CN106003006B - 一种驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动装置，包括有摆动关节，所述摆动关节包括有底座、上盖板，所述底座的中心连接有万向轴承，所述上盖板安装在万向轴承上，所述底座与上盖板之间设置有膨胀体,所述膨胀体内填充有热膨胀介质，所述膨胀体的底面连接有用于对其加热或冷却的温控装置，该热膨胀介质受热膨胀推动膨胀体上端面的弹性凸片凸起以推动上盖板摆动。本发明采用膨胀体作为驱动源，能效高、能耗低，结构小巧，重量小而举升力大。

Description

一种驱动装置

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，特别是用于机器人的驱动装置。

背景技术

工业机器人可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动 化，且能在有害环境下操作以保护人身安全，因而机器人广泛应用于机械 制造、冶金、电子、轻工等行业。目前，机器人的驱动装置大多由伺服电机、减速机及控制器组成，但是这种驱动装置存在自身体积大、重量大，而举升力小，能量利用效率低，能耗大等缺点，而且减速机加工要求高，成本高，维护费用高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种驱动装置，具有体积小巧、重量轻，举升力大，能效高等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种驱动装置，包括有摆动关节，所述摆动关节包括有底座、上盖板，所述底座的中心连接有万向轴承，所述上盖板安装在万向轴承上，所述底座与上盖板之间设置有膨胀体,所述膨胀体内填充有热膨胀介质，所述膨胀体的底面连接有用于对其加热或冷却的温控装置，该热膨胀介质受热膨胀推动膨胀体上端面的弹性凸片凸起以推动上盖板摆动。

作为上述技术方案的改进，所述膨胀体设置有至少二个并周向均布。

作为上述技术方案的进一步改进，所述摆动关节设置有二个以上，多个所述摆动关节叠加为一体。

进一步改进，相邻两个摆动关节的膨胀体的位置相同。

进一步改进，所述上盖板上端面设置有连接孔，所述底座的底面设置有与所述连接孔相适配的凸台。

进一步改进，所述膨胀体包括有底壳以及面壳，所述底壳与面壳内部形成密闭空间以填充热膨胀介质，所述面壳的中部形成弹性凸片。

进一步改进，所述弹性凸片设置为碗状、锅状或者半球状。

进一步改进，所述底座的上端面固接有固定支架，所述膨胀体连接在固定支架上。

进一步改进，所述底壳上端设置有径向延伸的卡装凸环，所述固定支架上端面设置有用于安装膨胀体的安装孔，所述卡装凸环抵接于安装孔的边缘。

进一步改进，所述温控装置为半导体制冷片。

本发明的有益效果是：通过温控装置对膨胀体加热，使得膨胀体内的热膨胀介质膨胀推动膨胀体的弹性凸片凸起即可推动上盖板围绕万向轴承摆动带动安装在其上的机器人动作；通过温控装置对膨胀体冷却，使得膨胀体内的热膨胀介质收缩，以便上盖板压下弹性凸片。本发明采用膨胀体作为驱动源，能效高、能耗低，结构小巧，重量小而举升力大，生产容易，成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明中多个摆动关节轴向连接的结构示意图；

图2是本发明中摆动关节的结构示意图；

图3、图4是本发明中摆动关节的分解示意图；

图5是本发明中膨胀体的主视图。

具体实施方式

实施例一

参照图1~图5，一种驱动装置，包括有摆动关节1，所述摆动关节1包括有底座11、上盖板12，所述底座11的中心连接有万向轴承15，所述上盖板12安装在万向轴承15上，所述底座11与上盖板12之间设置有膨胀体14,为了便于精确控制，优选的，所述膨胀体14设置有四个并周向均匀布置，所述膨胀体14内填充有热膨胀介质，所述膨胀体14的底面连接有用于对其加热或冷却的温控装置16，优选的，所述温控装置16采用半导体制冷片，该热膨胀介质受热膨胀推动膨胀体14上端面的弹性凸片143凸起以推动上盖板12摆动，在本实施例中，优选的，所述弹性凸片143设置为碗状、锅状或者半球状。采用上述结构，在静止状态下，四个膨胀体14的高度一致，上盖板12（用于安装机器人）处于水平状态。当机器人开始动作时，根据机器人的动作方向，相反方向一侧的半导体制冷片通电对其上的膨胀体14进行加热，膨胀体14内部的热膨胀介质受热膨胀推动膨胀体14的弹性凸片143凸起，同时另一侧的半导体制冷片对其上的膨胀体14进行降温，膨胀体14内部的热膨胀介质降温收缩使弹性凸片143可以被压缩，一推一缩配合从而推动上盖板12与机器人向目标方向摆动，完成机器人的动作。由于四个膨胀体14周向均布，通过控制每个膨胀体14的弹性凸片143的凸起高度即可实现上盖板12的万向摆动从而可推动机器人360°全方位动作，通用性强。当然，根据机器人的行程需求可以采用一个或者多个摆动关节1，多个摆动关节1前后相连为一体作为驱动源，其与蚯蚓类似，可实现单向或多向连续弯曲，应用范围极广。

