CN116079784B - 一种关节转动装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种关节转动装置及机器人，涉及机器人技术领域，解决了现有技术中存在的机器人单纯依靠电机驱动，动力不足的技术问题。该关节转动装置包括联动关节部和扩力驱动机构，联动关节部包含转动连接的第一子关节和第二子关节，在第一子关节上设置有缠绕部；扩力驱动机构包括第一驱动绳、两组动滑轮组件、两组定滑轮组件、传动带、第一传动轮及驱动组件，驱动组件与第一传动轮传动连接，两组动滑轮组件滑动设置在第二子关节上；第一驱动绳缠绕在动滑轮组件、第一传动轮及定滑轮组件之间，传动带穿过缠绕部连接在两组动滑轮组件上。本发明用于提供一种提高关节输出动力的关节转动装置及机器人。

Description

一种关节转动装置及机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种关节转动装置及机器人。

背景技术

机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器,具有感知、决策、执行等基本特征,可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作,提高工作效率与质量,服务人类生活,扩大或延伸人的活动及能力范围。

随着科技发展，机器人需要满足的生产动作复杂化，此时机器人具有多个关节协同作业，进而完成复杂的工作动作，但是对于机器人来说，通过电机作为驱动件完成复杂动作时，由于电机的尺寸规格较小，提供的动力不足。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有的机器人单纯依靠电机驱动，动力不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种关节转动装置及机器人，以解决现有技术中存在的机器人单纯依靠电机驱动，动力不足的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的关节转动装置，包括联动关节部和扩力驱动机构，其中：

所述联动关节部包含第一子关节和第二子关节，所述第一子关节和所述第二子关节转动连接，在所述第一子关节上设置有缠绕部，所述缠绕部位于所述第一子关节与所述第二子关节的转动轴上方，在所述第二子关节内设置有第一挂钩和第二挂钩；

所述扩力驱动机构包括第一驱动绳、两组动滑轮组件、两组定滑轮组件、传动带、第一传动轮及驱动组件，所述驱动组件与所述第一传动轮传动连接，两组所述定滑轮组件以所述第一子关节与所述第二子关节的转动轴为中心对称设置在所述第二子关节的两侧，两组所述动滑轮组件对应设置在两组所述定滑轮组件上方，且两组所述动滑轮组件滑动设置在所述第二子关节上；

所述第一驱动绳缠绕在所述动滑轮组件、所述第一传动轮及所述定滑轮组件之间，所述第一驱动绳的两端分别固定连接在所述第一挂钩和所述第二挂钩上；

所述传动带穿过所述缠绕部连接在两组所述动滑轮组件上，所述驱动组件驱动所述第一驱动绳移动能使两组所述动滑轮组件分别在所述第二子关节的两侧上升和下降移动，以驱动所述传动带带动所述第二子关节在所述第一子关节上转动。

作为本发明的进一步改进，所述扩力驱动机构还包括第二驱动绳、第二定滑轮、第三定滑轮、第二传动轮及离合机构，所述第二驱动绳依次绕过所述第二定滑轮、第二传动轮及所述第三定滑轮，所述第二驱动绳的两端分别连接在两组所述动滑轮组件上；

所述离合机构包括离合驱动组件、离合拨块及离合齿轮，所述离合驱动组件与所述离合齿轮传动连接，所述离合齿轮的第一端能够与所述第一传动轮传动连接，所述离合齿轮的第二端能够与所述第二传动轮传动连接，所述离合驱动组件与所述离合拨块连接，所述离合拨块与所述离合齿轮的中部连接，所述离合驱动组件驱动所述离合拨块移动，以带动所述离合齿轮分别与所述第一传动轮及所述第二传动轮传动连接。

作为本发明的进一步改进，所述离合驱动组件包括第一离合电机和第一丝杠，所述离合拨块连接在所述第一丝杠上，所述第一离合电机驱动所述第一丝杠转动，带动所述离合拨块往复移动。

作为本发明的进一步改进，所述动滑轮组件包括动滑轮组及动滑轮支架，所述动滑轮组固定在所述动滑轮支架上，所述动滑轮支架滑动设置在所述第二子关节上；

所述定滑轮组件包括定滑轮组及定滑轮支架，所述定滑轮组固定在所述定滑轮支架上，所述定滑轮支架固定在所述第二子关节上。

作为本发明的进一步改进，所述动滑轮组包括四个动滑轮，所述定滑轮组包括三个第一定滑轮。

一种机器人，包括如上所述的关节转动装置。

作为本发明的进一步改进，还包括借力驱动装置，所述借力驱动装置包括借力关节部和借力驱动机构，其中：

所述借力关节部包括第三子关节、传动轮、从动轮、主轴、锁定部和第四子关节，所述传动轮和所述从动轮固定在所述第三子关节上，所述主轴转动连接在所述传动轮与所述从动轮之间，所述第四子关节转动连接在所述主轴上，以使所述第三子关节和所述第四子关节转动连接，所述锁定部套设在所述主轴上，用以限制所述主轴转动；

