CN110202609B - 一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构 - Google Patents

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Abstract

一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构，本发明涉及弹簧助力机构，本发明为了解决现有技术中各关节电机输出转矩偏大，选取电机功率较大，造成关节结构偏大，驱动电机结构和电机功率较大，增加了关节的投入成本和增加了关节结构占用的空间，进而限制了机器人的使用范围的问题，它包括安装座、俯仰杆件、俯仰轴、主传动轮、从传动轮、俯仰平衡盘、俯仰电机、俯仰平衡用套、俯仰平衡弹簧挂钩、弹性元件和两个轴承，俯仰杆件与俯仰轴的一端固定连接，俯仰平衡弹簧挂钩的一端转动连接安装在俯仰平衡盘的另一端面上，俯仰平衡弹簧挂钩的另一端通过弹性元件安装在安装座上，本发明属于机器人活动关节领域。

Description

一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构
技术领域
本发明涉及弹簧助力机构，具体涉及一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构，属于机器人活动关节领域。
背景技术
在串联机器人关节结构发展的今天，尤其对串联结构要求，在满足设计合理的前提下，要求整体结构更趋向小巧、紧凑、布局合理方向发展，这就需要在关节设计过程中，尽量选用功率小、体积小的驱动电机，目前根据各关节的合理计算后的电机输出转矩偏大，势必要求选功率大的电机，这样造成关节结构偏大，此关节结构重量偏大，产生蝴蝶效应，以至影响后续关节的也会结构会越来越臃肿，驱动电机结构和电机功率较大，无形当中增加了关节的投入成本和增加了关节结构占用的空间，进而限制了机器人的使用范围。
发明内容
本发明为了解决现有技术中各关节电机输出转矩偏大，选取电机功率较大，造成关节结构偏大，驱动电机结构和电机功率较大，增加了关节的投入成本和增加了关节结构占用的空间，进而限制了机器人的使用范围的问题，进而提供一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：
它包括安装座、俯仰杆件、俯仰轴、主传动轮、从传动轮、俯仰平衡盘、俯仰电机、俯仰平衡用套、俯仰平衡弹簧挂钩、弹性元件和两个轴承，俯仰轴通过两个轴承转动连接安装在安装座上，俯仰杆件与俯仰轴的一端固定连接，从传动轮固定套装在俯仰轴上，且从传动轮位于两个轴承之间，俯仰平衡盘固定套装在俯仰轴的另一端上，俯仰平衡用套安装在俯仰平衡盘靠近从传动轮的一端上，俯仰平衡弹簧挂钩的一端转动连接安装在俯仰平衡盘的另一端面上，俯仰平衡弹簧挂钩的另一端通过弹性元件安装在安装座上，俯仰电机的壳体固定安装在安装座上，主传动轮固定套装在俯仰电机转轴的输出端上，主传动轮与从传动轮传动连接。
本发明的有益效果：
弹簧助力机构是以安装座1-1为基体竖直安装设置，俯仰电机1-8紧固安装在安装座1-1上，俯仰电机1-8带动主传动轮1-5转动，并通过主传动轮1-5带动从传动轮1-6转动，从而带动安装在安装座1-1的两个同轴轴承1-4支撑起的俯仰轴1-3和俯仰杆件1-2旋转运动，同时同步带动安装在俯仰轴1-3的俯仰平衡盘1-7旋转，利用安装在姿态俯仰平衡盘1-7的相应偏心位置的俯仰平衡用套1-9安装的俯仰平衡弹簧挂钩1-10，俯仰平衡弹簧挂钩1-10一端挂在姿态俯仰平衡用套1-9内孔位，另一端挂在弹性元件1-11上，而弹性元件1-11另一端固定在安装座1-1上，俯仰平衡盘1-7旋转时弹性元件1-11拉伸所带来的拉力受力点在俯仰电机1-8旋转同侧，辅助俯仰电机1-8转矩输出方向，平衡俯仰杆件1-2所引起的负载力矩。俯仰杆件1-2俯仰时需克服的负载力矩，由俯仰电机1-8和弹性元件1-11助力共同分担，从而实现降低该电机输出力矩，进而减小电机的尺寸重量、进一步减小下一个关节重力矩，实现串联机器人的关节优化，进而达到本发明的目的。
附图说明
图1是本申请的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构，它包括安装座1-1、俯仰杆件1-2、俯仰轴1-3、主传动轮1-5、从传动轮1-6、俯仰平衡盘1-7、俯仰电机1-8、俯仰平衡用套1-9、俯仰平衡弹簧挂钩1-10、弹性元件1-11和两个轴承1-4，俯仰轴1-3通过两个轴承1-4转动连接安装在安装座1-1上，俯仰杆件1-2与俯仰轴1-3的一端固定连接，从传动轮1-6固定套装在俯仰轴1-3上，且从传动轮1-6位于两个轴承1-4之间，俯仰平衡盘1-7固定套装在俯仰轴1-3的另一端上，俯仰平衡用套1-9安装在俯仰平衡盘1-7靠近从传动轮1-6的一端上，俯仰平衡弹簧挂钩1-10的一端转动连接安装在俯仰平衡盘1-7的另一端面上，俯仰平衡弹簧挂钩1-10的另一端通过弹性元件1-11安装在安装座1-1上，俯仰电机1-8的壳体固定安装在安装座1-1上，主传动轮1-5固定套装在俯仰电机1-8转轴的输出端上，主传动轮1-5与从传动轮1-6传动连接。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构，主传动轮1-5为主动传动齿轮，从传动轮1-6为从动传动齿轮，主传动轮1-5和从传动轮1-6齿啮合，其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构，俯仰平衡弹簧挂钩1-10为L形杆，弹性元件1-11套装在L形杆的短杆端上，L形杆长杆端加工有转动连接端，L形杆的转动连接端与俯仰平衡盘1-7转动连接，其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构，L形杆的转动连接端距离安装座1-1与弹性元件1-11连接处距离最大时弹性元件1-11的长度大于自由状态时弹性元件1-11的长度。其它方法与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构，俯仰平衡盘1-7的偏心位置设有内孔，L形杆的转动连接端设置在俯仰平衡盘1-7的偏心内孔内。其它方法与具体实施方式三相同。

