一种仿生机器人手臂转向结构的制作方法

文档序号:15741282发布日期:2018-10-23 22:20阅读:233来源:国知局

本发明涉及仿形机器人领域,具体为一种仿生机器人手臂转向结构。



背景技术:

机器人是自动控制机器(Robot)的俗称,机器人包括一切模拟人类行为或思想与 模拟其他生物的机械,机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置、控制系统和复杂机械 等组成,随着科学技术的日益发展和人们生活水平的提高,模块化机器人应运而生,模块化 机器人是由生产厂商专门开发以提高使用者设计和创造能力为目标的机器人成品、套装或 散件,通过组装、搭建和运行机器人,从而激发使用者学习兴趣,培养使用者综合能力。

现有的仿形机器人在搭建时需要将多个关节连接起来形成机器人四肢,由于现有关节设计复杂、设计不够仿真,且通过转轴转动连接,其转向较为困难,而且转向的精度不易调节,其转向的时输出的功率较低,不能在较为复杂的地方使用,其通用性较小。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种仿生机器人手臂转向结构,以解决上述背景技术中提出的由于现有关节设计复杂、设计不够仿真,且通过转轴转动连接,其转向较为困难,而且转向的精度不易调节,其转向的时输出的功率较低,不能在较为复杂的地方使用,其通用性较小的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种仿生机器人手臂转向结构,包括驱动箱体,所述驱动箱体的一端固定有用于与仿形机器人连接的连接固定块,所述驱动箱体另一端固定连接有旋转体,所述旋转体一端面均匀的固定有若干个连接杆,所述连接杆的另一端固定有连接固定板,所述连接固定板的一端固定有旋转转向结构。

优选的,所述驱动箱体的内部中央设置有驱动电机,所述驱动电机的外壁通过若干个固定杆与驱动箱体的内壁固定,所述驱动电机的主轴穿出旋转体与旋转转向结构连接固定,所述旋转体的一端伸进驱动箱体内部,并与其外部边缘的限位环固定连接,所述限位环的一段面与驱动箱体的内壁接触并旋转连接。

优选的,所述旋转转向结构包括旋转基座、针齿壳、输出轴、旋转空腔、固定螺纹孔、针齿套、针齿壳腔体、输出大轴、销轴套、销轴、偏心轴孔、偏心阳盘、偏心阴盘、通孔、环形波纹凸块、下偏心齿轮、上偏心齿轮、输出轴、深沟球轴承和压盖。

优选的,所述连接固定板的一端固定有旋转基座,所述旋转基座的内部中央开有旋转空腔,所述旋转空腔的外边缘均匀的设置有若干个固定螺纹孔,所述旋转基座的另一端固定有针齿壳,所述针齿壳的内部开有针齿壳腔体,所述针齿壳腔体的内部边缘均匀的设置有若干个针齿套,每个所述针齿套的内部插接与其大小形状相匹配的针齿销轴。

进一步优选的,所述针齿壳腔体的内部设置有输出大轴,所述输出大轴是由中央圆盘机端轴及销轴组成,所述端轴一端穿过旋转空腔与驱动电机电机主轴相固定,所述端轴另一端与中央圆盘固定,所述中央圆盘的另一端固定有若干个销轴,每个所述销轴的外表套接有一个与其旋转连接的销轴套,所述中央圆盘的另一端中央开有一个中央孔,所述输出大轴的一端在连接杆内,所述销轴在针齿壳腔体内部。

进一步优选的,所述针齿壳腔体的中央设置有偏心阳盘、偏心阴盘,所述偏心阳盘、偏心阴盘呈180°设置,所述偏心阳盘、偏心阴盘的外边缘设置有环形波纹凸块,所述环形波纹凸块与销轴套相连接接触,所述偏心阳盘、偏心阴盘的中央开有通孔,所述偏心阳盘地通孔内设置有下偏心齿轮,所述偏心阴盘的通孔内设置有上偏心齿轮。

进一步优选的,所述下偏心齿轮、上偏心齿轮的中央旋转连接有输出轴,所述输出轴上套接有深沟球轴承,所述深沟球轴承设置在上偏心齿轮的顶部,所述输出轴穿过压盖与旋转环固定,所述压盖压在针齿壳腔体上并与且其通过螺栓固定。

