进一步地，同一所述滚子固定件上有两个所述弹性元件穿过。

进一步地，两个所述弹性元件略呈“O”形。