CN103600358A - 一种被动式顺应性阻抗机构及机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种被动式顺应性阻抗机构，包括底座，及设于所述底座上的直线滑轨，及设于所述直线滑轨上的滑块，及固定于底座上方的导杆固定架，及固定于导杆固定架上的导杆，及设套设于导杆上的弹性装置，所述导杆与直线滑轨平行设置，所述导杆装配于所述滑块内，所述滑块上端面还连接有滚轴，所述导杆固定架上方设有旋转轮，所述旋转轮中部设有轴承，所述轴承紧配合于底座中部的凸柱上，所述旋转轮设有通孔用以驱动伸入该通孔内的滚轴，从而带动所述滑块沿着所述直线滑轨滑动。本发明结构简单、响应速度快、造价低、易于安装，一体化构造，具有减低外界冲击力，对外界做出及时反应的作用。

Description

一种被动式顺应性阻抗机构及机械臂

技术领域

本发明是应用于机器人机械臂的关节处，目的是当机械臂与人发生碰撞时，能够迅速地做出反应，使机械臂具有一定的柔性作用，缓解外部冲击力，起到减低冲击力，保护人安全的作用，具体涉及一种被动式顺应性阻抗机构及机械臂。

背景技术

随着机器人的不断发展和广泛应用，机器人与人在相同环境中接触的机会越来越多，因此，它不可避免地会与人发生接触性碰撞而造成人类的伤害，所以它必须要有一定的灵活性和适应性来产生一些顺应性响应，以此来减少人类在碰撞中所受到的伤害。目前，大多数的研究都集中于阻抗控制领域，利用力量、扭矩传感器等感知元件进行反馈控制，但是电子元件容易损坏，而且需要反应时间，不能够对外界进行及时反映，以及部分设计的阻抗机构结构复杂或者成本高。所以急切需要设计一款体型小，结构简单，易于安装，一体化的阻抗安全机构，因为机构响应速度快，不存在电子元件损坏的现象，能起到保护人安全的作用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种被动式顺应性阻抗机构及机械臂，来减低人与服务机器人机械臂因碰撞而受到的伤害，确保人的安全。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种被动式顺应性阻抗机构，包括底座，及设于所述底座上的直线滑轨，及设于所述直线滑轨上的滑块，及固定于底座上方的导杆固定架，及固定于导杆固定架上的导杆，及设套设于导杆上的弹性装置，所述导杆与直线滑轨平行设置，所述导杆装配于所述滑块内，所述滑块上端面还连接有滚轴，所述导杆固定架上方设有旋转轮，所述旋转轮中部设有轴承，所述轴承紧配合于底座中部的凸柱上，所述旋转轮设有通孔用以驱动伸入该通孔内的滚轴，从而带动所述滑块沿着所述直线滑轨滑动。

所述轴承为深沟球轴承，分别与旋转轮以及底座上的凸柱过盈配合。

所述底座下方固定一谐波减速器。

所述旋转轮上方套设一套筒。

所述直线滑轨平行设置有2组，所述滑块两端部分别设于两个直线滑轨上，所述导杆及弹性装置相应设置有2组。

所述旋转轮上的通孔左右对称设置有2组，2组所述通孔内分别伸入一滚轴。

所述弹性装置为弹簧。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种机械臂，包括如上所述的任一项被动式顺应性阻抗机构。