所述借力驱动机构包括借力驱动部、同步带、同步带轮、离合轮、绕绳轮及借力离合组件，所述绕绳轮、所述离合轮均设置在所述主轴上，所述同步带轮套设在所述离合轮上，且所述同步带轮与所述离合轮传动连接；

所述借力离合组件与所述离合轮连接，用以驱动所述离合轮在所述绕绳轮与所述传动轮之间往复移动，以使所述离合轮与所述绕绳轮传动连接或所述离合轮与所述传动轮传动连接；

所述借力驱动部设置在所述第四子关节上，所述借力驱动部通过所述同步带与所述同步带轮传动连接，所述借力驱动部驱动所述同步带转动，带动所述同步带轮转动，所述同步带轮带动所述离合轮转动，以驱动所述绕绳轮转动或者驱动所述第三子关节与第四子关节相互转动。

作为本发明的进一步改进，在所述离合轮外壁上设置有齿轮牙，在所述绕绳轮、所述传动轮及所述同步带轮内的中部均设置有齿轮槽，所述齿轮牙与所述齿轮槽相配合，所述离合轮通过所述齿轮牙和所述齿轮槽分别与所述绕绳轮、所述同步带轮或所述传动轮传动连接。

作为本发明的进一步改进，所述借力离合组件包括第二离合电机、第二丝杠及借力拨块，所述借力拨块与所述离合轮连接，所述借力拨块设置在第二丝杠上，所述第二离合电机驱动所述第二丝杠转动，以带动所述借力拨块在所述第二丝杠上往复移动，以驱动所述离合轮在所述绕绳轮与所述传动轮之间往复移动。

作为本发明的进一步改进，还包括角度感应机构和限位机构，所述角度感应机构包括角度传感器，所述角度传感器套设在所述主轴上并通过挡板固定在所述第四子关节上；

所述限位机构包括限位块，所述限位块设置在所述第四子关节上，所述限位块为三角形结构，所述第三子关节上设置有三角形结构的转动块，所述第三子关节与所述第四子关节相对转动时，所述转动块在所述限位块的转动路径上。

作为本发明的进一步改进，还包括倍力驱动装置，所述倍力驱动装置包括第五子关节和第六子关节，在所述第五子关节上转动设置有倍力转轴，所述第六子关节转动连接在所述倍力转轴上，以使所述第五子关节与所述第六子关节转动连接；

在所述第五子关节上设置有第一倍力驱动电机、第一舵盘、传动绳及第一齿轮，所述第一齿轮固定在所述倍力转轴上，所述传动绳连接在所述第一舵盘与所述倍力转轴之间，所述第一倍力驱动电机驱动所述第一舵盘转动带动所述倍力转轴转动；

在所述第六子关节上设置有第二倍力驱动电机、第二舵盘及第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述第二舵盘上，且所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述第二倍力驱动电机驱动所述第二舵盘转动带动所述第二齿轮转动。

本发明的有益效果是：本发明提供的关节转动装置及机器人，包括联动关节部和扩力驱动机构，扩力驱动机构包括第一驱动绳、两组动滑轮组件、两组定滑轮组件、传动带、第一传动轮及驱动组件，第一驱动绳缠绕在两组动滑轮组件、第一传动轮及两组定滑轮之间，通过驱动组件驱动第一传动轮转动，能够实现第一子关节与第二子关节的相对转动，由于第一驱动绳在动滑轮组件、第一传动轮和定滑轮组件之间绕绳，利用滑轮组原理，有效的实现了驱动组件输出扭力的扩大，根据第一驱动绳缠绕方式的不同，从而满足驱动组件扭力不同倍数的扩大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明关节转动装置的结构示意图；

