CN107756389A - 机器人双轴反向驱动器 - Google Patents

Abstract

机器人双轴反向驱动器，它涉及了一种救援机器人的驱动装置。本发明是为了解决现有的救援机器人的驱动装置体积过大，驱动精度不高，功能单一，集成度不高，并且不具备驱动和检测分离的功能，提出了一种双轴同向输出，双角度传感器检测的伺服装置，形成了驱动电机与输出轴闭环控制，输出轴与控制系统闭环控制的控制模式，使得控制系统可对机器人运动部件实施精确的运动控制。本发明具有性能可靠，驱动精度高，扭力大，响应快，体积小，集成度高，并能向控制系统反馈输出轴的转动位置等优点。

Description

机器人双轴反向驱动器

技术领域

本发明涉及一种具有离合装置，双轴输出力矩，并能将输出轴转动位置反馈给控制系统的机器人双轴反向驱动器。

背景技术

由于科学技术的发展，救援机器人逐渐在越来越大的范围内被使用，从20世纪90年代起，国际先进机器人计划(IARP)已召开过多届机器人研讨会，在发达国家已经出现救援机器人市场化产品。目前，先进救援机器人技术在抢险、救灾、反恐等方面得到了广泛的应用。救援机器人在战场救援方面也有着良好的应用前景，受到外军的广泛重视。根据五角大楼公布的最新数据，美军在伊拉克战场已阵亡4200多人，受伤人数则超过31000人，大量伤员都是医护兵冒着极大危险从战地上救回的。然而，由于医护兵的重要性及显眼的红十字标志，在战场上来回穿梭的他们同样会成为敌方的目标。根据以往战场经验，如果士兵能够在受伤后一个小时内获得治疗，将大大提高士兵的幸存机率。可是在战场上，救护兵携带的医疗器材相当有限，而救援机器人可以完成临时救护任务，为病人多争取宝贵的抢救时间。人类医生可以通过卫星远程控制这些机器人，它能够在官兵受伤的几分钟之内迅速稳定伤势，并在撤离时给予伤员内科或外科护理。美国国防部高等研究计划局(DARPA)为美国陆军未来战场伤病员救援和医疗设计了高度集成化、机器人化和智能化的医疗系统。救援机器人技术是集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域，具有重要的研究价值，在军用和民用上有着广泛的应用前景，是目前机器人领域的一个研究热点。此类机器人通过远程遥控制导，从而确保穿越复杂地形，将伤员及时运送到后方医院，它的出现，将显著降低战地医护人员的伤亡概率。除了战地救护外，这种机器人还能用于很多场合，特别是在发生地震、核生化袭击或有害物质泄露的危险环境中，救援机器人都可以凭借非凡的载重能力与韧性一展拳脚。

发明内容

本发明的目的是针对现有的救援机器人系统复杂、结构臃肿、价格昂贵、维护困难等缺点，对救援机器人的各个驱动装置做了全新的设计，将检测机构和驱动机构集成于一体，简化了系统结构，并加入了离合装置，当系统有力矩输出信号时，电机转动，离合装置连接电机与减速齿轮组，电机通过减速齿轮组驱动指定的部位，对该部位的运动施加力的作用，当系统没有力矩输出信号时，电机停止转动，离合装置断开电机与减速齿轮组的连接，减少和降低了运动部位的阻力，使其的运动更加顺畅。本发明是用于救援机器人的驱动设备，由外壳、电机、离合装置、角度传感器、齿轮、传动轴组成，电机与离合装置连接，离合装置通过减速齿轮组的配合驱动传动轴，传动轴通过另一组齿轮驱动角度传感器，外壳对传动部件提供支撑和保护作用。本发明使救援机器人驱动部位能保持最大程度的灵活，该装置成本低，使用简单，维护容易。

附图说明

图1是本发明的整体轴测图。

图2是本发明的内部示意图。

图3是驱动部件111的结构示意图。

图4是本发明的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图3和图4所示，所述机器人双轴反向驱动器，包括驱动部件111，所述驱动部件111包括电机40和离合装置，所述离合装置由离合装置摩擦片41、摩擦片滑杆42、回位拉簧43、离合装置盖44组成，摩擦片滑杆42与电机40的轴固接，两片离合装置摩擦片41分别套入摩擦片滑杆42两端，两片离合装置摩擦片41之间连接有回位拉簧43，离合装置盖44套入电机40的轴，离合装置盖44与电机40的轴之间为滑动接触，离合装置盖44上设有传动齿轮。动作实施过程：当电机40转速高于一定值时，两片离合装置摩擦片41克服回位拉簧43的拉力分别向摩擦片滑杆42的两末端滑动并与离合装置盖44的内壁接触，对离合装置盖44产生摩擦力，带动离合装置盖44转动；当电机40转速低于一定值时，两片离合装置摩擦片41在回位拉簧43的作用下向轴心方向滑动，与离合装置盖44的内壁分离，切断离合装置盖44与电机40的连接。

