CN110154014A - 一种躲闪机器人用腰部驱动机构 - Google Patents

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郑勐
李恒
何备林
任航飞
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126—Rotary actuators

Abstract

本发明公开了一种躲闪机器人用腰部驱动机构，包括第一基座，第一基座内转动设置有第一驱动轴，第一基座的上方转动设置有第二基座，第二基座与第一驱动轴连接；第二基座的上方设置有第一支撑板和第一电机，第三基座的下方设置有一对平行的第一连接板，其中一个第一连接板与第一电机的输出轴连接，另一个第一连接板的侧部设置有第一端轴，第一端轴的端部转动设置在第一支撑板中；第三基座的上方设置有第二支撑板和第二电机，第二电机的正上方布置有顶板，顶板的下方设置有一对平行的第二连接板，其中一个第二连接板与第二电机的输出轴连接，另一个第二连接板的侧部设置有第二端轴，第二端轴的端部转动设置在第二支撑板中。

Description

一种躲闪机器人用腰部驱动机构
技术领域
本发明属于仿真机器人技术领域，尤其是涉及一种躲闪机器人用腰部驱动机构。
背景技术
随着科技的发展，机器人能够实现的功能和动作越来越多，至今已经在许多领域中给人们带来了特别大的帮助，特别是对具有躲闪避障的机器人发展尤为迅速。无论是军工企业、一般工厂，还是人们的日常生活中，机器人已经开始替代人们做一些简单或者恶劣环境的工作，逐渐成为人们不可或缺的一部分。除此之外，国内外的许多高校和研究所都在机器人的研究上下了很大功夫，使得提升机器人的核心硬件和核心技术的水平不断提升，机器人的智能程度以及对外界的感知能力得到进一步优化。但是随着科学技术的发展以及机器人智能程度的提升，对机器人驱动结构方面的设计、核心部件精度的保证、高精度传动机构以及驱动装置都提出了更多的要求。
而目前已经研发出来以及正在研发的躲闪类机器人主要存在以下问题：
(1)在驱动结构方面的设计不合理，使得其运动学特性和动力学特性特别复杂，数学方法计算机器人运动学和动力学相当复杂。
(2)躲闪机器人的控制系统设计相当复杂，误差累积量多，而且在减少误差方面投入了过多的大量的经历，成本也越来越高。
(3)大多数都将精力放在机器人的智能控制和图像处理上，而在机器人结构方面创新性不足，忽略对结构的创新，机器人的结构设计和复杂的功能不匹配，导致结构上有缺陷，维修成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种躲闪机器人用腰部驱动机构，用以解决现有躲闪机器人在驱动结构方面存在结构复杂、不合理的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种躲闪机器人用腰部驱动机构，包括第一基座，所述第一基座内转动设置有呈竖向分布的第一驱动轴，第一基座的上方转动设置有第二基座，所述第二基座与第一驱动轴连接；第二基座的上方设置有第一支撑板和第一电机，所述第一电机的输出轴呈水平前后分布，第一电机的正上方布置有第三基座，所述第三基座的下方设置有一对平行的第一连接板，其中一个第一连接板与第一电机的输出轴连接，另一个第一连接板的侧部设置有第一端轴，所述第一端轴的端部转动设置在所述第一支撑板中；第三基座的上方设置有第二支撑板和第二电机，所述第二电机的输出轴呈水平分布且与第一电机的输出轴相垂直，第二电机的正上方布置有顶板，所述顶板的下方设置有一对平行的第二连接板，其中一个第二连接板与第二电机的输出轴连接，另一个第二连接板的侧部设置有第二端轴，所述第二端轴的端部转动设置在所述第二支撑板中。
本发明的技术方案，还具有以下特点：
所述第一基座内转动设置有第二驱动轴，所述第二驱动轴上设置有小齿轮，所述第一驱动轴上设置有与所述小齿轮啮合的大齿轮。
所述第一基座的上方和第二基座的下方均设置有轴承安装槽，用于转动设置第二基座的轴承装配在两个轴承安装槽之间。
所述第一驱动轴通过一对轴承设置转动设置在所述第一基座内，所述第二驱动轴通过一对轴承转动设置在所述第一基座内，所述第二基座通过轴承转动设置在所述第一基座上，所述第一端轴通过轴承转动设置在所述第一支撑板内，所述第二端轴通过轴承转动设置在所述第二支撑板内。