图2是本发明关节转动装置的正视图；

图3是本发明关节转动装置的后视图；

图4是本发明关节转动装置的部分结构示意图（一）；

图5是本发明关节转动装置的离合机构的示意图；

图6是本发明关节转动装置的部分结构示意图（二）；

图7是本发明关节转动装置的动滑轮组件和定滑轮组件的结构示意图；

图8是本发明借力驱动装置的立体图；

图9是本发明借力驱动装置的部分结构示意图；

图10是本发明借力驱动装置的剖视图；

图11是本发明借力驱动装置的状态图（一）；

图12是本发明借力驱动装置的状态图（二）；

图13是本发明借力驱动装置的状态图（三）；

图14是本发明倍力驱动装置的结构示意图；

图15是本发明倍力驱动装置的剖视图；

图16是本发明机器人的结构示意图。

图中100、联动关节部；200、扩力驱动机构；300、借力关节部；400、借力驱动机构；500、倍力驱动装置；110、第一子关节；111、缠绕部；120、第二子关节；121、第一挂钩；122、第二挂钩；210、第一驱动绳；220、动滑轮组件；221、动滑轮支架；222、动滑轮；230、定滑轮组件；231、定滑轮支架；232、第一定滑轮；240、传动带；250、第一传动轮；260、驱动组件；270、第二驱动绳；271、第二定滑轮；272、第三定滑轮；273、第二传动轮；280、离合机构；281、离合驱动组件；282、离合拨块；283、离合齿轮；284、第一离合电机；285、第一丝杠；310、第三子关节；311、转动块；320、第三传动轮；330、从动轮；340、主轴；350、锁定部；360、第四子关节；410、借力驱动部；420、同步带；430、同步带轮；440、离合轮；450、绕绳轮；460、借力离合组件；461、第二离合电机；462、第二丝杠；463、借力拨块；470、角度传感器；480、限位块；510、第五子关节；520、第六子关节；511、倍力转轴；512、第一倍力驱动电机；513、第一舵盘；514、传动绳；515、第一齿轮；521、第二倍力驱动电机；522、第二舵盘；523、第二齿轮。

具体实施方式

下面可以参照附图图1～图16以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案 )做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上；术语″上″、″下″、″左″、″右″、″内″、″外″、 ″前端″、″后端″、″头部″、″尾部″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语″第一″、″第二″、″第三″等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种提高关节输出动力的关节转动装置及机器人。

下面结合图1～图16对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

本发明提供了一种关节转动装置，包括联动关节部和扩力驱动机构，其中：

所述联动关节部包含第一子关节和第二子关节，所述第一子关节和所述第二子关节转动连接，在所述第一子关节上设置有缠绕部，所述缠绕部位于所述第一子关节与所述第二子关节的转动轴上方，在所述第二子关节内设置有第一挂钩和第二挂钩；

所述扩力驱动机构包括第一驱动绳、两组动滑轮组件、两组定滑轮组件、传动带、第一传动轮及驱动组件，所述驱动组件与所述第一传动轮传动连接，两组所述定滑轮组件以所述第一子关节与所述第二子关节的转动轴为中心对称设置在所述第二子关节的两侧，两组所述动滑轮组件对应设置在两组所述定滑轮组件上方，且两组所述动滑轮组件滑动设置在所述第二子关节上；

所述第一驱动绳缠绕在所述动滑轮组件、所述第一传动轮及所述定滑轮组件之间，所述第一驱动绳的两端分别固定连接在所述第一挂钩和所述第二挂钩上；

所述传动带穿过所述缠绕部连接在两组所述动滑轮组件上，所述驱动组件驱动所述第一驱动绳移动能使两组所述动滑轮组件分别在所述第二子关节的两侧上升和下降移动，以驱动所述传动带带动所述第二子关节在所述第一子关节上转动。

本发明提供的关节转动装置及机器人，包括联动关节部和扩力驱动机构，扩力驱动机构包括第一驱动绳、两组动滑轮组件、两组定滑轮组件、传动带、第一传动轮及驱动组件，第一驱动绳缠绕在两组动滑轮组件、第一传动轮及两组定滑轮之间，通过驱动组件驱动第一传动轮转动，能够实现第一子关节与第二子关节的相对转动，由于第一驱动绳在动滑轮组件、第一传动轮和定滑轮组件之间绕绳，利用滑轮组原理，有效的实现了驱动组件输出扭力的扩大，根据所需动力，确定第一驱动绳缠绕方式，从而满足驱动组件扭力不同倍数的扩大。

作为本发明的进一步改进，所述扩力驱动机构还包括第二驱动绳、第二定滑轮、第三定滑轮、第二传动轮及离合机构，所述第二驱动绳依次绕过所述第二定滑轮、第二传动轮及所述第三定滑轮，所述第二驱动绳的两端分别连接在两组所述动滑轮组件上；

所述离合机构包括离合驱动组件、离合拨块及离合齿轮，所述离合驱动组件与所述离合齿轮传动连接，所述离合齿轮的第一端能够与所述第一传动轮传动连接，所述离合齿轮的第二端能够与所述第二传动轮传动连接，所述离合驱动组件与所述离合拨块连接，所述离合拨块与所述离合齿轮的中部连接，所述离合驱动组件驱动所述离合拨块移动，以带动所述离合齿轮分别与所述第一传动轮及所述第二传动轮传动连接。

