CN103846930B - 应用于服务机器人机械臂上的被动式顺应性阻抗机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于服务机器人机械臂上的被动式顺应性阻抗机构，包括挡板、偏凸轮、轴承、支架、滚轴、第一滑块、直线导轨、套设有第一弹簧的第一弹簧导杆、底座、设于底座上的底座滑块、固定盘、套设有第二弹簧的第二弹簧导杆、底座滑槽；偏凸轮通过轴承可转动地安装于支架的支架轴上；滚轴设于第一滑块上；第一滑块设于直线导轨上；挡板和支架固定于底座上；第一弹簧导杆一端固定于挡板上，另一端套设于第一滑块的通孔内；第二弹簧导杆一端固定于底座滑槽的侧壁上，另一端套设于底座滑块的通孔内；挡板上设有第一限位开关；底座滑槽内设有第二限位开关。本发明当受到外部冲击时，能够迅速的缓解外部冲击力，保证人不受到外界的伤害。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种应用于服务机器人机械臂上的被动式顺应性阻抗机构。
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，它不可避免地会与人发生接触性碰撞而造成对人体的伤害，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。所以急切需要设计一款新型的缓解外界冲击力的机构，该机构能够很快地对外界做出反应，并起到保护人类的作用。
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应用于服务机器人机械臂上的被动式顺应性阻抗机构，其解决了现有的机器人阻抗机构反应时间长，感知元件易损坏等问题。
(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：
一种应用于服务机器人机械臂上的被动式顺应性阻抗机构，包括挡板(1)、偏凸轮(3)、轴承(4)、支架(5)、滚轴(6)、第一滑块(7)、直线导轨(8)、套设有第一弹簧(9)的第一弹簧导杆(10)、底座(11)、设于所述底座(11)上的底座滑块、固定盘(12)、套设有第二弹簧(13)的第二弹簧导杆(16)、底座滑槽；所述偏凸轮(3)通过所述轴承(4)可转动地安装于所述支架(5)的支架轴上；所述滚轴(6)设于所述第一滑块(7)上；所述第一滑块(7)设于所述直线导轨(8)上；所述挡板(1)和支架(5)固定于所述底座(11)上；所述第一弹簧导杆(10)一端固定于所述挡板(1)上，另一端套设于所述第一滑块(7)的通孔内；所述第二弹簧导杆(16)一端固定于底座滑槽的侧壁上，另一端套设于所述底座滑块的通孔内；所述挡板(1)上设有第一限位开关(2)；所述底座滑槽内设有第二限位开关(14)；所述偏凸轮(3)上设有嵌合于所述滚轴(6)上的凹弧部(301)；所述偏凸轮(3)上设有用于触碰所述第一限位开关(2)的限位凸部(302)；所述偏凸轮(3)与轴承(4)外侧面过盈配合，所述支架(5)与轴承(4)内环过盈配合。
所述底座滑槽包括底座主滑槽(17)和底座侧滑槽(15)，所述底座滑块包括底座主滑块(111)和底座侧滑块(112)，所述底座侧滑槽(15)内设有第二限位开关(14)，所述底座侧滑块(112)卡于所述底座侧滑槽(15)内，所述第二弹簧导杆(16)一端固定于所述底座主滑槽(17)的侧壁上，另一端套设于所述底座主滑块(111)的通孔内。
(三)有益效果
本发明相比较于现有技术，具有如下有益效果：本发明装置结构简单，当受到外部冲击时，能够迅速的缓解外部冲击力，实现机械臂的安全性，保证人不受到外界的伤害。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是图1中的固定法兰盘结构图。
图3是图1中的底座的结构示意图。