所述第一电机通过减速机与第一连接板连接，对应的所述第二电机通过减速机与第二连接板连接。
所述第一电机和第二电机均为伺服电机。
本发明的有益效果是：本发明的一种躲闪机器人用腰部驱动机构，其转动、左右摆动和前后俯仰三个动作之间互不影响，可以做单独工作，还可做组合的动作；腰部的转动通过第一驱动轴转动实现，左右摆动和前后俯仰通过两个伺服电机驱动，其传动平稳、振动小且传递的力矩大，使得躲闪动作更加明显稳定，另外其控制系统简单，响应速度快。
附图说明
图1是本发明的一种躲闪机器人用腰部驱动机构的主视图；
图2是本发明的一种躲闪机器人用腰部驱动机构的侧视图。
图中，1.第二驱动轴，2.小齿轮，3.第二电机，4.第二连接板，5.顶板，6.第二端轴，7.第二支撑板，8.第三基座，9.第二基座，10.第一驱动座，11.第一基座，12.大齿轮，13.第一端轴；14.第一连接板，15.第一支撑板，16.第一电机，17.减速机。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施例对本发明的技术方案作进一步地详细说明。
如图1和图2所示，本发明的一种躲闪机器人用腰部驱动机构，包括第一基座11，第一基座11内转动设置有呈竖向分布的第一驱动轴10，第一基座11的上方转动设置有第二基座9，第二基座9与第一驱动轴10连接；第二基座9的上方设置有第一支撑板15和第一电机16，第一电机16的输出轴呈水平前后分布，第一电机16的正上方布置有第三基座8，第三基座8的下方设置有一对平行的第一连接板14，其中一个第一连接板14与第一电机16的输出轴连接，另一个第一连接板14的侧部设置有第一端轴13，第一端轴13的端部转动设置在第一支撑板15中；第三基座8的上方设置有第二支撑板7和第二电机3，第二电机3的输出轴呈水平分布且与第一电机16的输出轴相垂直，第二电机3的正上方布置有顶板5，顶板5的下方设置有一对平行的第二连接板4，其中一个第二连接板4与第二电机3的输出轴连接，另一个第二连接板4的侧部设置有第二端轴6，第二端轴6的端部转动设置在第二支撑板7中。
旋转时：躲闪机器人内的其他电机驱动第一驱动轴10转动，第一驱动轴10将带动第一基座9及其以上部分发生转动，从而实现躲闪机器人上身的转动运动；第一驱动轴10正转，躲闪机器人正转；第一驱动轴10反转，躲闪机器人反转。左右摆动时：先启动第一电机16，此时第三基座8以第一端轴13为轴进行转动，从而实现躲闪机器人上身的左右摆动运动；第一驱动电机16正转，躲闪机器人上身向右摆动；第一驱动电机16反转，躲闪机器人上身向左摆动。俯仰运动时：先启动第二电机3，此时顶板5以第二端轴6为轴进行转动，从而实现躲闪机器人上身的俯仰运动；第二驱动电机3正转，躲闪机器人上身将进行前俯；第二驱动电机3反转，躲闪机器人上身将进行后仰。
如图1所示，第一基座11内转动设置有第二驱动轴1，第二驱动轴1上设置有小齿轮2，第一驱动轴10上设置有与小齿轮2啮合的大齿轮12。
这样第一驱动轴10与第二驱动轴1之间相当于一个减速机构，第二驱动轴1通过躲闪机器人内的其他电机驱动，便于对第一驱动轴10实现精确的控制。
如图1所示，第一基座11的上方和第二基座9的下方均设置有轴承安装槽，用于转动设置第二基座9的轴承装配在两个轴承安装槽之间，该轴承为推力轴承，安装在两个轴承安装槽。
如图结合所示，第一驱动轴10和第二驱动轴1分别通过一对轴承设置转动设置在第一基座11内，第二基座9通过轴承转动设置在第一基座11上，第一端轴13通过轴承转动设置在第一支撑板15内，第二端轴6通过轴承转动设置在第二支撑板7内；第一电机16通过减速机17与第一连接板14连接，第二电机3通过减速机17与第二连接板4连接，便于精确控第三基座8和顶板5的旋转进度。
因此，本发明的一种躲闪机器人用腰部驱动机构，其转动、左右摆动和前后俯仰三个动作之间互不影响，可以做单独工作，还可做组合的动作；腰部的转动通过第一驱动轴转动实现，左右摆动和前后俯仰通过两个伺服电机驱动，其传动平稳、振动小且传递的力矩大，使得躲闪动作更加明显稳定，另外其控制系统简单，响应速度快。