在该进一步改进中，还包括第二驱动绳、第二定滑轮、第三定滑轮、第二传动轮及离合机构，第二驱动绳缠绕在第二定滑轮、第三定滑轮、第二传动轮上，第二驱动绳的两端连接在两组动滑轮组上，离合机构实现驱动组件在第一传动轮和第二传动轮之间的切换，从而实现驱动组件扭力两种倍力的切换，提高使用范围。

作为本发明的进一步改进，所述离合驱动组件包括第一离合电机和第一丝杠，所述离合拨块连接在所述第一丝杠上，所述第一离合电机驱动所述第一丝杠转动，带动所述离合拨块往复移动。

作为本发明的进一步改进，所述动滑轮组件包括动滑轮组及动滑轮支架，所述动滑轮组固定在所述动滑轮支架上，所述动滑轮支架滑动设置在所述第二子关节上；

所述定滑轮组件包括定滑轮组及定滑轮支架，所述定滑轮组固定在所述定滑轮支架上，所述定滑轮支架固定在所述第二子关节上。

作为本发明的进一步改进，所述动滑轮组包括四个动滑轮，所述定滑轮组包括三个第一定滑轮。

一种机器人，包括如上所述的关节转动装置。

作为本发明的进一步改进，还包括借力驱动装置，所述借力驱动装置包括借力关节部和借力驱动机构，其中：

所述借力关节部包括第三子关节、第三传动轮、从动轮、主轴、锁定部和第四子关节，所述第三传动轮和所述从动轮固定在所述第三子关节上，所述主轴转动连接在所述第三传动轮与所述从动轮之间，所述第四子关节转动连接在所述主轴上，以使所述第三子关节和所述第四子关节转动连接，所述锁定部套设在所述主轴上，用以限制所述主轴转动；

所述借力驱动机构包括借力驱动部、同步带、同步带轮、离合轮、绕绳轮及借力离合组件，所述绕绳轮、所述离合轮均设置在所述主轴上，所述同步带轮套设在所述离合轮上，且所述同步带轮与所述离合轮传动连接；

所述借力离合组件与所述离合轮连接，用以驱动所述离合轮在所述绕绳轮与所述传动轮之间往复移动，以使所述离合轮与所述绕绳轮传动连接或所述离合轮与所述第三传动轮传动连接；

所述借力驱动部设置在所述第四子关节上，所述借力驱动部通过所述同步带与所述同步带轮传动连接，所述借力驱动部驱动所述同步带转动，带动所述同步带轮转动，所述同步带轮带动所述离合轮转动，以驱动所述绕绳轮转动或者驱动所述第三子关节与第四子关节相互转动。

在该进一步改进中，包括借力驱动装置，所述借力驱动装置包括借力关节部和借力驱动机构，借力关节部包括转动连接的第三关节部和第四关节部，借力驱动机构包括借力驱动部、同步带、同步带轮、离合轮、绕绳轮、锁定部及借力离合组件，借力驱动部能够通过借力离合组件实现第三子关节与第四子关节的转动及驱动绕绳轮转动以将借力驱动部动力向外输送。

当借力离合组件驱动所述离合轮移动至所述离合轮与所述第三传动轮传动连接时，借力驱动部的动力经同步带、同步带轮、第三传动轮实现第三子关节与第四子关节的转动；

当借力离合组件驱动所述离合轮移动至所述离合轮与所述绕绳轮传动连接时，借力驱动部的动力经同步带、同步带轮、绕绳轮输送至外部转轴，绕绳轮与外部转轴通过第三驱动绳传动连接，绕绳轮转动能够带动外部转轴转动，从而实现动力输出。

作为本发明的进一步改进，在所述离合轮外壁上设置有齿轮牙，在所述绕绳轮、所述第三传动轮及所述同步带轮内的中部均设置有齿轮槽，所述齿轮牙与所述齿轮槽相配合，所述离合轮通过所述齿轮牙和所述齿轮槽分别与所述绕绳轮、所述同步带轮或所述传动轮传动连接。

在该进一步改进中，离合轮外壁上设置有齿轮牙，绕绳轮、第三传动轮及同步带轮中部均设置有齿轮槽，齿轮牙与齿轮槽配合实现离合轮在绕绳轮及第三传动轮之间传动切换。

作为本发明的进一步改进，所述借力离合组件包括第二离合电机、第二丝杠及借力拨块，所述借力拨块与所述离合轮连接，所述借力拨块设置在第二丝杠上，所述第二离合电机驱动所述第二丝杠转动，以带动所述借力拨块在所述第二丝杠上往复移动，以驱动所述离合轮在所述绕绳轮与所述传动轮之间往复移动。

在该进一步改进中，所述借力离合组件包括第二离合电机、第二丝杠及借力拨块，通过第二丝杠实现借力拨块的往复移动，驱动离合轮的往复移动，从而实现离合轮在第三传动轮及绕绳轮间的切换。

