一种空间摆杆机构的制作方法

文档序号:22679973发布日期:2020-10-28 12:39阅读:316来源:国知局
一种空间摆杆机构的制作方法

本发明涉及一种适用于机器人关节的传动机构,特别涉及一种适用于仿生机器人关节的空间摆杆机构。



背景技术:

随着仿生技术的迅猛发展,作为模仿鱼类游动的机器系统,仿生机器鱼是仿生学与机电学高度发展相结合的产物,表现出非常强的游动性能,具有高机动、低扰动、无污染等优点。随着研究的逐步深入,机器鱼的高速游动性逐渐引起广大研究者的广泛关注。较快的游速对机器鱼快速高效地完成水下作业具有十分重要的意义。另外,机器鱼通过电机驱动尾部进行持续地往复运动来产生主推动力,拍动频率与水流速度配合,能产生高效的驱动。传统的控制方法是利用电机的正反转来实现鱼尾的摆动动作,该方法中电机的利用效率低,不利于机器鱼的效率及电机寿命。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提出一种将连续的旋转运动转化为往复摆动以应用于仿生机器人关节的空间摆杆机构。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种空间摆杆机构,包括具有空腔的支架、设置于所述空腔内的偏心轮、摆块及摆杆,偏心轮与驱动源的输出端连接并具有偏心轴;摆块具有供偏心轴插入并在偏心轮转动时与偏心轴接触形成作用力以推动摆块往复摆动的滑槽;所述摆块通过第二转轴套接在摆杆上,摆杆通过第一转轴套接在支架上,偏心轮转动时摆块推动摆杆绕第一转轴的中心线往复摆动。

进一步的,驱动源为输出旋转运动的机构,包括但不限于电机、内燃机、齿轮箱。

进一步的,驱动源输出端的轴线与第一转轴的轴线在同一平面上且二者呈垂直状态。

进一步的,驱动源输出端的轴线与第一转轴的轴线在同一平面上且二者呈不垂直状态。

进一步的,驱动源输出端的轴线与第一转轴的轴线不在同一平面上且二者呈垂直状态。

进一步的,驱动源输出端的轴线与第一转轴的轴线不在同一平面上且二者呈不垂直状态。

本发明提出的空间摆杆机构具有如下优点:

1、将偏心轮、摆块及摆杆集成在支架内,不但结构简单、成本低,而且整体紧凑,便于装配及密封;

2、摆块通过转轴套接在摆杆上,摆杆通过另一转轴套接在支架上,偏心轮转动时摆块推动摆杆作往复摆动,实现将偏心轮的旋转运动转化为摆杆的往复摆动;

3、适用于机器人关节、水下推进器,特别适用于仿生机器人的关节。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一种空间摆杆机构的第一实施例的立体示意图。

图2是图1所示实施例的分解示意图。

图3是图1所示实施例的主视图。

图4是图3中a-a剖视图。

图5是图4中b-b剖视图。

图6是本发明一种空间摆杆机构的第二实施例的剖视图。

图7是本发明一种空间摆杆机构的第三实施例的剖视图。

【附图标记】

1-支架101-空腔2-偏心轮201-偏心轴

202-腰形孔3-摆杆4-摆块401-滑槽

501-第一转轴502-第二转轴

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例,对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

请参阅图1至图5,为本发明一种空间摆杆机构的第一实施例,本实施例将偏心轮所在的位置定义为“前”、摆杆所在的位置定义为“后”。本实施例包括支架1、偏心轮2、摆杆3,支架1用于和安装空间摆杆机构的主体(如水下机器鱼)连接,具有沿轴向延伸的空腔101,空腔101为偏心轮2、摆杆3的安装提供空间;偏心轮2设置在空腔101的前侧并作为空间摆杆机构的输入端与驱动源的输出端连接,偏心轮2的后端设有偏心轴201,本实施例中驱动源为电机,偏心轮2的中心处设有连接孔,连接孔为腰形孔202、电机的输出轴设为与腰形孔相匹配的形状,通过二者的配合实现电机驱动偏心轮转动,当然在其他实施例中可以采用输出旋转运动的其他类型驱动源,例如内燃机;摆杆3设置在空腔101的后侧并作为空间摆杆机构的输出端与动作件(如尾鳍)连接,所述摆杆3通过第一转轴501活动套接在支架1上,其前端套接摆块4、后端用于和动作件连接,所述摆块4上设有供偏心轴插入的滑槽401,本实施例中第一转轴501的轴线与电机输出轴的轴线位于同一平面上且二者处于垂直状态。

