剛性驅動、柔順調控的自適應機器人關節的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機器人領域，尤其是一種機器人關節。
【背景技術】
[0002]目前，機器人的轉動關節驅動原理主要包括兩類。一類是通過電機驅動，通過齒輪、繩索、滑輪等傳動，這類關節具有較好的剛性及被動柔性，但是不具備主動柔性；另一類是通過流體驅動，這類關節具有較好的主動柔性，但是剛性表現不足。然而，機器人尤其是機器人靈巧手在進行抓、握操作時，一方面需要其根據抓、握對象的不同保持足夠的抓持力，并根據需要實時調整抓持力；另一方面又需要其具有較好的主動柔性來保證其本質安全性，同時還要保證被抓、握對象的安全性、舒適性。這就要求機器人仿人靈巧手需要同時具備剛性、被動柔性、主動柔性三種特性。
【發明內容】
[0003]為了克服已有機器人關節的無法同時具備剛性、被動柔性、主動柔性的不足，本實用新型提供一種同時具備剛性、被動柔性、主動柔性的剛性驅動、柔順調控的自適應機器人
-U.-K-
夫.ρ。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種剛性驅動、柔順調控的自適應機器人關節，該關節位于機器人的前桿和后桿的連接處，所述自適應機器人關節包括磁流變柔順控制器和磁控變剛度驅動器，
[0006]所述磁流變柔順控制器包括密封腔體、第一齒輪、第二齒輪和電磁線圈，所述密封腔體內填充磁流變液，所述密封腔體內設置第一齒輪和第二齒輪，所述第一齒輪和第二齒輪嚙合，所述第一齒輪的第一齒輪軸、第二齒輪的第二齒輪軸均分別伸出所述密封腔體，所述密封腔體的側邊安裝用以改變密封腔體內磁場強度的電磁線圈，所述第一齒輪軸固定安裝在所述前桿的下部；
[0007]所述磁控變剛度驅動器包括電機、旋轉磁鐵摩擦片、離合器腔體、彈簧、彈簧端摩擦片和離合器傳動軸，所述電機固定安裝在所述后桿內，所述電機的輸出軸上安裝所述旋轉磁鐵摩擦片，所述旋轉磁鐵摩擦片為具有調節磁場強度功能的旋轉電磁鐵，所述旋轉磁鐵摩擦片與彈簧端摩擦片正對，所述彈簧端摩擦片與離合器傳動軸一端連接，所述離合器傳動軸的中部安裝在離合器腔體上，靠近彈簧端摩擦片側的離合器傳動軸上套裝彈簧，所述彈簧一端連接在離合器腔體內，所述彈簧的另一端與彈簧端摩擦片連接；所述離合器傳動軸的另一端安裝第一傘輪；
[0008]所述第二齒輪軸固定在所述后桿的上部，所述第二齒輪軸與所述離合器傳動軸呈相互垂直，所述第二齒輪軸上安裝第二傘輪，所述第二傘輪與所述第一傘輪嚙合。
[0009]進一步，所述前桿的下部開有下凹槽，所述密封腔體的上部伸入所述下凹槽內，所述電磁線圈位于下凹槽底部。
[0010]再進一步，所述后桿的上部開有上凹槽，所述電機位于所述上凹槽的底部，所述離合器腔體位于上凹槽的中部，所述第二齒輪軸位于所述上凹槽的上部。
[0011]更進一步，所述離合器腔體的下部設有開口朝下的圓柱形槽，所述圓柱形槽的內徑比所述旋轉磁鐵摩擦片、彈簧端摩擦片大，所述旋轉磁鐵摩擦片和彈簧端摩擦片大小相等，所述旋轉磁鐵摩擦片、彈簧端摩擦片和彈簧依次位于所述圓柱形槽內。
[0012]本實用新型的有益效果主要表現在:同時具備剛性、被動柔性、主動柔性的剛性驅動、柔順調控。
【附圖說明】
[0013]圖1是剛性驅動、柔順調控的自適應機器人關節的結構圖。
[0014]圖2是自適應機器人關節彎曲工作狀態示意圖。
[0015]圖3是磁流變柔順控制器的結構示意圖。
[0016]圖4是磁控變剛度驅動器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0018]參照圖1?圖4，一種剛性驅動、柔順調控的自適應機器人關節，該關節位于機器人的前桿I和后桿2的連接處，所述自適應機器人關節包括磁流變柔順控制器和磁控變剛度驅動器，
[0019]所述磁流變柔順控制器包括密封腔體3、第一齒輪4、第二齒輪5和電磁線圈6，所述密封腔體3內填充磁流變液7，所述密封腔體I內設置第一齒輪4和第二齒輪5，所述第一齒輪4和第二齒輪5嚙合，所述第一齒輪4的第一齒輪軸8、第二齒輪5的第二齒輪軸9均分別伸出所述密封腔體，所述密封腔體3的側邊安裝用以改變密封腔體內磁場強度的電磁線圈6，所述第一齒輪軸8固定安裝在所述前桿I的下部；
[0020]所述磁控變剛度驅動器包括電機10、旋轉磁鐵摩擦片11、離合器腔體12、彈簧13、彈簧端摩擦片14和離合器傳動軸15，所述電機10固定安裝在所述后桿2內，所述電機10的輸出軸上安裝所述旋轉磁鐵摩擦片11，所述旋轉磁鐵摩擦片11為具有調節磁場強度功能的旋轉電磁鐵，所述旋轉磁鐵摩擦片11與彈簧端摩擦片12正對，所述彈簧端摩擦片12與離合器傳動軸15 —端連接，所述離合器傳動軸15的中部安裝在離合器腔體12上，靠近彈簧端摩擦片側的離合器傳動軸15上套裝彈簧13，所述彈簧13 —端連接在離合器腔體12內，所述彈簧13的另一端與彈簧端摩擦片14連接；所述離合器傳動軸15的另一端安裝第一傘輪16 ；
[0021]所述第二齒輪軸9固定在所述后桿2的上部，所述第二齒輪軸9與所述離合器傳動軸15呈相互垂直，所述第二齒輪軸9上安裝第二傘輪17，所述第二傘輪17與所述第一傘輪16嚙合。
[0022]進一步，所述前桿I的下部開有下凹槽，所述密封腔體3的上部伸入所述下凹槽內，所述電磁線圈6位于下凹槽底部。
[0023]再進一步，所述后桿2的上部開有上凹槽，所述電機10位于所述上凹槽的底部，所述離合器腔體12位于上凹槽的中部，所述第二齒輪軸9位于所述上凹槽的上部。