为了获得最大的驱动力以及驱动行程，优选的，相邻两个摆动关节1的膨胀体14的位置相同，多个相同位置的膨胀体14同时动作即可推动机器人向某一方向运动最大距离。

在本实施例中，优选的，所述上盖板12上端面设置有连接孔121，所述底座11的底面设置有与所述连接孔121相适配的凸台111，将凸台111插装在连接孔121上即可将二个摆动关节1连接为一体，采用同样的方式可快速将多个摆动关节1叠加为一体。

在本实施例中，优选的，所述膨胀体14包括有底壳141以及面壳142，所述底壳141与面壳142内部形成密闭空间以填充热膨胀介质，所述面壳142的中部形成弹性凸片143。膨胀体14的加热方式可以通过半导体制冷片，也可以膨胀体14自带加热装置，而半导体制冷片一直对膨胀体14冷却，膨胀体14可以为外热式、内热式或者直接对热膨胀介质通电加热，通过自发热加快反应速度。

为了便于组装以及加强结构强度，在本实施例中，优选的，所述底座11的上端面固接有固定支架13，所述膨胀体14连接在固定支架13上。在本实施例中，优选的，所述底壳141上端设置有径向延伸的卡装凸环1411，所述固定支架13上端面设置有用于安装膨胀体14的安装孔131，底壳141下端安装在安装孔131内，卡装凸环1411抵接于安装孔131的边缘，一方面便于安装定位，另一方面有利于将膨胀体14的受力传递给固定支架13，提高结构强度。

在本实施例中，优选的，所述上盖板12底面设置有与万向轴承15外圈向适配的套筒122，所述套筒122上设置有用于螺栓固定的通孔，采用螺栓穿过套筒122上的通孔然后拧紧在万向轴承15的外圈上即可将上盖板12与万向轴承15固定连接。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于每个摆动关节1中设置二个膨胀体14并周向均匀布置（即相对布置），摆动关节1动作时一个膨胀体14的弹性凸片143凸起而推动上盖板12摆动，同时另一个膨胀体14冷却使弹性凸片143可回缩而被上盖板12压下，一推一缩配合从而推动上盖板12与机器人向目标方向摆动。当多个摆动关节1叠加为一体时，相邻两个摆动关节1的膨胀体14错开90°（即一个摆动关节1的二个膨胀体14沿X轴布置，另一个沿Y轴布置），两个摆动关节1配合同样可以达到上盖板12的万向摆动从而可推动机器人360°全方位动作。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种驱动装置，其特征在于：包括有摆动关节(1)，所述摆动关节(1)包括有底座(11)、上盖板(12)，所述底座(11)的中心连接有万向轴承(15)，所述上盖板(12)安装在万向轴承(15)上，所述底座(11)与上盖板(12)之间设置有膨胀体(14),所述膨胀体(14)内填充有热膨胀介质，所述膨胀体(14)的底面连接有用于对其加热或冷却的温控装置(16)，该热膨胀介质受热膨胀推动膨胀体(14)上端面的弹性凸片(143)凸起以推动上盖板(12)摆动；所述膨胀体(14)包括有底壳(141)以及面壳(142)，所述底壳(141)与面壳(142)内部形成密闭空间以填充热膨胀介质，所述面壳(142)的中部形成弹性凸片(143)，所述弹性凸片(143)设置为碗状、锅状或者半球状，所述底座(11)的上端面固接有固定支架(13)，所述膨胀体(14)连接在固定支架(13)上，所述底壳(141)上端设置有径向延伸的卡装凸环(1411)，所述固定支架(13)上端面设置有用于安装膨胀体(14)的安装孔(131)，所述卡装凸环(1411)抵接于安装孔(131)的边缘。

2.根据权利要求1所述的一种驱动装置，其特征在于：所述膨胀体(14)设置有至少二个并周向均布。

3.根据权利要求2所述的一种驱动装置，其特征在于：所述摆动关节(1)设置有二个以上，多个所述摆动关节(1)叠加为一体。

4.根据权利要求3所述的一种驱动装置，其特征在于：相邻两个摆动关节(1)的膨胀体(14)的位置相同。

5.根据权利要求3或4所述的一种驱动装置，其特征在于：所述上盖板(12)上端面设置有连接孔(121)，所述底座(11)的底面设置有与所述连接孔(121)相适配的凸台(111)。

6.根据权利要求1所述的一种驱动装置，其特征在于：所述温控装置(16)为半导体制冷片。