本发明涉及机器人领域,特别是涉及一种人形机器人肩关节。
背景技术:
人形机器人是机器人技术的高级发展阶段,它综合体现了高级机器人的机构学、运动和动力学等诸多方面的研究和发展水平,是一个很复杂的综合系统。其中,机器人肩关节是人形机器人设计中的难点之一。早期的机器人肩关节通常采用串联结构,存在结构复杂、惯性大等不足。为了克服这些不足之处,许多研究人员把注意力转向了三自由度转动并联机构,如gosselin提出的球面3-rrr机构,karouia提出的3-upu机构,vischer提出的argos机构,digregorio提出的3-ruu机构,方跃法提出的3-upr机构等三自由度转动并联机构。但是,采用上述并联机构的肩关节还仍然存在一些不足,如:工艺性差、制造成本高等等。
技术实现要素:
为了克服现有的并联机构的肩关节存在的工艺性差、制造成本高等不足,本发明提供一种机器人肩关节,该肩关节具有结构简单、承载能力强、响应速度快和工艺性好等优点,可应用于人形机器人的肩关节。
本发明所采用的技术方案是:运动平台1与基座3之间由三条结构相同的运动支链2相连,运动支链2由伺服电机8、驱动杆7和从动杆4等零部件组成,其中,驱动杆7的一端通过安装孔与伺服电机8的转轴固连、驱动杆7的另一端通过第一转动副铰链5与从动杆4的一端相连,从动杆4的另一端通过第二转动副铰链6与运动平台1相连,且三个从动杆4对应的与运动平台1相连的三个第二转动副铰链6的转轴在空间分别互相垂直;伺服电机8安装在基座3上,且三个伺服电机8的三个转轴在空间分别互相垂直。在运动支链2中,连接驱动杆7和从动杆4的第一转动副铰链5的转轴轴线、连接从动杆4和运动平台1的第二转动副铰链6的转轴轴线及伺服电机8的转轴轴线在空间汇交与一点;伺服电机8的转轴与连接驱动杆7和从动杆4的第一转动副铰链5的转轴垂直;连接驱动杆7和从动杆4的第一转动副铰链5的转轴与连接从动杆4和运动平台1的第二转动副铰链6的转轴垂直。运动平台1可与机械手臂相连。通过三个伺服电机8分别驱动对应驱动杆7,可实现运动平台3的三维转动,可模拟人类肩关节的三维转动运动。
附图说明
图1为机器人肩关节的结构图;
图2为肩关节运动分支结构图。
在图1、图2中,1.运动平台,2.运动支链,3.基座,4.从动杆,5.第一转动副铰链,6.第二转动副铰链,7.驱动杆,8.伺服电机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1是本发明公开的一个实施例,这种机器人肩关节主要包括运动平台1、基座3和三条相同的运动支链2等部分。运动支链2由伺服电机8、驱动杆7和从动杆4等部分组成,其中,驱动杆7的一端通过安装孔与伺服电机8的转轴固联、驱动杆7的另一端通过第一转动副铰链5与从动杆4的一端相连,从动杆4的另一端通过第二转动副铰链6与运动平台1相连,且三个从动杆4对应的与运动平台1相连的三个第二转动副铰链6的转轴轴线在空间分别互相垂直;伺服电机8安装在基座3上,且三个伺服电机8的三个转轴轴线在空间分别互相垂直。在运动支链2中,连接驱动杆7和从动杆4的第一转动副铰链5的转轴轴线、连接从动杆4和运动平台1的第二转动副铰链6的转轴轴线及伺服电机8的转轴轴线在空间汇交与一点;运动平台1可与机械手臂相连。通过三个伺服电机8分别驱动对应驱动杆7,驱动杆7通过第一转动副铰链5带动从动杆4,从动杆4通过第二转动副铰链6带动运动平台1,可实现运动平台1的三维转动,满足人类肩关节的运动特征要求。该肩关节具有结构简单、承载能力强、响应速度快和工艺性好等优点,适用于人形机器人的肩关节。