[发明专利]一种机器人肩关节装置

说明书

本发明公开了一种机器人肩关节装置，安装于机器人躯体内的背板上，用于连接机器人手臂，包括固定铰支座和关节座；固定铰支座固定连接于背板上，固定铰支座上设置有关节座铰接孔，关节座铰接孔的中轴线垂直于背板，关节座的底部设置有与关节座铰接孔匹配的关节座铰接轴，关节座与固定铰支座铰接；关节座上设置有手臂连接法兰；固定铰支座上设置有啮合的蜗轮和蜗杆，蜗轮的输出中心轴与关节座的铰接轴固定连接，蜗杆的输入轴上连接有手臂侧摆减速电机；本发明技术方案的机器人肩关节装置利用蜗轮蜗杆副实现机器人手臂的侧向摆动，该装置中利用电机内置式减速电机，使机器人肩关节具有体积小、重量轻、输出力矩大的优点。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种机器人肩关节装置。

背景技术

随着科学的不断进步，人工智能科技的发展，智能服务机器人的发展已经到来，随着服务机器人的不断发展，它们慢慢的进入到人类的生活中来，并给人来带来了更方便、更舒适的服务。

对于服务机器人来说，机器人的肩关节是至关重要的，肩关节装置不但承载着整个手臂的重量，还需要实现相对于机器人身体的侧向或者前后向的运动。现有的服务机器人的如果需要输出较大力矩，通常需要体积较大的驱动装置，而仿人形机器人通常受限于体积，驱动装置都做的较小，导致机器人只能作为演示，无法进行负载的抓取。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的主要目的是提供一种机器人肩关节装置，在背板上固定连接固定铰支座，固定铰支座上铰接关节座，利用蜗轮蜗杆副实现关节座的旋转，进而实现机器人手臂的侧向摆动。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

一种机器人肩关节装置，安装于机器人躯体内的背板上，用于连接机器人手臂，包括固定铰支座和关节座；所述固定铰支座固定连接于所述背板上，所述固定铰支座上设置有关节座铰接孔，所述关节座铰接孔的中轴线垂直于所述背板，所述关节座的底部设置有与所述关节座铰接孔匹配的关节座铰接轴，所述关节座与所述固定铰支座铰接；所述关节座上设置有手臂连接法兰；所述固定铰支座上设置有啮合的蜗轮和蜗杆，所述蜗轮的输出中心轴与所述关节座的铰接轴固定连接，所述蜗杆的输入轴上连接有手臂侧摆减速电机；启动手臂侧摆减速电机，所述关节座绕关节座铰接孔的中轴线旋转。

进一步地，所述关节座上固定连接有手臂前后摆减速电机，所述手臂前后摆减速电机的输出轴连接所述手臂连接法兰，所述手臂前后摆减速电机的输出轴的中轴线垂直于所述关节座铰接孔的中轴线；启动所述手臂前后摆减速电机，所述手臂连接法兰绕所述手臂前后摆减速电机的输出轴的中轴线旋转。

进一步地，所述背板上左右对称设置有两个固定铰支座，每个固定铰支座上铰接一个关节座，每个关节座上固定连接一个手臂前后摆减速电机；左右对称的两个手臂前后摆减速电机水平且相向设置，每个手臂前后摆减速电机的输出轴上连接一个手臂连接法兰。

进一步地，左右对称的两个固定铰支座上分别连接有啮合的蜗轮和蜗杆，每侧的蜗轮的中心轴与相应的关节座铰接轴固定连接；左右两侧的蜗杆呈上下错位布置，两根蜗杆相向的一端分别连接手臂侧摆减速电机。

进一步地，所述手臂侧摆减速电机为电机内置式减速电机，所述手臂前后摆减速电机为直流步进电机。

进一步地，所述电机内置式减速电机包含谐波减速机、永磁转子、绕线定子和电机壳；所述谐波减速机具有减速机输入轴、减速机机壳和减速机端盖，所述减速机机壳与所述减速机端盖固定连接，所述减速机输入轴设置于所述减速机机壳内且伸出所述减速机端盖；所述永磁转子固定连接于所述减速机输入轴上；所述绕线定子固定连接于所述电机壳内，所述电机壳与所述减速机机壳固定连接；所述手臂连接法兰固定连接所述谐波减速机的输出端。

进一步地，所述永磁转子的高度和直径的比值小于等于1，所述绕线定子的高度和直径的比值小于等于1。