CN201633024U - 大臂关节气动平衡结构 - Google Patents

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张志献
江浩
孙高祚
孙爱芹
王传江
徐文尚
邹吉祥
樊东哲
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Abstract

本实用新型公开了一种大臂关节气动平衡结构，它是一种演化的空间摆动导杆机构，该空间摆动导杆机构由固定在机架上的上球铰支座和下球铰支座、一个铰接在上球铰支座上的拐状杆和一个两端分别铰接在下球铰支座与拐状杆一端的气动支撑杆共同组成；拐状杆与气动支撑杆的铰接也为球铰接。本实用新型对大臂采用了一种基于气动支撑杆的气动平衡结构，可有效平衡大臂运动中各个位置处的重力矩，以满足假肢或机械手的大臂对空间紧凑、重力矩平衡效果好、驱动力矩小、耗能低、负载波动小、运动启动快、不会发生运动干涉的性能要求。

Description

大臂关节气动平衡结构
技术领域
本实用新型涉及机器人领域，尤其涉及用于平衡机器人手臂或假肢大臂肩关节处重力矩的气动平衡结构。
背景技术
目前，在机器人大臂结构或假肢大臂结构的设计上，采用各种驱动结构来实现大臂负载状态下的前后摆驱动或外展驱动。当对机器人手臂或假肢手臂进行前后摆驱动或外展驱动时，必然存在要克服大臂肩关节处重力矩的问题。大臂的重力矩越大，驱动大臂所需的驱动力矩就越大。若提供一种大臂关节重力矩平衡结构，就能够随着大臂关节运动范围的变化而提供相应的比较接近大臂重力矩的平衡力矩，从而减小大臂运动所需的驱动力矩。又由于该平衡结构必须要与手臂结构相匹配，所以如何在有限的结构空间内实现对大臂重力矩的最佳平衡，是本领域技术人员需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决上述问题而提供一种大臂关节气动平衡结构。
为达上述目的，本实用新型的大臂关节气动平衡结构是：
它是一种演化的空间摆动导杆机构；该空间摆动导杆机构由固定在机架上的上球铰支座和下球铰支座、一个铰接在上球铰支座上的拐状杆和一个两端分别铰接在下球铰支座与拐状杆一端的气动支撑杆共同组成；拐状杆与气动支撑杆的铰接也为球铰接。
当拐状杆做前后摆动或外展摆动时，就带动手臂实现前后摆动或外展摆动。气动支撑杆随着大臂的运动而伸缩变化，气动支撑杆在伸缩过程中其推力基本不变。无论手臂是前后摆动还是外展摆动，气动支撑杆的推力都会对手臂的重力矩产生一定的平衡力矩。
本实用新型的优点在于：对大臂采用了一种基于气动支撑杆的气动平衡结构，可有效平衡大臂运动中各个位置处的重力矩，以满足假肢或机械手的大臂对空间紧凑、重力矩平衡效果好、驱动力矩小、耗能低、负载波动小、运动启动快、不会发生运动干涉的性能要求。
附图说明
下面参照附图说明本实用新型的一个实施例。
图1是大臂关节气动平衡结构的原理示意图，其中图1.a是大臂初始状态的主视图，图1.b是大臂外摆端平状态的主视图。
图例说明：1--上球铰支座 2--下球铰支座 3--拐状杆 4--气动支撑杆5--球铰。
具体实施方式
本实用新型的大臂关节气动平衡结构的原理如图1所示。
本实用新型的大臂关节气动平衡结构是一种演化的空间摆动导杆机构。由固定在机架上的上球铰支座1和下球铰支座2、一个铰接在上球铰支座1上的拐状杆3、一个两端分别铰接在下球铰支座2与拐状杆3一端的气动支撑杆4组成。拐状杆3与气动支撑杆4由球铰5连接。
当拐状杆3做前后摆动或外展摆动时，手臂就实现前后摆动或外展摆动。气动支撑杆4随着大臂的运动变化而伸缩变化，气动支撑杆4在伸缩过程中其推力基本不变。无论手臂是前后摆动还是外展摆动，气动支撑杆4的推力都会对手臂的重力矩产生一定的平衡力矩。

Claims (1)

1.一种大臂关节气动平衡结构，其特征在于，它是一种演化的空间摆动导杆机构，该空间摆动导杆机构由固定在机架上的上球铰支座和下球铰支座、一个铰接在上球铰支座上的拐状杆和一个两端分别铰接在下球铰支座与拐状杆一端的气动支撑杆共同组成；拐状杆与气动支撑杆的铰接也为球铰接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101804634B (zh) * 2010-02-06 2011-11-23 山东科技大学 大臂关节气动平衡结构及其优化设计方法
CN102599998A (zh) * 2012-03-31 2012-07-25 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 一种人体髋部外骨骼机械承载装置

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