具体实施方式二：如图1、图2和图4所示，所述机器人双轴反向驱动器，包括顶盖1，输出轴A、B，齿轮2、3，减速齿轮组4、5，角度传感器7，基座9和驱动部件111。所述输出轴A与齿轮2固接，所述输出轴A与齿轮2的转动轴心重合，所述齿轮2与第一角度传感器7的转动轴固接，所述齿轮2的轴心与第一角度传感器7的轴心重合，所述第一角度传感器7固定于基座9的孔座C内，所述输出轴B与齿轮3固接，所述输出轴B与齿轮3的转动轴心重合，所述齿轮3与第二角度传感器7的转动轴固接，所述齿轮3的轴心与第二角度传感器7的轴心重合，所述第二角度传感器7固定于基座9的孔座D内，所述驱动部件111固定于基座9的孔座E内，所述驱动部件111的离合装置盖44齿轮与减速齿轮组4、5啮合，所述减速齿轮组4与齿轮2啮合，所述减速齿轮组5与齿轮3啮合，所述顶盖1和基座9配合固定输出轴A、B及减速齿轮组4、5。动作实施过程：控制系统给出驱动信号，驱动部件111通过啮合的齿轮驱动输出轴A、B转动，第一角度传感器7跟随输出轴A转动，与驱动部件111配合形成闭环控制，使得输出轴A转动到达控制系统给定的位置，并保持在该位置不动，直到控制系统给出下一个位置的信号，第二角度传感器7跟随输出轴B转动，检测输出轴B转动的位置并实时反馈给控制系统，输出轴A和输出轴B联动，使得控制系统与输出轴A、B之间形成闭环控制。

作为本发明的另一实例，也可以用其他传感器代替角度传感器，同样可以起到检测输出轴转动位置的目的，实现本发明的目的。

在不使本发明的原理受到损害的情况下，上述构成的细节和具体实施方式仅仅是当做例子和图示的东西，它可以不脱离本发明的范围而广泛改变，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种机器人双轴反向驱动器，由顶盖(1)，输出轴(A、B)，齿轮(2、3)，减速齿轮组(4、5)，角度传感器(7)，基座(9)和驱动部件(111)组成；

其特征在于：

该装置固定在救援机器人的活动部位，同侧具有两个输出轴，每个输出轴分别与角度传感器联动，依靠输出轴的转动驱动机器人相应部位运动，可同时驱动两个部分同向运动，其中一个角度传感器与驱动部件配合形成闭环控制，另一个角度传感器用于检测该伺服装置输出轴的转动角度，并将其反馈给控制系统，使控制系统与输出轴形成闭环控制。

2.根据权利要求1所述的机器人双轴反向驱动器，其特征在于：所述驱动部件(111)包括电机(40)和离合装置，所述离合装置由离合装置摩擦片(41)、摩擦片滑杆(42)、回位拉簧(43)、离合装置盖(44)组成，摩擦片滑杆(42)与电机(40)的轴固接，两片离合装置摩擦片(41)分别套入摩擦片滑杆(42)两端，两片离合装置摩擦片(41)之间连接有回位拉簧(43)，离合装置盖(44)套入电机(40)的轴，离合装置盖(44)与电机(40)的轴之间为滑动接触，离合装置盖(44)上设有传动齿轮。

3.根据权利要求1所述的机器人双轴反向驱动器，其特征在于：所述输出轴(A)与齿轮(2)固接，所述输出轴(A)与齿轮(2)的转动轴心重合，所述齿轮(2)与第一角度传感器(7)的转动轴固接，所述齿轮(2)的轴心与第一角度传感器(7)的轴心重合，所述第一角度传感器(7)固定于基座(9)的孔座(C)内，所述输出轴(B)与齿轮(3)固接，所述输出轴(B)与齿轮(3)的转动轴心重合，所述齿轮(3)与第二角度传感器(7)的转动轴固接，所述齿轮(3)的轴心与第二角度传感器(7)的轴心重合，所述第二角度传感器(7)固定于基座(9)的孔座(D)内，所述驱动部件(111)固定于基座(9)的孔座(E)内，所述驱动部件(111)的离合装置盖(44)齿轮与减速齿轮组(4、5)啮合，所述减速齿轮组(4)与齿轮(2)啮合，所述减速齿轮组(5)与齿轮(3)啮合，所述顶盖(1)和基座(9)配合固定输出轴(A、B)及减速齿轮组(4、5)。