作为本发明的进一步改进，还包括角度感应机构和限位机构，所述角度感应机构包括角度传感器，所述角度传感器套设在所述主轴上并通过挡板固定在所述第四子关节上；

所述限位机构包括限位块，所述限位块设置在所述第四子关节上，所述限位块为三角形结构，所述第三子关节上设置有三角形结构的转动块，所述第三子关节与所述第四子关节相对转动时，所述转动块在所述限位块的转动路径上。

在该进一步改进中，通过设置角度传感器，实现绕绳轮、离合轮、第三传动轮间位置的精确定位，实现离合轮在绕绳轮与第三传动轮之间往复移动；

通过限位块与转动块的配合，实现第三子关节与第四子关节转动极限位的定位。

作为本发明的进一步改进，还包括倍力驱动装置，所述倍力驱动装置包括倍力关节部和倍力驱动部，所述倍力关节部包括第五子关节和第六子关节，在所述第五子关节上转动设置有倍力转轴，所述第六子关节转动连接在所述倍力转轴上，以使所述第五子关节与所述第六子关节转动连接；

在所述第五子关节上设置有第一倍力驱动电机、第一舵盘、传动绳及第一齿轮，所述第一齿轮固定在所述倍力转轴上，所述传动绳连接在所述第一舵盘与所述倍力转轴之间，所述第一倍力驱动电机驱动所述第一舵盘转动带动所述倍力转轴转动；

在所述第六子关节上设置有第二倍力驱动电机、第二舵盘及第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述第二舵盘上，且所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述第二倍力驱动电机驱动所述第二舵盘转动带动所述第二齿轮转动。

在该进一步改进中，第一倍力驱动电机通过传动绳将力传递至倍力转轴，使倍力转轴转动，由于倍力转轴转动设置在所述第五子关节上，而第六子关节与倍力转轴转动连接，从而使得第六子关节绕着倍力转轴转动；第二倍力驱动电机与第二齿轮传动连接，第二齿轮与第一齿轮啮合，使得第二倍力驱动电机将力传递至第一齿轮，由于第一齿轮固定在倍力转轴上，从而第二倍力驱动电机的力也会驱动第六子关节在倍力转轴上转动，通过第一倍力驱动电机和第二倍力驱动电机的同时驱动，实现了两倍力传动。

实施例1:

本发明提供的关节转动装置，如图1-7所示，包括联动关节部100和扩力驱动机构200，其中：

所述联动关节部100包含第一子关节110和第二子关节120，所述第一子关节110和所述第二子关节120转动连接，在所述第一子关节110上设置有缠绕部111，所述缠绕部111位于所述第一子关节110与所述第二子关节120的转动轴上方，在所述第二子关节120内设置有第一挂钩121和第二挂钩122；

所述扩力驱动机构200包括第一驱动绳210、两组动滑轮组件220、两组定滑轮组件230、传动带240、第一传动轮250及驱动组件260，所述驱动组件260与所述第一传动轮250传动连接，两组所述定滑轮组件230以所述第一子关节110与所述第二子关节120的转动轴为中心对称设置在所述第二子关节120的两侧，两组所述动滑轮组件220对应设置在两组所述定滑轮组件230上方，且两组所述动滑轮组件220滑动设置在所述第二子关节120上；

所述第一驱动绳210缠绕在所述动滑轮组件220、所述第一传动轮250及所述定滑轮组件230之间，所述第一驱动绳210的两端分别固定连接在所述第一挂钩121和所述第二挂钩122上；

所述传动带240穿过所述缠绕部111连接在两组所述动滑轮组件220上，所述驱动组件260驱动所述第一驱动绳210移动能使两组所述动滑轮组件220分别在所述第二子关节120的两侧上升和下降移动，以驱动所述传动带240带动所述第二子关节120在所述第一子关节110上转动。

所述扩力驱动机构200还包括第二驱动绳270、第二定滑轮271、第三定滑轮272、第二传动轮273及离合机构280，所述第二驱动绳270依次绕过所述第二定滑轮271、第二传动轮273及所述第三定滑轮272，所述第二驱动绳270的两端分别连接在两组所述动滑轮组件220上；

所述离合机构280包括离合驱动组件281、离合拨块282及离合齿轮283，所述离合驱动组件281与所述离合齿轮283传动连接，所述离合齿轮283的第一端能够与所述第一传动轮250传动连接，所述离合齿轮283的第二端能够与所述第二传动轮273传动连接，所述离合驱动组件281与所述离合拨块282连接，所述离合拨块282与所述离合齿轮283的中部连接，所述离合驱动组件281驱动所述离合拨块282移动，以带动所述离合齿轮283分别与所述第一传动轮250及所述第二传动轮273传动连接。

