RU2016151181A - Безопасный моторизованный шарнир, предназначенный для оснащения человекоподобного робота - Google Patents

Claims (23)

1. Безопасный моторизованный шарнир, предназначенный для установки между первым и вторым элементами (7a, 7b) человекоподобного робота (10ʹ), отличающийся тем, что он содержит:

­ двигатель (21), содержащий неподвижную часть (25), предназначенную для соединения с первым элементом (7a), и подвижную часть (26), которая приводимую в движение относительно неподвижной части (25) и предназначенную для соединения со вторым элементом (7b);

­ тормозное устройство (22), выполненное с возможностью приложения усилия на подвижную часть (26) двигателя (21) посредством пружинного эффекта, для того, чтобы препятствовать движению подвижной части (26) относительно неподвижной части (25);

­ исполнительное устройство (23), выполненное с возможностью перемещения тормозного устройства (22), противодействуя пружинному эффекту, таким образом, чтобы освободить подвижную часть (26) двигателя (25) от усилия тормозного устройства (22) и позволить двигателю (21) приводить в движение подвижную часть (26) относительно неподвижной части (25),

отличающийся тем, что двигатель (21) представляет собой электрический роторный двигатель; причем неподвижная часть содержит основание (25), а подвижная часть содержит вал, приводимый во вращение относительно основания (25), и барабан (26), жестко соединенный с валом, при этом тормозное устройство (22) содержит башмак (50), выполненный с возможностью перемещения между безопасным положением, в котором башмак, находясь в контакте с барабаном (26), прикладывает усилие на барабан (26) для того, чтобы препятствовать путем трения вращению вала относительно основания (25), и рабочим положением, в котором башмак отделен от барабана (26), освобождая вал от усилия тормозного устройства (22),

отличающийся тем, что барабан (26) выполнен из металла и имеет по существу цилиндрическую форму, а башмак (50) выполнен из эластомера и имеет возможность вступать в контакт с барабаном (26) на радиальном участке барабана (26).

2. Шарнир по п.1, в котором тормозное устройство (22) выполнено с возможностью препятствования движению подвижной части (26) относительно неподвижной части (25) до усилия предварительно заданного порогового усилия; причем усилие, превышающее пороговое усилие, прилагаемое между подвижной частью (26) и неподвижной частью (25) двигателя (21), приводит в движение подвижную часть (26) относительно неподвижной части (25).

3. Шарнир по п.1, в котором тормозное устройство содержит:

­ неподвижный кронштейн (27), жестко соединенный с основанием (25);

­ подвижный рычаг (28), соединенный первой оконечностью с неподвижным кронштейном (27) посредством шарнирного соединения (29), с осью (Xʹ), по существу параллельной основной оси (X) вала; причем башмак закреплен на подвижном рычаге (28);

­ винтовую пружину (45), накрученную вокруг оси (Xʹ) шарнирного соединения и опирающуюся, с одной стороны, на неподвижный кронштейн (27), а с другой стороны, на подвижный рычаг (28) таким образом, чтобы прикладывать усилие, направленное на удаление друг от друга подвижного рычага (28) и закрепленного кронштейна (27).

4. Шарнир по любому из пп.1 или 2, в котором тормозное устройство содержит:

­ неподвижный кронштейн (27), жестко соединенный с основанием (25);

­ подвижный рычаг (28), соединенный первой оконечностью с неподвижным кронштейном (27) посредством шарнирного соединения (29), с осью (Xʹ), по существу параллельной основной оси (X) вала; причем башмак (50) закреплен на пластине (51), установленной на шаровой опоре на подвижном рычаге (28);

­ винтовую пружину (45), накрученную вокруг оси (Xʹ) шарнира и опирающуюся, с одной стороны, на неподвижный кронштейн (27), а с другой стороны, на подвижный рычаг (28) таким образом, чтобы прикладывать усилие, направленное на удаление друг от друга подвижного рычага (28) и неподвижного кронштейна (27).

5. Шарнир по п.3, в котором исполнительное устройство (23) представляет собой линейное исполнительное устройство, содержащее корпус, жестко соединенный с основанием (25), и подвижный стержень, совершающий поступательные движения в корпусе и соединенный со второй оконечностью подвижного рычага (28); причем линейное исполнительное устройство рассчитано таким образом, чтобы позволить поворотное перемещение подвижного рычага (28) относительно неподвижного кронштейна (27), противодействуя пружинному эффекту, путем поступательного перемещения стержня в корпусе.

6. Шарнир по п.5, в котором подвижный рычаг (28) имеет полукруглую форму между своей первой и второй оконечностями, образуя полукрышку, частично покрывающую барабан (26).

7. Шарнир по п.1, содержащий устройство с зубчатым зацеплением, приводимое в действие подвижной частью (26) двигателя (21) и предназначенное для соединения со вторым элементом (7b).

8. Шарнир по п.1, содержащий средства (40, 41) для обеспечения перемещения тормозного устройства (22) путем ручного вмешательства.

9. Шарнир по п. 1, содержащий измерительные средства (48), способные определять перемещение тормозного устройства (22).

10. Человекоподобный робот, содержащий моторизованный шарнир (12, 13) по любому из предшествующих пп.

11. Робот по п.10, содержащий элемент, похожий на бедро (7b), и элемент, похожий на туловище (2), поворотно соединенные посредством шарнира (13) по любому из пп.1-10.

12. Робот по п.10 или 11, содержащий элемент, похожий на ногу (7a), и конструктивный элемент, похожий на бедро (7b), поворотно соединенные посредством шарнира (12) по любому из пп.1-10.