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3所示的，一种应用于服务机器人机械臂上的被动式顺应性阻抗机构，包括挡板1、偏凸轮3、轴承4、支架5、滚轴6、第一滑块7、直线导轨8、套设有第一弹簧9的第一弹簧导杆10、底座11、设于所述底座11上的底座滑块、固定盘12、套设有第二弹簧13的第二弹簧导杆16、底座滑槽；所述偏凸轮3通过所述轴承4可转动地安装于所述支架5的支架轴上；所述滚轴6设于所述第一滑块7上；所述第一滑块7设于所述直线导轨8上；所述挡板1和支架5固定于所述底座11上；所述第一弹簧导杆10一端固定于所述挡板1上，另一端套设于所述第一滑块7的通孔内；所述第二弹簧导杆16一端固定于底座滑槽的侧壁上，另一端套设于所述底座滑块的通孔内；所述挡板1上设有第一限位开关2；所述底座滑槽内设有第二限位开关14。
所述底座滑槽包括底座主滑槽17和底座侧滑槽15，所述底座滑块包括底座主滑块111和底座侧滑块112，所述底座侧滑槽15内设有第二限位开关14，所述底座侧滑块112卡于所述底座侧滑槽15内，所述第二弹簧导杆16一端固定于所述底座主滑槽17的侧壁上，另一端套设于所述底座主滑块111的通孔内。
所述偏凸轮3上设有嵌合于所述滚轴6上的凹弧部301。
所述偏凸轮3上设有用于触碰所述第一限位开关2的限位凸部302。
所述偏凸轮3与轴承4外侧面过盈配合，所述支架5与轴承4内环过盈配合。
其工作原理是：偏凸轮3与支架5的支架轴通过轴承4连接，机械臂连接于偏凸轮上，当机械臂受到Y向力时，偏凸轮3沿支架轴发生旋转，偏凸轮3的凹弧部301嵌合于滚轴6上使滚轴6受到X方向的力，继而推动第一滑块7沿直线导轨8移动，第一滑块7由此压缩第一弹簧导杆10上的第一弹簧9，第一弹簧9被压缩到一定位置时，偏凸轮3上的限位凸部302碰触第一限位开关2，实现运动停止，同时第一弹簧9的压缩力抵消外部冲击力。当机械臂受到沿X方向的力时，底座11沿底座侧滑槽15和底座主滑槽17运动，压缩第二弹簧13，使其产生与冲击力的相反力，来减低外界的冲击力，同时，底座侧滑块112到达一定的位置时，碰到第二限位开关14，通过控制来实现运动停止，实现双向保护人的作用。
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 (2)
1.一种应用于服务机器人机械臂上的被动式顺应性阻抗机构，其特征在于：包括挡板(1)、偏凸轮(3)、轴承(4)、支架(5)、滚轴(6)、第一滑块(7)、直线导轨(8)、套设有第一弹簧(9)的第一弹簧导杆(10)、底座(11)、设于所述底座(11)上的底座滑块、固定盘(12)、套设有第二弹簧(13)的第二弹簧导杆(16)、底座滑槽；所述偏凸轮(3)通过所述轴承(4)可转动地安装于所述支架(5)的支架轴上；所述滚轴(6)设于所述第一滑块(7)上；所述第一滑块(7)设于所述直线导轨(8)上；所述挡板(1)和支架(5)固定于所述底座(11)上；所述第一弹簧导杆(10)一端固定于所述挡板(1)上，另一端套设于所述第一滑块(7)的通孔内；所述第二弹簧导杆(16)一端固定于底座滑槽的侧壁上，另一端套设于所述底座滑块的通孔内；所述挡板(1)上设有第一限位开关(2)；所述底座滑槽内设有第二限位开关(14)；所述偏凸轮(3)上设有嵌合于所述滚轴(6)上的凹弧部(301)；所述偏凸轮(3)上设有用于触碰所述第一限位开关(2)的限位凸部(302)；所述偏凸轮(3)与轴承(4)外侧面过盈配合，所述支架(5)与轴承(4)内环过盈配合。
2.根据权利要求1所述的应用于服务机器人机械臂上的被动式顺应性阻抗机构，其特征在于：所述底座滑槽包括底座主滑槽(17)和底座侧滑槽(15)，所述底座滑块包括底座主滑块(111)和底座侧滑块(112)，所述底座侧滑槽(15)内设有第二限位开关(14)，所述底座侧滑块(112)卡于所述底座侧滑槽(15)内，所述第二弹簧导杆(16)一端固定于所述底座主滑槽(17)的侧壁上，另一端套设于所述底座主滑块(111)的通孔内。
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