具体地，所述离合驱动组件281包括第一离合电机284和第一丝杠285，所述离合拨块282连接在所述第一丝杠285上，所述第一离合电机284驱动所述第一丝杠285转动，带动所述离合拨块282往复移动。

更具体地，所述动滑轮组件220包括动滑轮组及动滑轮支架221，所述动滑轮组包括四个动滑轮222，所述动滑轮组固定在所述动滑轮支架221上，所述动滑轮支架221滑动设置在所述第二子关节120上；

所述定滑轮组件230包括定滑轮组及定滑轮支架231，所述定滑轮组包括三个第一定滑轮232，所述定滑轮组固定在所述定滑轮支架231上，所述定滑轮支架231固定在所述第二子关节120上。

本发明提供的机器人，包括左肩、左大臂、左小臂、右肩、右大臂、右小臂、左大腿、左小腿、右大腿、右小腿、身体主干及如上所述的关节转动装置，所述关节转动装置可以选择性设置在所述左肩与所述左大臂、所述左大臂与所述左小臂、右肩与所述右大臂、所述右大臂与所述右小臂、所述左大腿与所述左小腿、所述右大腿与所述右小腿之间。

实施例2:

本发明提供的机器人，还包括借力驱动装置，所述借力驱动装置可以设置在身体主干处。

可以理解的是，借力驱动装置也可以选择性的设置在所述左肩与所述左大臂、所述左大臂与所述左小臂、右肩与所述右大臂、所述右大臂与所述右小臂、所述左大腿与所述左小腿、所述右大腿与所述右小腿之间。

本发明提供的借力驱动装置，如图8-13所示，所述借力驱动装置包括借力关节部300和借力驱动机构400，其中：

所述借力关节部300包括第三子关节310、第三传动轮320、从动轮330、主轴340、锁定部350和第四子关节360，所述第三传动轮320和所述从动轮330固定在所述第三子关节310上，所述主轴340转动连接在所述第三传动轮320与所述从动轮330之间，所述第四子关节360转动连接在所述主轴340上，以使所述第三子关节310和所述第四子关节360转动连接，所述锁定部350套设在所述主轴340上，用以限制所述主轴340转动；

所述借力驱动机构400包括借力驱动部410、同步带420、同步带轮430、离合轮440、绕绳轮450及借力离合组件460，所述绕绳轮450、所述离合轮440均设置在所述主轴340上，所述同步带轮430套设在所述离合轮440上，且所述同步带轮430与所述离合轮440传动连接；

在所述离合轮440外壁上设置有齿轮牙，在所述绕绳轮450、所述第三传动轮320及所述同步带轮430内的中部均设置有齿轮槽，所述齿轮牙与所述齿轮槽相配合，所述离合轮440通过所述齿轮牙和所述齿轮槽分别与所述绕绳轮450、所述同步带轮430或所述第三传动轮320传动连接。

所述借力离合组件460与所述离合轮440连接，用以驱动所述离合轮440在所述绕绳轮450与所述第三传动轮320之间往复移动，以使所述离合轮440与所述绕绳轮450传动连接或所述离合轮440与所述第三传动轮320传动连接；

所述借力驱动部410设置在所述第四子关节360上，所述借力驱动部410通过所述同步带420与所述同步带轮430传动连接，所述借力驱动部410驱动所述同步带420转动，带动所述同步带轮430转动，所述同步带轮430带动所述离合轮440转动，以驱动所述绕绳轮450转动或者驱动所述第三子关节310与第四子关节360相互转动。

所述借力离合组件460包括第二离合电机461、第二丝杠462及借力拨块463，所述借力拨块463设置在第二丝杠462上，所述第二离合电机461驱动所述第二丝杠462转动，以带动所述借力拨块463在所述第二丝杠462上往复移动。

进一步地，借力驱动装置还包括角度感应机构和限位机构，所述角度感应机构包括角度传感器470，所述角度传感器470套设在所述主轴340上并通过挡板固定在所述第四子关节360上；

所述限位机构包括限位块480，所述限位块480设置在所述第四子关节360上，所述限位块480为三角形结构，所述第三子关节310上设置有三角形结构的转动块311，所述第三子关节310与所述第四子关节360相对转动时，所述转动块311在所述限位块480的转动路径上。

当借力离合组件460驱动所述离合轮440移动至所述离合轮440与所述第三传动轮320传动连接时，借力驱动部410的动力经同步带420、同步带轮430、第三传动轮320实现第三子关节310与第四子关节360的转动；此时，锁定部350处于打开状态，实现第三子关节和第四子关节相对转动。

当借力离合组件460驱动所述离合轮440移动至所述离合轮440与所述绕绳轮450传动连接时，借力驱动部410的动力经同步带420、同步带轮430、绕绳轮450输送至外部转轴，绕绳轮450与外部转轴通过第三驱动绳传动连接，绕绳轮450转动能够带动外部转轴转动，从而实现动力输出。此时，锁定部350处于锁死状态，第三传动轮、主轴、第三子关节和第四子关节不发生转动。

