CN106499789A - 服务机器人涡轮运动受阻防护装置 - Google Patents

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CN106499789A CN201611191177.XA CN201611191177A CN106499789A CN 106499789 A CN106499789 A CN 106499789A CN 201611191177 A CN201611191177 A CN 201611191177A CN 106499789 A CN106499789 A CN 106499789A
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余程
宋育刚
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    • F16H35/10—Arrangements or devices for absorbing overload or preventing damage by overload
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    • F16H33/04—Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought
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Abstract

一种服务机器人涡轮运动受阻防护装置，包括非圆截面柱状连轴结构、套设于非圆截面柱状连轴结构外的蜗杆、能够与蜗杆啮合传动的涡轮以及抵接在蜗杆的至少一端以提供弹性恢复力的弹簧。所述蜗杆能够在轴向上相对于非圆截面柱状连轴结构移动而与蜗杆具有啮合和分离两种状态。本发明采用了蜗杆和涡轮轴向柔性连接方式，解决了服务机器人系统惯性力对机构的冲击损坏。

Description

服务机器人涡轮运动受阻防护装置
技术领域
本发明涉及一种防护装置，尤其是一种具有自我锁止功能的服务机器人涡轮运动受阻防护装置。
背景技术
服务机器人肢节机械结构运动在受到环境和人为干涉时，通常采用传感器反馈受阻信息，再由系统控制机械机构停止运动。该方法无法解决系统惯性力对机构的冲击，以及系统在静止态时，人为扯动机构的被动冲击损坏。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明采用了蜗杆和涡轮轴向柔性连接方式，解决了服务机器人系统惯性力对机构的冲击损坏，以及系统在静止态时，人为扯动机构的被动冲击损坏。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种服务机器人涡轮运动受阻防护装置，包括非圆截面柱状连轴结构、套设于非圆截面柱状连轴结构外的蜗杆、能够与蜗杆啮合传动的涡轮以及抵接在蜗杆的至少一端以提供弹性恢复力的弹簧，所述蜗杆能够在轴向上相对于非圆截面柱状连轴结构移动而与蜗杆具有啮合和分离两种状态。
作为本发明的进一步改进，所述弹簧为两个，分别抵接于蜗杆的左右两端。
作为本发明的进一步改进，所述非圆截面柱状连轴结构的两端设有定位弹簧的限位结构。
作为本发明的进一步改进，所述弹簧K(胡克系数)和L(弹簧变形量)的选择条件为：设：涡轮蜗杆材料最大承受力为Fm(牛力)；弹簧变形量L(米)条件下选择：K(牛力/米)<Fm/L；为确保涡轮蜗杆最大受力F(牛力)时正常运行选择：L＝F/(P*K),0<P<1。
本发明的有益效果是：本发明通过蜗杆和涡轮轴向柔性连接方式，即蜗杆和涡轮之间的啮合或分离来控制主动侧和被动侧之间的动力传输，解决了服务机器人系统惯性力对机构的冲击损坏，以及系统在静止态时，人为扯动机构的被动冲击损坏。
附图说明
图1为本发明服务机器人涡轮运动受阻防护装置的初始状态图。
图2为本发明服务机器人涡轮运动受阻防护装置的解锁状态图。
图3是沿图1中A-A线的剖视图。
对照以上附图，作如下补充说明：
1---涡轮 2---蜗杆
3---弹簧 4---限位结构
5---非圆截面柱状连轴结构
具体实施方式
一种服务机器人涡轮运动受阻防护装置，包括非圆截面柱状连轴结构5、套设于非圆截面柱状连轴结构5外的蜗杆2、能够与蜗杆2啮合传动的涡轮1以及抵接在蜗杆2的至少一端以提供弹性恢复力的弹簧3。所述蜗杆2能够在轴向上相对于非圆截面柱状连轴结构5移动而与蜗杆2具有啮合和分离两种状态。机器人的主动侧连接于蜗杆2，机器人的从动侧连接于涡轮1。初始状态下，蜗杆2和涡轮1之间相啮合而将主动侧的动力传给被动侧。当被动侧受外力阻碍且在蜗杆2的轴向产生的力大于K*L时，蜗杆2轴向移动使弹簧3变形的同时脱离与涡轮1之间的啮合，从而不能将主动侧的动力传给被动侧；当被动侧受外力阻碍消除或在蜗杆2的轴向产生的力小于K*L时，在弹簧3的作用下，涡轮1和蜗杆2恢复啮合状态，主动侧与被动侧恢复传动功能。非圆截面柱状连轴结构5的作用是提供给蜗杆2轴向运动的驱动力。
所述弹簧3为两个，分别抵接于蜗杆2的左右两端。
所述非圆截面柱状连轴结构5的两端设有定位弹簧3的限位结构4。所述限位结构4将弹簧3的一端定位，从而位于弹簧3另一端的蜗杆2能够抵压弹簧3使弹簧3变形。
所述弹簧K(胡克系数)和L(弹簧变形量)的选择条件为：
设：涡轮1、蜗杆2材料最大承受力为Fm(牛力)；
弹簧变形量L(米)条件下选择：K(牛力/米)<Fm/L；
为确保涡轮1、蜗杆2最大受力F(牛力)时正常运行选择：L＝F/(P*K),0<P<1。
本发明通过蜗杆2和涡轮1轴向柔性连接方式，即蜗杆2和涡轮1之间的啮合或分离来控制主动侧和被动侧之间的动力传输，解决了服务机器人系统惯性力对机构的冲击损坏，以及系统在静止态时，人为扯动机构的被动冲击损坏。

Claims (4)

1.一种服务机器人涡轮运动受阻防护装置，其特征是：包括非圆截面柱状连轴结构、套设于非圆截面柱状连轴结构外的蜗杆、能够与蜗杆啮合传动的涡轮以及抵接在蜗杆的至少一端以提供弹性恢复力的弹簧，所述蜗杆能够在轴向上相对于非圆截面柱状连轴结构移动而与蜗杆具有啮合和分离两种状态。
2.根据权利要求1所述的服务机器人涡轮运动受阻防护装置，其特征是：所述弹簧为两个，分别抵接于蜗杆的左右两端。
3.根据权利要求1所述的服务机器人涡轮运动受阻防护装置，其特征是：所述非圆截面柱状连轴结构的两端设有定位弹簧的限位结构。
4.根据权利要求1所述的服务机器人涡轮运动受阻防护装置，其特征是：所述弹簧K(胡克系数)和L(弹簧变形量)的选择条件为：
设：涡轮蜗杆材料最大承受力为Fm(牛力)；
弹簧变形量L(米)条件下选择：K(牛力/米)<Fm/L；
为确保涡轮蜗杆最大受力F(牛力)时正常运行选择：L＝F/(P*K),0<P<1。
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