(三)有益效果

本发明相比较于现有技术，具有如下有益效果：本发明结构简单、响应速度快、造价低、易于安装，一体化构造，具有减低外界冲击力，对外界做出及时反应的作用。

附图说明

图1是本发明被动式顺应性阻抗机构的爆炸图。

图2是本发明被动式顺应性阻抗机构的组装结构图。

图3是本发明被动式顺应性阻抗机构的旋转轮装配于底座上后的结构图。

图4是本发明的被动式顺应性阻抗机构应用于机械臂上的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至图4所示的，一种被动式顺应性阻抗机构，包括底座2，及设于所述底座2上的直线滑轨3，及设于所述直线滑轨3上的滑块4，及固定于底座2上方的导杆固定架5，及固定于导杆固定架5上的导杆6，及设套设于导杆6上的弹性装置7，所述导杆6与直线滑轨3平行设置，所述导杆6装配于所述滑块4内，所述滑块4上端面还连接有滚轴8，所述导杆固定架5上方设有旋转轮9，所述旋转轮9中部设有轴承10，所述轴承10紧配合于底座2中部的凸柱上，所述旋转轮9设有通孔用以驱动伸入该通孔内的滚轴8，从而带动所述滑块4沿着所述直线滑轨3滑动。所述轴承10为深沟球轴承，分别与旋转轮以及底座上的凸柱过盈配合。

如图2所示的，所述底座2下方固定一谐波减速器1。所述旋转轮9上方套设一套筒11。

如图3所示的，所述直线滑轨3平行设置有2组，所述滑块4两端部分别设于两个直线滑轨3上，所述导杆7及弹性装置6相应设置有2组。所述旋转轮9上的通孔左右对称设置有2组，2组所述通孔内分别伸入一滚轴8。因此当输入的扭矩使得旋转轮正转或反转时，均可将力作用于滚轴上，滚轴再带动滑块沿着直线滑轨运动。

所述弹性装置6为弹簧，也可为弹性块等本领域技术人员能想到的其他弹性物体。

如图4所示的，本发明还提供了一种机械臂，包括如上所述的被动式顺应性阻抗机构。

本发明的工作原理是：旋转轮9与底座2通过深沟球轴承10连接，套筒11安装于旋转轮9上，套筒11与外界相连，当受到外界冲击时，旋转轮9发生旋转，挤压滚轴8，同时带动滑块4压缩弹簧6，起到缓冲外界力的作用，使其产生与冲击力相反力，来减低外界的冲击力，同时，底座上的滑块运动到一定位置时，就会自行停止，实现保护人的作用。

本发明结构简单、响应速度快、造价低、易于安装，一体化构造，具有减低外界冲击力，对外界做出及时反应的作用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种被动式顺应性阻抗机构，其特征在于：包括底座，及设于所述底座上的直线滑轨，及设于所述直线滑轨上的滑块，及固定于底座上方的导杆固定架，及固定于导杆固定架上的导杆，及设套设于导杆上的弹性装置，所述导杆与直线滑轨平行设置，所述导杆装配于所述滑块内，所述滑块上端面还连接有滚轴，所述导杆固定架上方设有旋转轮，所述旋转轮中部设有轴承，所述轴承紧配合于底座中部的凸柱上，所述旋转轮设有通孔用以驱动伸入该通孔内的滚轴，从而带动所述滑块沿着所述直线滑轨滑动。

2.根据权利要求1所述的被动式顺应性阻抗机构，其特征在于：所述轴承为深沟球轴承，分别与旋转轮以及底座上的凸柱过盈配合。

3.根据权利要求1所述的被动式顺应性阻抗机构，其特征在于：所述底座下方固定一谐波减速器。

4.根据权利要求1所述的被动式顺应性阻抗机构，其特征在于：所述旋转轮上方套设一套筒。

5.根据权利要求1所述的被动式顺应性阻抗机构，其特征在于：所述直线滑轨平行设置有2组，所述滑块两端部分别设于两个直线滑轨上，所述导杆及弹性装置相应设置有2组。

6.根据权利要求5所述的被动式顺应性阻抗机构，其特征在于：所述旋转轮上的通孔左右对称设置有2组，2组所述通孔内分别伸入一滚轴。

7.根据权利要求1所述的被动式顺应性阻抗机构，其特征在于：所述弹性装置为弹簧。

8.一种机械臂，其特征在于：包括如权利要求1至7所述的任一项被动式顺应性阻抗机构。

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