当借力离合组件460驱动所述离合轮440移动至第三传动轮320与绕绳轮450之间，即离合轮440既不与第三传动轮320啮合，也不与绕绳轮450啮合，借力驱动部410不提供动力，锁定部350处于锁死状态，保证第三子关节和第四子关节不发生偏移。

实施例3:

本发明提供的机器人，还包括倍力驱动装置500，可以理解的是，倍力驱动装置也可以选择性的设置在所述左肩与所述左大臂、所述左大臂与所述左小臂、右肩与所述右大臂、所述右大臂与所述右小臂、所述左大腿与所述左小腿、所述右大腿与所述右小腿之间。

如图16所示，倍力驱动装置500设置在所述左大臂与所述左小臂之间、所述右大臂与所述右小臂之间，所述借力驱动装置设置在身体主干处、身体主干与左大腿以及身体主干与右大腿之间，关节转动装置设置在所述左大腿与所述左小腿、所述右大腿与所述右小腿之间。

如图14-15所示，所述倍力驱动装置500包括第五子关节510和第六子关节520，在所述第五子关节510上转动设置有倍力转轴511，所述第六子关节520转动连接在所述倍力转轴511上，以使所述第五子关节510与所述第六子关节520转动连接；

在所述第五子关节510上设置有第一倍力驱动电机512、第一舵盘513、传动绳514及第一齿轮515，所述第一齿轮515固定在所述倍力转轴511上，所述传动绳514连接在所述第一舵盘513与所述倍力转轴511之间，所述第一倍力驱动电机512驱动所述第一舵盘513转动带动所述倍力转轴511转动；

在所述第六子关节520上设置有第二倍力驱动电机521、第二舵盘522及第二齿轮523，所述第二齿轮523设置在所述第二舵盘522上，且所述第二齿轮523与所述第一齿轮515相啮合，所述第二倍力驱动电机521驱动所述第二舵盘522转动带动所述第二齿轮523转动。

在该进一步改进中，第一倍力驱动电机512通过传动绳514将力传递至倍力转轴511，使倍力转轴511转动，由于倍力转轴511转动设置在所述第五子关节510上，而第六子关节520与倍力转轴511转动连接，从而使得第六子关节520绕着倍力转轴511转动；第二倍力驱动电机521与第二齿轮523传动连接，第二齿轮523与第一齿轮515啮合，使得第二倍力驱动电机521将力传递至第一齿轮515，由于第一齿轮515固定在倍力转轴511上，从而第二倍力驱动电机521的力也会驱动第六子关节520在倍力转轴511上转动，通过第一倍力驱动电机512和第二倍力驱动电机521的同时驱动，实现了两倍力传动。

需要说明的是，第一倍力驱动电机512和第二倍力驱动电机521均能够单独工作，以实现关节转动。具体地，第一倍力驱动电机512单独工作时，第一倍力驱动电机512的动力经由传动绳514传递至倍力转轴511，倍力转轴511通过第一齿轮515带动第二齿轮523转动，以实现关节转动；第二倍力驱动电机521单独工作时，第二倍力驱动电机521的动力经由第二齿轮523传递至第一齿轮515，实现关节转动。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种关节转动装置，其特征在于，包括联动关节部和扩力驱动机构，其中：

所述联动关节部包含第一子关节和第二子关节，所述第一子关节和所述第二子关节转动连接，在所述第一子关节上设置有缠绕部，所述缠绕部位于所述第一子关节与所述第二子关节的转动轴上方，在所述第二子关节内设置有第一挂钩和第二挂钩；

所述扩力驱动机构包括第一驱动绳、两组动滑轮组件、两组定滑轮组件、传动带、第一传动轮及驱动组件，所述驱动组件与所述第一传动轮传动连接，两组所述定滑轮组件以所述第一子关节与所述第二子关节的转动轴为中心对称设置在所述第二子关节的两侧，两组所述动滑轮组件对应设置在两组所述定滑轮组件上方，且两组所述动滑轮组件滑动设置在所述第二子关节上；

所述第一驱动绳缠绕在所述动滑轮组件、所述第一传动轮及所述定滑轮组件之间，所述第一驱动绳的两端分别固定连接在所述第一挂钩和所述第二挂钩上；

所述传动带穿过所述缠绕部连接在两组所述动滑轮组件上，所述驱动组件驱动所述第一驱动绳移动能使两组所述动滑轮组件分别在所述第二子关节的两侧上升和下降移动，以驱动所述传动带带动所述第二子关节在所述第一子关节上转动；

