一种机器人关节驱动装置的制作方法

本实用新型涉及机器人关节驱动技术领域，尤其涉及一种机器人关节驱动装置。

背景技术：

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

机器人在运动过程中，需要驱动机器人的关节进行直线、转动等一系列的运动，从而完成各项动作。

目前，在驱动机器人关节的运动时，需要在机器人的关节设置传感器来查看机器人关节的运动量，并根据传感器反馈的数据来控制关节的运动。因此，现有技术中，需要在机器人关节安装传感器等装置才能确定机器人关节的运动量。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种机器人关节驱动装置，能够直接确定机器人关节的运动量。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种机器人关节驱动装置，包括驱动机构和机器人关节机构；

所述驱动机构，包括转动装置、螺杆、螺母和液压缸；所述螺杆一端与所述转动装置的转子固定连接；所述螺母设置在所述螺杆上，还包括用于限制螺母转动，使螺母沿所述螺杆轴向移动的导向装置；所述螺母固定连接一活塞杆，所述活塞杆活塞部分设置在所述液压缸内，与所述液压缸滑动密封连接；所述液压缸两端分别设置有第一油孔和第二油孔；

所述机器人关节机构，沿机器人关节运动方向的两端分别连接所述第一油孔和所述第二油孔；所述液压缸的液压油通过所述第一油孔和所述第二油孔连接并推动所述机器人关节沿运动方向运动。

优选的，所述转动装置为伺服电机。

优选的，所述螺杆一端与所述转动装置的转子固定连接包括：

所述螺杆一端与所述转动装置的转子通过联轴器固定连接。

优选的，所述导向装置包括滑动座和导杆；

所述滑动座与螺母固定连接，所述滑动座设置有固定孔；

所述导杆与所述螺杆平行，所述导杆通过所述固定孔与所述滑动座滑动连接。

优选的，所述活塞杆为中空活塞杆。

优选的，所述活塞杆与所述液压缸接触部分设置有油封。

优选的，还包括固定所述螺杆位置的轴承。

采用上述结构，本实用新型提出的机器人关节驱动装置，转动装置转动时带动螺杆转动，从而带动螺母移动，从而带动活塞杆移动带动液压油推动机器人关节运动；确定转动装置的转动量即可以确定活塞杆的移动量，从而确定机器人关节的运动量。

附图说明

图1为本实用新型实施例中驱动机构的主视图；

图2为沿图1中A-A线的剖视放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提出了一种机器人关节驱动装置，包括驱动机构和机器人关节机构；

驱动机构，包括转动装置101、螺杆102、螺母103和液压缸104；螺杆102一端与转动装置101的转子固定连接；螺母103设置在螺杆102上，还包括用于限制螺母103转动，使螺母103沿螺杆102轴向移动的导向装置105；螺母103固定连接一活塞杆106，活塞杆106活塞部分设置在液压缸104内，与液压缸104滑动密封连接；液压缸104两端分别设置有第一油孔1041和第二油孔1042；

机器人关节机构，沿机器人关节运动方向的两端分别连接第一油孔1041和第二油孔1042；液压缸104的液压油通过第一油孔1041和第二油孔1042连接并推动机器人关节沿运动方向运动。

可见，本实用新型实施例提出的机器人关节驱动装置，转动装置转动时带动螺杆转动，从而带动螺母移动，从而带动活塞杆移动带动液压油推动机器人关节运动；确定转动装置的转动量即可以确定活塞杆的移动量，从而确定机器人关节的运动量。

在本实用新型实施例中，转动装置101的作用是为螺杆102提供转动力，因此，转动装置101只要能够提供转动力，知道转动量即可。优选的，转动装置101为伺服电机。

其中，伺服电机(servo motor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。通过伺服电机驱动螺杆102转动，伺服电机的转动量可以精确控制，从而可以准确确定机器人关节的运动量。

在本实用新型实施例中，螺杆102一端与转动装置101的转子通过联轴器107固定连接。联轴器107是用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。通过联轴器107连接螺杆102与转动装置101的转子，可以使连接更加牢固。

在本实用新型实施例中，导向装置105包括滑动座1051和导杆1052。

滑动座1051与螺母103固定连接，滑动座1051设置有固定孔；导杆1052与螺杆102平行，导杆1052通过固定孔与滑动座1051滑动连接。

具体的，导向装置105用于限制螺母103转动，使螺母103沿螺杆102转动方向的垂直方向移动，通过将滑动座1051与螺母103固定，再通过导杆1052限制滑动座1051转动，可以限制螺母103转动；导杆1052与螺杆102平行，从而可以使螺母沿103沿螺杆102轴向移动。在本实施例中，导杆1052需要限制螺母103转动，因此，导杆1052可以为一根或多根；一根或多根导杆1052穿过固定孔与滑动座1051滑动连接。