本实施例中,所述摆杆3为u型杆,该u型杆相对的两个杆部上设有一个两端凸出于u型杆的第一转轴501,第一转轴501的两端分别安装在支架1后端上对应的通孔内;所述摆块4的两端分别通过第二转轴502与u型杆相对的两个杆部套接;所述u型杆的竖杆部凸出于支架1并作为空间摆杆机构的输出端与动作件相连接。

本实施例一种空间摆杆机构的工作原理如下:电机的输出轴通过连接孔带动偏心轮2作旋转运动,偏心轮上的偏心轴201与滑槽401接触点产生作用力,推动摆块4进行左右摆动,在此过程中摆块4同时绕第一转轴501进行旋转,使得摆块上的滑槽401始终与偏心轴201良好配合,从而同时推动摆杆3作重复的往复摆动,实现连续的旋转运动转化为空间的往复摆动。

请参阅图6,为本发明一种空间摆杆机构的第二实施例,本实施例也包括支架1、偏心轮2、摆杆3、摆块4及第一转轴501,各部件的连接关系与第一实施例中一致。本实施例与第一实施例的区别在于:本实施例中第一转轴501的轴线与电机输出轴的轴线在同一平面上,但二者处于不垂直的状态。

请参阅图7,为本发明一种空间摆杆机构的第三实施例,本实施例也包括支架1、偏心轮2、摆杆3、摆块4及第一转轴501,各部件的连接关系与第一实施例中一致。本实施例与第一实施例的区别在于:本实施例中第一转轴501的轴线与电机输出轴的轴线处于垂直的状态,但二者不在同一平面上。

在第二实施例的启发下,可在第三实施例的方案上延伸出第四实施例。第四实施例也包括支架1、偏心轮2、摆杆3、摆块4及第一转轴501,各部件的连接关系与第三实施例中一致。第四实施例与第三实施例的区别在于:第四实施例中第一转轴501的轴线与电机输出轴的轴线不在同一平面上,但二者处于不垂直的状态。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,任何熟悉本专业的技术人员,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何修改(比如在本实施例的所有运动构件上及所有运动副之间增设用于减阻、增寿等附属功能的其他零件,举例:在偏心轮的偏心轴与摆块的滑槽之间设置套轮)、等同替换与改进等,均仍属于本发明的保护范围之内。



技术特征:

1.一种空间摆杆机构,其特征在于包括具有空腔的支架、设置于所述空腔内的偏心轮、摆块及摆杆,偏心轮与驱动源的输出端连接并具有偏心轴;摆块具有供偏心轴插入并在偏心轮转动时与偏心轴接触形成作用力以推动摆块往复摆动的滑槽;所述摆块通过第二转轴套接在摆杆上,摆杆通过第一转轴套接在支架上,偏心轮转动时摆块推动摆杆绕第一转轴的中心线往复摆动。

2.根据权利要求1所述的空间摆杆机构,其特征在于驱动源为输出旋转运动的机构,包括但不限于电机、内燃机、齿轮箱。

3.根据权利要求1所述的空间摆杆机构,其特征在于驱动源输出端的轴线与第一转轴的轴线在同一平面上且二者呈垂直状态。

4.根据权利要求1所述的空间摆杆机构,其特征在于驱动源输出端的轴线与第一转轴的轴线在同一平面上且二者呈不垂直状态。

5.根据权利要求1所述的空间摆杆机构,其特征在于驱动源输出端的轴线与第一转轴的轴线不在同一平面上且二者呈垂直状态。

6.根据权利要求1所述的空间摆杆机构,其特征在于驱动源输出端的轴线与第一转轴的轴线不在同一平面上且二者呈不垂直状态。


技术总结
一种空间摆杆机构,包括具有空腔的支架、设置于所述空腔内的偏心轮、摆块及摆杆,偏心轮与驱动源的输出端连接并具有偏心轴;摆块具有供偏心轴插入并在偏心轮转动时与偏心轴接触形成作用力以推动摆块往复摆动的滑槽;所述摆块通过第二转轴套接在摆杆上,摆杆通过第一转轴套接在支架上,偏心轮转动时摆块推动摆杆绕第一转轴的中心线往复摆动。本发明提出的机构将偏心轮、摆块及摆杆集成在支架内,不但结构简单、成本低,而且整体紧凑,便于装配及密封;同时将偏心轮的旋转运动转化为摆杆的往复摆动,适用于机器人关节、水下推进器,特别适用于仿生机器人的关节。

技术研发人员:芦虎武;刘青峰;刘志恒
受保护的技术使用者:洛阳蓝峰智能科技有限公司
技术研发日:2020.07.27
技术公布日:2020.10.27
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