所述扩力驱动机构还包括第二驱动绳、第二定滑轮、第三定滑轮、第二传动轮及离合机构，所述第二驱动绳依次绕过所述第二定滑轮、第二传动轮及所述第三定滑轮，所述第二驱动绳的两端分别连接在两组所述动滑轮组件上；

所述离合机构包括离合驱动组件、离合拨块及离合齿轮，所述离合驱动组件与所述离合齿轮传动连接，所述离合齿轮的第一端能够与所述第一传动轮传动连接，所述离合齿轮的第二端能够与所述第二传动轮传动连接，所述离合驱动组件与所述离合拨块连接，所述离合拨块与所述离合齿轮的中部连接，所述离合驱动组件驱动所述离合拨块移动，以带动所述离合齿轮分别与所述第一传动轮及所述第二传动轮传动连接；

所述离合驱动组件包括第一离合电机和第一丝杠，所述离合拨块连接在所述第一丝杠上，所述第一离合电机驱动所述第一丝杠转动，带动所述离合拨块往复移动；

所述动滑轮组件包括动滑轮组及动滑轮支架，所述动滑轮组固定在所述动滑轮支架上，所述动滑轮支架滑动设置在所述第二子关节上；

所述定滑轮组件包括定滑轮组及定滑轮支架，所述定滑轮组固定在所述定滑轮支架上，所述定滑轮支架固定在所述第二子关节上。

2.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1所述的关节转动装置，

还包括借力驱动装置，所述借力驱动装置包括借力关节部和借力驱动机构，其中：

所述借力关节部包括第三子关节、第三传动轮、从动轮、主轴、锁定部和第四子关节，所述第三传动轮和所述从动轮固定在所述第三子关节上，所述主轴转动连接在所述第三传动轮与所述从动轮之间，所述第四子关节转动连接在所述主轴上，以使所述第三子关节和所述第四子关节转动连接，所述锁定部套设在所述主轴上，用以限制所述主轴转动；

所述借力驱动机构包括借力驱动部、同步带、同步带轮、离合轮、绕绳轮及借力离合组件，所述绕绳轮、所述离合轮均设置在所述主轴上，所述同步带轮套设在所述离合轮上，且所述同步带轮与所述离合轮传动连接；

所述借力离合组件与所述离合轮连接，用以驱动所述离合轮在所述绕绳轮与所述第三传动轮之间往复移动，以使所述离合轮与所述绕绳轮传动连接或所述离合轮与所述第三传动轮传动连接；

所述借力驱动部设置在所述第四子关节上，所述借力驱动部通过所述同步带与所述同步带轮传动连接，所述借力驱动部驱动所述同步带转动，带动所述同步带轮转动，所述同步带轮带动所述离合轮转动，以驱动所述绕绳轮转动或者驱动所述第三子关节与第四子关节相互转动；

在所述离合轮外壁上设置有齿轮牙，在所述绕绳轮、所述传动轮及所述同步带轮内的中部均设置有齿轮槽，所述齿轮牙与所述齿轮槽相配合，所述离合轮通过所述齿轮牙和所述齿轮槽分别与所述绕绳轮、所述同步带轮或所述第三传动轮传动连接；

所述借力离合组件包括第二离合电机、第二丝杠及借力拨块，所述借力拨块与所述离合轮连接，所述借力拨块设置在第二丝杠上，所述第二离合电机驱动所述第二丝杠转动，以带动所述借力拨块在所述第二丝杠上往复移动，以驱动所述离合轮在所述绕绳轮与所述第三传动轮之间往复移动；

还包括角度感应机构和限位机构，所述角度感应机构包括角度传感器，所述角度传感器套设在所述主轴上并通过挡板固定在所述第四子关节上；

所述限位机构包括限位块，所述限位块设置在所述第四子关节上，所述限位块为三角形结构，所述第三子关节上设置有三角形结构的转动块，所述第三子关节与所述第四子关节相对转动时，所述转动块在所述限位块的转动路径上；

还包括倍力驱动装置，所述倍力驱动装置包括第五子关节和第六子关节，在所述第五子关节上转动设置有倍力转轴，所述第六子关节转动连接在所述倍力转轴上，以使所述第五子关节与所述第六子关节转动连接；

在所述第五子关节上设置有第一倍力驱动电机、第一舵盘、传动绳及第一齿轮，所述第一齿轮固定在所述倍力转轴上，所述传动绳连接在所述第一舵盘与所述倍力转轴之间，所述第一倍力驱动电机驱动所述第一舵盘转动带动所述倍力转轴转动；

在所述第六子关节上设置有第二倍力驱动电机、第二舵盘及第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述第二舵盘上，且所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合，所述第二倍力驱动电机驱动所述第二舵盘转动带动所述第二齿轮转动。

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