进一步优选的,所述压盖的一端固定有连接管,所述连接管的另一端与若干个套接块固定,若干个所述套接块的中央套接有旋转环,所述旋转环与输出轴一端固定,所述输出轴的一端固定有用于抓取的抓手。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

1、本发明通过电机启动转动时,旋转体上的限位环与驱动箱体的内壁贴合旋转,起到限位作用,保护了旋转体的轴向移动,并保证了驱动电机的正常运转,而且驱动电机采用伺服电机使控制的精度大幅提高。

2、本发明通过置一个错位180度的下偏心齿轮及上偏心齿轮装有两个滚柱轴承,形成H机构,两个偏心阳盘及偏心阴盘的中心孔即为下偏心齿轮及上偏心齿轮中央的上转臂轴承的滚道,并由偏心阳盘及偏心阴盘的外部的环形波纹凸块与针齿壳腔体内一组环行排列的上针齿套内的针齿销轴相啮哈,以组成少齿差内啮合转动机构,这样为高功率大扭矩输出提供了基础,为了减少摩擦,在转动速度较低时,针齿销轴19-1上带有针齿套,这样增加了其使用的寿命。

3、本发明通过偏心阳盘及偏心阴盘的运动成为即有公转又有自转的平面运动,在输入轴正转一周时,上偏心齿轮亦转动一周,偏心阳盘及偏心阴盘于相反方向转过一个齿差从而得到大功率的转动扭矩,再借助W输出机构,将摆线轮的低速自转动通过销轴,传递给输出轴,从而获得大功率的的周向转向。

4、本发明通过转动的输出轴带动旋转环旋转,并在套接块上转动,且最终传递给抓手使其周向转动,其输出的功率较大,加上驱动电机采用伺服电机,其周向转向的角度得到精准的控制,在后期的使用更加的便捷快速,本装置结构简单,操作方便,能在大载荷的范围内使用,使用的范围较广。

附图说明

图1为本发明一种仿生机器人手臂转向结构的结构示意图。

图2为本发明一种仿生机器人手臂转向结构的另一种结构示意图。

图3为本发明一种仿生机器人手臂转向结构的图1中局部结构剖视图。

图4为本发明一种仿生机器人手臂转向结构的图1中局部结构分解示意图。

图5为本发明一种仿生机器人手臂转向结构的图4中另一种状态示意图。

图6为本发明一种仿生机器人手臂转向结构的图5中的局部结构放大图。

图7为本发明一种仿生机器人手臂转向结构的图5中的的零件结构示意图。

图中:驱动箱体1、连接固定块2、驱动电机3、固定杆4、旋转体5、限位环6、连接杆7、驱动轴8、连接固定板9、旋转基座1、针齿壳11、连接管12、输出轴13、旋转环14、套接块15、抓手16、旋转空腔17、固定螺纹孔18、针齿套19、针齿销轴19-1、针齿壳腔体2、输出大轴21、中央孔21-1、销轴套22、销轴23、偏心轴孔24、偏心阳盘25、偏心阴盘26、通孔27、环形波纹凸块28、下偏心齿轮29、上偏心齿轮3、输出轴31、深沟球轴承32、压盖33。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

请参阅图,本发明提供一种技术方案:一种仿生机器人手臂转向结构,包括驱动箱体1,所述驱动箱体1的一端固定有用于与仿形机器人连接的连接固定块2),所述驱动箱体1另一端固定连接有旋转体5,所述旋转体5一端面均匀的固定有若干个连接杆7,所述连接杆7的另一端固定有连接固定板9,所述连接固定板9的一端固定有旋转转向结构。

所述驱动箱体1的内部中央设置有驱动电机3,所述驱动电机3的外壁通过若干个固定杆4与驱动箱体1的内壁固定,所述驱动电机3的主轴穿出旋转体5与旋转转向结构连接固定,所述旋转体5的一端伸进驱动箱体1内部,并与其外部边缘的限位环6固定连接,所述限位环6的一段面与驱动箱体1的内壁接触并旋转连接。

所述旋转转向结构包括旋转基座1、针齿壳11、输出轴13、旋转空腔17、固定螺纹孔18、针齿套19、针齿壳腔体2、输出大轴21、销轴套22、销轴23、偏心轴孔24、偏心阳盘25、偏心阴盘26、通孔27、环形波纹凸块28、下偏心齿轮29、上偏心齿轮3、输出轴31、深沟球轴承32和压盖33。