Claims (3)

1.一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构，它包括安装座(1-1)、俯仰轴(1-3)、主传动轮(1-5)、从传动轮(1-6)和弹性元件(1-11)，其特征在于：它还包括俯仰杆件(1-2)、俯仰平衡盘(1-7)、俯仰电机(1-8)、俯仰平衡用套(1-9)、俯仰平衡弹簧挂钩(1-10)和两个轴承(1-4)，俯仰轴(1-3)通过两个轴承(1-4)转动连接安装在安装座(1-1)上，俯仰杆件(1-2)与俯仰轴(1-3)的一端固定连接，从传动轮(1-6)固定套装在俯仰轴(1-3)上，且从传动轮(1-6)位于两个轴承(1-4)之间，俯仰平衡盘(1-7)固定套装在俯仰轴(1-3)的另一端上，俯仰平衡用套(1-9)安装在俯仰平衡盘(1-7)靠近从传动轮(1-6)的一端上，俯仰平衡弹簧挂钩(1-10)的一端转动连接安装在俯仰平衡盘(1-7)的另一端面上，俯仰平衡弹簧挂钩(1-10)的另一端通过弹性元件(1-11)安装在安装座(1-1)上，俯仰电机(1-8)的壳体固定安装在安装座(1-1)上，主传动轮(1-5)固定套装在俯仰电机(1-8)转轴的输出端上，主传动轮(1-5)与从传动轮(1-6)传动连接，俯仰平衡弹簧挂钩(1-10)为L形杆，弹性元件(1-11)套装在L形杆的短杆端上，L形杆长杆端加工有转动连接端，L形杆的转动连接端与俯仰平衡盘(1-7)转动连接，L形杆的转动连接端距离安装座(1-1)与弹性元件(1-11)连接处距离最大时弹性元件(1-11)的长度大于自由状态时弹性元件(1-11)的长度。
2.根据权利要求1所述一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构，其特征在于：主传动轮(1-5)为主动传动齿轮，从传动轮(1-6)为从动传动齿轮，主传动轮(1-5)和从传动轮(1-6)齿啮合。
3.根据权利要求1所述一种补偿杆件力矩的弹簧助力机构，其特征在于：俯仰平衡盘(1-7)的偏心位置设有内孔，L形杆的转动连接端设置在俯仰平衡盘(1-7)的偏心内孔内。
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