在本实用新型实施例中，活塞杆106为中空活塞杆。

其中，活塞杆106在螺母的带动下会沿螺杆102转动方向的垂直方向移动，可以将活塞杆106设置为中空状态，这样在活塞杆106向螺杆102方向运动时，螺杆102可以从中空活塞杆的中空部分穿过，从而可以使驱动机构的结构更加紧凑，占用空间更小。进一步的，可以将螺杆102设置为中空螺杆，活塞杆106可以在运动时从中空螺杆的中空部分穿过。

在本实用新型的一个实施例中，活塞杆106与液压缸104接触部分设置有油封108。

油封108是用来封油脂(油是传动系统中最常见的液体物质，也泛指一般的液体物质之意)的机械元件，它将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏。通过在活塞杆102与液压缸104接触部分设置油封108，可以防止液压油泄露，从而更加准确的确定活塞杆的移动量，即确定机器人关节的运动量。

在本实用新型实施例中，包括固定螺杆102位置的轴承109。

轴承(Bearing)是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。通过使用轴承109固定螺杆102的位置，可以使螺杆102的旋转更加稳定。

本实施例中，机器人关节驱动装置工作时，伺服电机转动，带动通过联轴器与伺服电机的转子连接的螺杆转动，螺杆通过轴承固定，螺杆转动时，螺母被导向装置限制无法转动，沿螺杆轴向移动，从而带动与螺母固定连接的中空活塞杆在液压缸内运动，推动液压油从第一油孔和第二油孔运动，液压油通过第一油孔和第二油孔推动机器人关节沿运动方向运动。举例来说，伺服电机正转时，可以设定螺母向左移动，即活塞向左移动，第一油孔出油，第二油孔进油，液压油直接或间接连接机器人关节联测，通过液压油的体积变化带动机器人运动关节向一侧移动或转动。

详细的，机器人关节可以设置在一腔室中，与腔室滑动密封连接，机器人关节类似于液压缸内的活塞，当腔室内进入液压油时，会推动机器人关节在腔室内移动；腔室为弧形时，机器人关节转动，腔室为直线时，机器人直线移动。

由于液压油为不可压缩液体，当液压油运动时，带动密闭腔室体积的变化，推动机器人关节运动。

通过确定伺服电机的转动量，即可以知道螺杆的转动量，结合螺杆转动量和螺杆的螺距，即可以知道螺母的移动量，即可以确定活塞杆的移动量，从而可以确定液压油的运动量。机器人运动机构通过液压油的运动量来推动机器人运动关节转动。

详细的，设机器人运动关节转动或移动1个距离单位时，所需的液压油运动量为A，液压油与活塞杆的接触端面的面积为B；活塞杆移动距离为C时，移动液压油的体积为B*C，机器人运动关节转动或移动B*C/A个距离单位。活塞杆的移动距离C可以通过螺杆转动量和螺杆的螺距确定，螺杆的螺距为定值，因此只需要知道伺服电机的转动量即可以确定机器人运动关节的运动量。

另外，伺服电机不需要安装在机器人关节上，通过油管将液压油连接到机器人关节即可，可大幅降低机器人关节的自身重量。

综上所述，本实用新型实施例至少可以实现如下效果：

在本实用新型实施例中，转动装置转动时带动螺杆转动，从而带动螺母移动，从而带动活塞杆移动带动液压油推动机器人关节运动；确定转动装置的转动量即可以确定活塞杆的移动量，从而确定机器人关节的运动量。

在本实用新型实施例中，转动装置为伺服电机，从而可以准确确定机器人关节的运动量。

在本实用新型实施例中，螺杆与转动装置通过联轴器固定连接，可以使连接更加牢固。

在本实用新型实施例中，活塞杆为中空活塞杆，从而可以使驱动机构的结构更加紧凑，占用空间更小，便于装配。

在本实用新型实施例中，活塞杆与液压缸接触部分设置有油封，可以防止液压油泄露，从而更加准确的确定活塞杆的移动量，即可以准确确定机器人关节的运动量。

在本实用新型实施例中，通过使用轴承固定螺杆的位置，可以使螺杆的旋转更加稳定。

最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。