[发明专利]一种折叠悬臂梁驱控一体柔顺关节

说明书

本发明提供一种折叠悬臂梁驱控一体柔顺关节，包括柔性机构，所述柔性机构包括折叠悬臂梁组件、外壳和关节输出轴，所述折叠悬臂梁组件设置有多组，多组所述折叠悬臂梁组件均匀环绕所述关节输出轴设置，所述折叠悬臂梁组件一端与所述关节输出轴连接，另一端与所述外壳内壁连接，所述折叠悬臂梁组件两端之间形成有用于折叠变形以缓冲冲击的缓冲部件。本发明提出的技术方案，旨在提出一种可以吸收外部的冲击，保护关节和人体的折叠悬臂梁驱控一体柔顺关节。

技术领域

本发明涉及机器人柔顺关节领域，具体涉及一种折叠折叠悬臂梁驱控一体柔顺关节。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，机器人应用的范围也越来越广泛，人机交互的场面也越来越多。为保障在人机协同工作过程中工人的安全、减少意外事故的发生，迫切需要一种能够应用于人机协作环境中，并对环境友好、对工人安全的机器人系统。然而，由于机器人本体及各个关节都是刚性的，因此碰撞发生时刚度非常大，受到加速度大，这对机器人或人的损伤是显而易见。在人类步行的研究中发现以下现象：在摆动腿落地前腿部肌肉会放松以吸收冲击，而在摆动腿落地后的双脚支撑中，腿部肌肉收缩以维持平衡。通过这种机制，人类在快速行走和跑步过程中可以有效降低冲击保持稳定，柔顺关节能够使机器人系统像人类肌肉一样，在遇到冲击的时候能够适当的弯曲，从而缓冲碰撞产生的能量，达到护消除机械震荡、保护机器与人员的目的。因此研究柔性可控的关节，成为机器人的一个热门，可以推动双足、外骨骼、假肢等机器人领域的发展。公开号为CN106272555A的中国发明专利申请公开了一种用于柔性机器人关节上的被动减振弹性元件，此种缓冲结构连接关系复杂。随着机器人与人类的接触越来越密切，提高人机交互安全性成为未来机器人设计的首要因素，这就要求机器人的柔性关节不能局限于上述结构形式，需要设计柔性关节的另一种结构形式，去吸收外部的冲击，保护关节和人体，提高关节的柔顺性和舒适性。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可以吸收外部的冲击，保护关节和人体的折叠悬臂梁驱控一体柔顺关节。

为实现上述目的，本发明提出的一种折叠悬臂梁驱控一体柔顺关节，包括柔性机构，所述柔性机构包括折叠悬臂梁组件、外壳和关节输出轴，所述折叠悬臂梁组件设置有多组，多组所述折叠悬臂梁组件均匀环绕所述关节输出轴设置，所述折叠悬臂梁组件一端与所述关节输出轴连接，另一端与所述外壳内壁连接，所述折叠悬臂梁组件两端之间形成有用于折叠变形以缓冲冲击的缓冲部件。

优选地，所述缓冲部件为折叠悬臂梁，所述折叠悬臂梁组件还包括第一支撑件和第二支撑件，所述支撑件一端与所述外壳内壁连接，另一端与所述折叠悬臂梁连接，所述折叠悬臂梁与所述第二支撑件一端连接，所述第二支撑件另一端与所述关节输出轴连接。

优选地，所述折叠悬臂梁组件多组环绕形成圆环状结构件，所述第一支撑件与所述折叠悬臂梁连接在圆环状结构件内圈，所述第二支撑件与所述折叠悬臂梁连接在圆环结构件外圈。

优选地，所述外壳外壁的一侧形成有连接板，所述连接板用于连接外部力矩传递结构。

优选地，所述的一种折叠悬臂梁驱控一体柔顺关节还包括驱动机构，所述驱动机构与所述柔性机构的关节输出轴固定连接，所述驱动机构用于向所述关节输出轴传递力矩以使所述柔性机构转动。

优选地，所述驱动机构包括驱动电机和电机输出端，所述驱动电机、电机输出端和关节输出轴依次连接。

优选地，所述外壳背离所述驱动机构的一端形成有关节输出端，所述关节输出端与关节输出轴的中轴线重合，所述关节输出端用于连接外部力矩传递结构。

优选地，所述的一种折叠悬臂梁驱控一体柔顺关节还包括控制机构，所述控制机构设置在所述驱动机构背离所述柔性机构的一端，所述控制机构与所述驱动机构电连接以用于控制所述驱动机构的转动。

优选地，所述控制机构包括控制板和编码器，所述编码器用于测量所述驱动电机的转动角度，所述控制板与所述编码器电连接，用于控制所述驱动电机的转动。