[发明专利]离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构

说明书

本发明是一种离合型的关节驱动机构，采用蜗轮蜗杆减速方案，主要包括U形支架，副关节支架、驱动电机、蜗杆组件、涡轮组件、关节分离机构、传动电机和弹性柱组件。U形支架固定于关节支架，形成容纳相关结构的空间；传动电机固定于副关节支架；蜗杆组件、涡轮组件和关节分离机构装配在一起，驱动电机的动力经蜗杆带动涡轮组件旋转，固定于涡轮组件上的弹性柱组件可在与关节配合时插入关节的驱动孔中，驱动关节旋转；传动电机经关节分离机构带动蜗杆组件和涡轮组件一起沿关节轴线方向移动，实现关节驱动机构进入或退出与关节的配合。在需要控制关节时进入配合状态，在不需要时分开，避免干扰关节的被动运动。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种机器人关节驱动机构。

背景技术

在机器人领域，关节的可靠性和灵活性对机器人性能由重要影响。在需要机器人关节具有被动的环境适应能力时，通常主要依靠弹性元件的作用来实现。目前已有的关节驱动中，往往驱动电机与被控关节始终保持连接状态，电机及减速器对弹性元件的正常工作产生阻碍，在负载较大的场合，需要电机提供更大的扭矩，电机在断电状态下的阻力也大，严重时可导致关节失去被动适应能力。

发明内容

本发明创造性的提供一种离合型的机器人关节驱动机构，主要目的在于提高机器人关节的被动适应能力，消除关节驱动机构阻力对关节转动的影响，解决现有技术中存在的无法兼顾主动控制时提高关节驱动扭力、不需主动控制时降低关节阻碍的问题。

为实现上述目的，本发明采用一种离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构的方案，主要包括U形支架，副关节支架、驱动电机、蜗杆组件、涡轮组件、关节分离机构、传动电机和弹性柱组件。U形支架固定于关节支架1，副关节支架用于对另一个关节的支撑，传动电机固定其上，蜗杆组件、涡轮组件和关节分离机构装配在一起，弹性柱组件固定于涡轮组件上。

在一个实例中，所述蜗杆组件主要包括蜗杆和蜗杆组件支架，蜗杆通过轴承装配于蜗杆组件支架上，驱动电机固定于蜗杆组件支架，驱动蜗杆旋转，蜗杆采用分体式，由蜗杆体和蜗杆轴组成。所述涡轮组件主要由涡轮和轴承盖组成，通过轴承装配于传动螺母上，涡轮上设计有若干用于安装弹性柱组件的通孔及固定孔。

在一个实例中，所述关节分离机构主要包括传动螺母、丝杆，丝杆通过轴承装于U形支架和副关节支架上，传动电机固定在U形支架和副关节支架上均可，传动螺母端部结构与U形支架接触。

在一个实例中，所述弹性柱组件包括弹性柱壳体、柱销、弹簧、前堵头和后堵头，弹性柱壳体内侧设计有导向槽，柱销尾部有限位结构，头部设计有导向结构。

在一个实例中，关节上用于柱销插入的驱动孔数量多于弹性柱组件数量，孔口设计了有利于柱销插入的倒角。

上述说明为本发明技术方案的概述，本发明提供的离合型蜗轮蜗杆式关节驱动机构的有益效果在于：关节进入与退出配合状态的动作灵活，无需对准且无连接不牢的问题，关节驱动可靠。U形支架固定于关节支架上，形成容纳相关结构的空间，并可作为分离机构的滑动轨道，提供导向和支撑作用；副关节支架用于另一个关节的支撑，传动电机固定其上；蜗杆组件、涡轮组件和关节分离机构装配在一起，驱动电机的动力经蜗杆带动涡轮组件旋转，固定于涡轮组件上的弹性柱组件可在与关节配合时插入关节的驱动孔中，驱动关节旋转；关节分离机构在传动电机的作用下，带动蜗杆组件和涡轮组件一起沿关节轴线方向移动，实现进入和退出与关节的配合。由于弹性柱组件内部压缩弹簧的弹性作用，使得本驱动机构在关节进入配合时，即使柱销与驱动孔没有对正，也不会阻碍分离机构的正常动作，当涡轮旋转一定角度后，弹性柱与驱动孔间会出现对正的机会，即可进入配合状态，动作灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。