[发明专利]一种适用于机器人关节驱动的串联平面扭簧电机模组

说明书

本发明公开一种适用于机器人关节驱动的串联平面扭簧电机模组，包括电机外壳，电机外壳内设置有双轴电机，电机外壳底端连接有法兰盘，双轴电机安装在法兰盘上端面上；法兰盘下端面上安装有谐波减速器，双轴电机的下端轴穿过法兰盘与谐波减速器传动连接；谐波减速器底端安装有平面扭簧固定盘，平面扭簧固定盘底端安装有平面扭簧，谐波减速器通过平面扭簧固定盘与平面扭簧传动连接；双轴电机的上端轴上连接有抱闸固定件，电机外壳内壁上连接有抱闸，抱闸与抱闸固定件连接。本发明通过弧形弹性体传递连续且非突变的力矩到外圈，使得整个电机模组的输出力矩更平稳，使得机器人关节具有柔顺性，减少机器人关节产生刚性冲击。

技术领域

本发明涉及机器人关节动力组件技术领域，特别是涉及一种适用于机器人关节驱动的串联平面扭簧电机模组。

背景技术

近些年来，对于机器人的研究十分火热，相关的机器人技术也日益完善与成熟。机器人出现在了各行各业之中，并对人们的生活带来极大的便利。从前一些繁重重复性的工作都可以交给机器人来做，例如在工业常用的抓物机器人，工人助力机器人，还有康复行业用于对偏瘫患者进行康复训练的外骨骼机器人。

而传统的刚性驱动器有诸多弊端，如当电机模组受到冲击时整体的刚性组件无法很好的吸收冲击能量，容易造成减速器和电机的损坏，在电机模组设计中加入柔性单元能够保护机械结构。并且环境冲击对机器人控制系统来说，是极其短暂的阶跃信号，如果控制系统的带宽不高，难以响应这些冲击信号的，进而无法对环境的冲击做出控制，因此机器人在面对冲击时就会以刚性的状态去应对，因而无法有效的采取柔性控制。还有当输出端有较大负载时，进行间歇运动会使刚性驱动模组产生较大抖动。再比如在康复设备上当与人体相连，希望人受到的阻力小，机器人运动平顺不抖动，而刚性驱动模组产生的瞬间扭矩变化以及较大抖动与偏移都有可能损伤患者。因此，发展柔性驱动器具有显著的现实意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种适用于机器人关节驱动的串联平面扭簧电机模组，解决了现有刚性驱动器实施过程中产生的较大刚性冲击、扭矩突变、无法应对环境冲击、无法承担具有一定负载下的间歇运动等问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种适用于机器人关节驱动的串联平面扭簧电机模组，包括电机外壳，所述电机外壳内设置有双轴电机，所述电机外壳底端固定连接有法兰盘，所述双轴电机固定安装在所述法兰盘上端面上；所述法兰盘下端面上安装有谐波减速器，所述双轴电机的下端轴穿过所述法兰盘与所述谐波减速器传动连接；所述谐波减速器底端安装有平面扭簧固定盘，所述平面扭簧固定盘底端安装有平面扭簧，所述谐波减速器通过所述平面扭簧固定盘与所述平面扭簧传动连接；所述双轴电机的上端轴上可拆卸连接有抱闸固定件，所述电机外壳内壁上固定连接有抱闸，所述抱闸与所述抱闸固定件连接。

优选的，所述谐波减速器包括由外到内依次设置的固定圈、外轮和内轮，所述内轮与所述外轮啮合，所述外轮与所述固定圈转动连接，所述固定圈与所述法兰盘固定连接；所述内轮中部开设有连接孔，所述连接孔孔壁上开设有槽口，所述双轴电机的下端轴上开设有键槽，所述键槽内安装有平键，所述平键与所述槽口相适配，所述下端轴通过所述平键与所述内轮传动连接。

优选的，所述平面扭簧固定盘远离所述谐波减速器的端面上固定连接有凸台，所述凸台上固定连接有底端轴，所述平面扭簧固定盘、所述凸台、所述底端轴同轴设置；所述平面扭簧固定盘靠近所述凸台的端面上沿所述凸台周向等间距开设有若干个沉头孔，所述平面扭簧固定盘通过沉头螺钉与所述外轮固定连接。

优选的，所述平面扭簧包括内圈和外圈，所述内圈和外圈之间等间距设置有若干个弧形弹性体组，所述内圈和所述外圈通过所述弧形弹性体组固定连接，所述内圈中部开设有通孔，所述底端轴与所述通孔相适配；所述内圈上沿所述通孔周向开设有若干个螺纹孔，所述内圈通过螺栓与所述凸台固定连接，所述外圈固定连接有输出端连接件。

优选的，所述弧形弹性体组的数量为四个，每所述弧形弹性体组包括两弧形弹性体，所述弧形弹性体对称设置。