所述连接固定板9的一端固定有旋转基座1,所述旋转基座1的内部中央开有旋转空腔17,所述旋转空腔17的外边缘均匀的设置有若干个固定螺纹孔18,所述旋转基座1的另一端固定有针齿壳11,所述针齿壳11的内部开有针齿壳腔体2,所述针齿壳腔体2的内部边缘均匀的设置有若干个针齿套19,每个所述针齿套19的内部插接与其大小形状相匹配的针齿销轴19-1。

所述针齿壳腔体2的内部设置有输出大轴21,所述输出大轴21是由中央圆盘机端轴及销轴23组成,所述端轴一端穿过旋转空腔17与驱动电机3电机主轴相固定,所述端轴另一端与中央圆盘固定,所述中央圆盘的另一端固定有若干个销轴23,每个所述销轴23的外表套接有一个与其旋转连接的销轴套22,所述中央圆盘的另一端中央开有一个中央孔21-1,所述输出大轴21的一端在连接杆7内,所述销轴23在针齿壳腔体2内部。

所述针齿壳腔体2的中央设置有偏心阳盘25、偏心阴盘26,所述偏心阳盘25、偏心阴盘26呈18°设置,所述偏心阳盘25、偏心阴盘26的外边缘设置有环形波纹凸块28,所述环形波纹凸块28与销轴套22相连接接触,所述偏心阳盘25、偏心阴盘26的中央开有通孔27,所述偏心阳盘25地通孔27内设置有下偏心齿轮29,所述偏心阴盘26的通孔27内设置有上偏心齿轮3。

所述下偏心齿轮29、上偏心齿轮3的中央旋转连接有输出轴31,所述输出轴31上套接有深沟球轴承32,所述深沟球轴承32设置在上偏心齿轮3的顶部,所述输出轴31穿过压盖33与旋转环14固定,所述压盖33压在针齿壳腔体2上并与且其通过螺栓固定。

所述压盖33的一端固定有连接管12,所述连接管12的另一端与若干个套接块15固定,若干个所述套接块15的中央套接有旋转环14,所述旋转环14与输出轴31一端固定,所述输出轴31的一端固定有用于抓取的抓手16。

本实施例的工作原理:

本实用通过控制驱动电机3启动,驱动电机3通过驱动轴8带动输出大轴21的输入轴转动,在转动时,旋转体5上的限位环6与驱动箱体1的内壁贴合旋转,起到限位作用,保护了旋转体5的轴向移动,并保证了驱动电机3的正常运转,而且驱动电机3采用伺服电机使控制的精度大幅提高,转动的输出大轴21带动其上的销轴套22在销轴23上转动,

装有一个错位180度的下偏心齿轮29及上偏心齿轮30装有两个滚柱轴承,形成H机构,两个偏心阳盘25、偏心阴盘26的中心孔即为下偏心齿轮29及上偏心齿轮30中央的上转臂轴承的滚道,并由偏心阳盘25及偏心阴盘26的外部的环形波纹凸块28与针齿壳腔体20内一组环行排列的上针齿套19内的针齿销轴19-1相啮哈,以组成少齿差内啮合转动机构,(为了减少摩擦,在转动速度较低时,针齿销轴19-1上带有针齿套)这样增加了其使用的寿命。

当输出大轴21带着偏心阳盘25、偏心阴盘26转动一周时,由于偏心阳盘25、偏心阴盘26上齿廓曲线的特点及其受针齿壳腔体20上针齿销轴19-1限制之故,偏心阳盘25及偏心阴盘26的运动成为即有公转又有自转的平面运动,在输入轴正转一周时,上偏心齿轮30亦转动一周,偏心阳盘25及偏心阴盘26于相反方向转过一个齿差从而得到大功率的转动扭矩,再借助W输出机构,将摆线轮的低速自转动通过销轴,传递给输出轴31,从而获得大功率的的周向转向。

转动的输出轴31带动旋转环14旋转,并在套接块15上转动,且最终传递给抓手16使其周向转动,其输出的功率较大,加上驱动电机3采用伺服电机,其周向转向的角度得到精准的控制,在后期的使用更加的便捷快速,本装置结构简单,操作方便,能在大载荷的范围内使用,使用的范围较广。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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