Claims (6)

1.一种躲闪机器人用腰部驱动机构，其特征在于，包括第一基座(11)，所述第一基座(11)内转动设置有呈竖向分布的第一驱动轴(10)，第一基座(11)的上方转动设置有第二基座(9)，所述第二基座(9)与第一驱动轴(10)连接；第二基座(9)的上方设置有第一支撑板(15)和第一电机(16)，所述第一电机(16)的输出轴呈水平前后分布，第一电机(16)的正上方布置有第三基座(8)，所述第三基座(8)的下方设置有一对平行的第一连接板(14)，其中一个第一连接板(14)与第一电机(16)的输出轴连接，另一个第一连接板(14)的侧部设置有第一端轴(13)，所述第一端轴(13)的端部转动设置在所述第一支撑板(15)中；第三基座(8)的上方设置有第二支撑板(7)和第二电机(3)，所述第二电机(3)的输出轴呈水平分布且与第一电机(16)的输出轴相垂直，第二电机(3)的正上方布置有顶板(5)，所述顶板(5)的下方设置有一对平行的第二连接板(4)，其中一个第二连接板(4)与第二电机(3)的输出轴连接，另一个第二连接板(4)的侧部设置有第二端轴(6)，所述第二端轴(6)的端部转动设置在所述第二支撑板(7)中。
2.根据权利要求1所述的躲闪机器人用腰部驱动机构，其特征在于，所述第一基座(11)内转动设置有第二驱动轴(1)，所述第二驱动轴(1)上设置有小齿轮(2)，所述第一驱动轴(10)上设置有与所述小齿轮(2)啮合的大齿轮(12)。
3.根据权利要求2所述的躲闪机器人用腰部驱动机构，其特征在于，所述第一基座(11)的上方和第二基座(9)的下方均设置有轴承安装槽，用于转动设置第二基座(9)的轴承装配在两个轴承安装槽之间。
4.根据权利要求3所述的躲闪机器人用腰部驱动机构，其特征在于，所述第一驱动轴(10)和第二驱动轴(1)分别通过一对轴承设置转动设置在所述第一基座(11)内，所述第二基座(9)通过轴承转动设置在所述第一基座(11)上，所述第一端轴(13)通过轴承转动设置在所述第一支撑板(15)内，所述第二端轴(6)通过轴承转动设置在所述第二支撑板(7)内。
5.根据权利要求4所述的躲闪机器人用腰部驱动机构，其特征在于，所述第一电机(16)通过减速机(17)与第一连接板(14)连接，对应的所述第二电机(3)通过减速机(17)与第二连接板(4)连接。
6.根据权利要求5所述的躲闪机器人用腰部驱动机构，其特征在于，所述第一电机(16)和第二电机(3)均为伺服电机。
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