CN101157219A - 实现屈曲和旋转运动的机器人的肘关节 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人肘关节。其特征是：伺服电机(2、3)分别安装在机器人上臂(1)上，U形件(4)的U形底部通过安装孔与伺服电机(2)的转动轴固联，U形件(4)的U形上部通过同轴转动副铰链(13)和(15)与环形件(6)相连；拨杆(8)的中部固联在小臂连接件(5)的一端，拨杆(8)的两端通过同轴转动副铰链(12)和(14)与环形件(6)相连；小臂连接件(5)通过转动副铰链(10)与小臂基座(7)相连，小臂基座(7)通过同轴转动副铰链(9)和(11)与机器人上臂(1)相连，小臂基座(7)的一侧通过安装孔与伺服电机(3)的转动轴固联。本发明具有结构简单和工艺性好等优点，可模拟人体肘关节的屈曲和旋转运动，适合做人形机器人的肘关节。

Description

实现屈曲和旋转运动的机器人的肘关节
技术领域
本发明涉及一种机器人技术领域，特别是涉及一种人形机器人的肘关节。
背景技术
人形机器人是机器人技术的高级发展阶段，它综合体现了人工智能、机构与机器运动学和动力学等诸多方面的研究和发展水平，是一个很复杂的综合***。其中，能模拟人体肘关节的屈曲和旋转运动的机器人肘关节设计，是人形机器人研究领域的挑战性课题之一。目前，机器人肘关节一般只能模拟人体肘关节的屈曲运动，还未见驱动器安装在上臂上，且能模拟人体肘关节的屈曲和旋转运动的机器人的肘关节结构。
发明内容
为了克服现有的机器人肘关节只能模拟人体肘关节的屈曲运动而不能模拟人体肘关节旋转运动等不足，本发明提供一种能实现屈曲和旋转运动的机器人肘关节，该肘关节具有结构简单和工艺性好等优点，可应用于人形机器人的肘关节。
本发明所采用的技术方案是：伺服电机2和3分别安装在机器人上臂1上，U形件4的U形底部通过安装孔与伺服电机2的转动轴固联，U形件4的U形上部通过同轴转动副铰链13和15与环形件6相连；拨杆8的中部固联在小臂连接件5的一端，拨杆8的两端通过同轴转动副铰链12和14与环形件6相连；小臂连接件5通过转动副铰链10与小臂基座7相连，小臂基座7通过同轴转动副铰链9和11与机器人上臂1相连，小臂基座7的一侧通过安装孔与伺服电机3的转动轴固联。机器人的小臂与所述小臂连接件5的另一端相联。通过二个伺服电机2和3分别驱动U形件4和小臂基座7，可实现小臂连接件5绕转动副铰链10的转轴轴线的转动和绕转动副铰链9和11的转轴轴线的转动，由于机器人的小臂安装在所述小臂连接件5的一端，所以本发明可实现机器人的小臂屈曲和旋转运动。
附图说明
图1是机器人肘关节的结构示意图；
图2是肘关节机器人上臂、小臂连接件和小臂基座的结构示意图；
图3是肘关节U形件、小臂连接件、环形件和拨杆的结构示意图。
在图中，1.机器人上臂，2、3.伺服电机，4.U形件，5.小臂连接件，6.环形件，7.小臂基座，8.拨杆，9、10、11、12、13、14、15.转动副铰链。
具体实施方式
图1是本发明公开的一个实施例，这种机器人肘关节，包括机器人上臂1、伺服电机2和3、U形件4、小臂连接件5、环形件6、小臂基座7和拨杆8。其中，伺服电机2和3分别安装在机器人上臂1上，  U形件4的U形底部通过安装孔与伺服电机2的转动轴固联，U形件4的U形上部通过同轴转动副铰链13和15与环形件6相连，且伺服电机2的转动轴轴线与转动副铰链13和15的转轴轴线在空间互相垂直并共面；拨杆8的中部固联在小臂连接件5的一端，拨杆8的两端通过同轴转动副铰链12和14与环形件6相连，且转动副铰链13和15的转轴轴线与转动副铰链12和14的转轴轴线在空间互相垂直并共面；小臂连接件5通过转动副铰链10与小臂基座7相连，小臂基座7通过同轴转动副铰链9和11与机器人上臂1相连，且转动副铰链10的转轴轴线与转动副铰链9和11的转轴轴线在空间互相垂直并共面；小臂基座7的一侧通过安装孔与伺服电机3的转动轴固联，且伺服电机3的转动轴轴线与转动副铰链9和11的转轴轴线同轴。机器人的小臂与所述小臂连接件5的另一端相联。
伺服电机2驱动U形件4，U形件4带动环形件6，环形件6带动拨杆8，拨杆8带动小臂连接件5绕转动副铰链10的转轴轴线转动；伺服电机3驱动小臂基座7，小臂基座7带动小臂连接件5绕转动副铰链9和11的转轴轴线的转动。由于机器人的小臂安装在所述小臂连接件5的一端，所以，本发明可实现机器人的小臂屈曲和旋转运动。

Claims (2)

1.一种机器人的肘关节，包括机器人上臂(1)、伺服电机(2、3)和小臂连接件(5)，所述机器人的小臂与小臂连接件(5)的另一端相联，其特征是：伺服电机(2、3)分别安装在机器人上臂(1)上，  U形件(4)的U形底部通过安装孔与伺服电机(2)的转动轴固联，U形件(4)的U形上部通过同轴转动副铰链(13)和(15)与环形件(6)相连；拨杆(8)的中部固联在小臂连接件(5)的一端，拨杆(8)的两端通过同轴转动副铰链(12)和(14)与环形件(6)相连；小臂连接件(5)通过转动副铰链(10)与小臂基座(7)相连，小臂基座(7)通过同轴转动副铰链(9)和(11)与机器人上臂(1)相连，小臂基座(7)的一侧通过安装孔与伺服电机(3)的转动轴固联。
2.根据权利要求1所述机器人肘关节，其特征是：伺服电机(2)的转动轴轴线与转动副铰链(13)和(15)的转轴轴线在空间互相垂直并共面；转动副铰链(13)和(15)的转轴轴线与转动副铰链(12)和(14)的转轴轴线在空间互相垂直并共面。
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