本發(fā)明涉及機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)器人(Robot)是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。

機(jī)器人在運動過程中，需要驅(qū)動機(jī)器人的關(guān)節(jié)進(jìn)行直線、轉(zhuǎn)動等一系列的運動，從而完成各項動作。

目前，在驅(qū)動機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動時，需要在機(jī)器人的關(guān)節(jié)設(shè)置傳感器來查看機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動量，并根據(jù)傳感器反饋的數(shù)據(jù)來控制關(guān)節(jié)的運動。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，需要在機(jī)器人關(guān)節(jié)安裝傳感器等裝置才能確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置，能夠直接確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動量。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)和機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)；

所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動裝置、螺桿、螺母和液壓缸；所述螺桿一端與所述轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)子固定連接；所述螺母設(shè)置在所述螺桿上，還包括用于限制螺母轉(zhuǎn)動，使螺母沿所述螺桿軸向移動的導(dǎo)向裝置；所述螺母固定連接一活塞桿，所述活塞桿活塞部分設(shè)置在所述液壓缸內(nèi)，與所述液壓缸滑動密封連接；所述液壓缸兩端分別設(shè)置有第一油孔和第二油孔；

所述機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，沿機(jī)器人關(guān)節(jié)運動方向的兩端分別連接所述第一油孔和所述第二油孔；所述液壓缸的液壓油通過所述第一油孔和所述第二油孔連接并推動所述機(jī)器人關(guān)節(jié)沿運動方向運動。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動裝置為伺服電機(jī)。

優(yōu)選的，所述螺桿一端與所述轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)子固定連接包括：

所述螺桿一端與所述轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器固定連接。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)向裝置包括滑動座和導(dǎo)桿；

所述滑動座與螺母固定連接，所述滑動座設(shè)置有固定孔；

所述導(dǎo)桿與所述螺桿平行，所述導(dǎo)桿通過所述固定孔與所述滑動座滑動連接。

優(yōu)選的，所述活塞桿為中空活塞桿。

優(yōu)選的，所述活塞桿與所述液壓缸接觸部分設(shè)置有油封。

優(yōu)選的，還包括固定所述螺桿位置的軸承。

采用上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出的機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置，轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)動時帶動螺桿轉(zhuǎn)動，從而帶動螺母移動，從而帶動活塞桿移動帶動液壓油推動機(jī)器人關(guān)節(jié)運動；確定轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)動量即可以確定活塞桿的移動量，從而確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中驅(qū)動機(jī)構(gòu)的主視圖；

圖2為沿圖1中A-A線的剖視放大圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例提出了一種機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)和機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)；

驅(qū)動機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動裝置101、螺桿102、螺母103和液壓缸104；螺桿102一端與轉(zhuǎn)動裝置101的轉(zhuǎn)子固定連接；螺母103設(shè)置在螺桿102上，還包括用于限制螺母103轉(zhuǎn)動，使螺母103沿螺桿102軸向移動的導(dǎo)向裝置105；螺母103固定連接一活塞桿106，活塞桿106活塞部分設(shè)置在液壓缸104內(nèi)，與液壓缸104滑動密封連接；液壓缸104兩端分別設(shè)置有第一油孔1041和第二油孔1042；

機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，沿機(jī)器人關(guān)節(jié)運動方向的兩端分別連接第一油孔1041和第二油孔1042；液壓缸104的液壓油通過第一油孔1041和第二油孔1042連接并推動機(jī)器人關(guān)節(jié)沿運動方向運動。

可見，本發(fā)明實施例提出的機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置，轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)動時帶動螺桿轉(zhuǎn)動，從而帶動螺母移動，從而帶動活塞桿移動帶動液壓油推動機(jī)器人關(guān)節(jié)運動；確定轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)動量即可以確定活塞桿的移動量，從而確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動量。

在本發(fā)明實施例中，轉(zhuǎn)動裝置101的作用是為螺桿102提供轉(zhuǎn)動力，因此，轉(zhuǎn)動裝置101只要能夠提供轉(zhuǎn)動力，知道轉(zhuǎn)動量即可。優(yōu)選的，轉(zhuǎn)動裝置101為伺服電機(jī)。

其中，伺服電機(jī)(servo motor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)。伺服電機(jī)可以控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。通過伺服電機(jī)驅(qū)動螺桿102轉(zhuǎn)動，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動量可以精確控制，從而可以準(zhǔn)確確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動量。

在本發(fā)明實施例中，螺桿102一端與轉(zhuǎn)動裝置101的轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器107固定連接。聯(lián)軸器107是用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸(主動軸和從動軸)使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。通過聯(lián)軸器107連接螺桿102與轉(zhuǎn)動裝置101的轉(zhuǎn)子，可以使連接更加牢固。

在本發(fā)明實施例中，導(dǎo)向裝置105包括滑動座1051和導(dǎo)桿1052。

滑動座1051與螺母103固定連接，滑動座1051設(shè)置有固定孔；導(dǎo)桿1052與螺桿102平行，導(dǎo)桿1052通過固定孔與滑動座1051滑動連接。

具體的，導(dǎo)向裝置105用于限制螺母103轉(zhuǎn)動，使螺母103沿螺桿102轉(zhuǎn)動方向的垂直方向移動，通過將滑動座1051與螺母103固定，再通過導(dǎo)桿1052限制滑動座1051轉(zhuǎn)動，可以限制螺母103轉(zhuǎn)動；導(dǎo)桿1052與螺桿102平行，從而可以使螺母沿103沿螺桿102軸向移動。在本實施例中，導(dǎo)桿1052需要限制螺母103轉(zhuǎn)動，因此，導(dǎo)桿1052可以為一根或多根；一根或多根導(dǎo)桿1052穿過固定孔與滑動座1051滑動連接。

在本發(fā)明實施例中，活塞桿106為中空活塞桿。

其中，活塞桿106在螺母的帶動下會沿螺桿102轉(zhuǎn)動方向的垂直方向移動，可以將活塞桿106設(shè)置為中空狀態(tài)，這樣在活塞桿106向螺桿102方向運動時，螺桿102可以從中空活塞桿的中空部分穿過，從而可以使驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，占用空間更小。進(jìn)一步的，可以將螺桿102設(shè)置為中空螺桿，活塞桿106可以在運動時從中空螺桿的中空部分穿過。

在本發(fā)明的一個實施例中，活塞桿106與液壓缸104接觸部分設(shè)置有油封108。

油封108是用來封油脂(油是傳動系統(tǒng)中最常見的液體物質(zhì)，也泛指一般的液體物質(zhì)之意)的機(jī)械元件，它將傳動部件中需要潤滑的部件與出力部件隔離，不至于讓潤滑油滲漏。通過在活塞桿102與液壓缸104接觸部分設(shè)置油封108，可以防止液壓油泄露，從而更加準(zhǔn)確的確定活塞桿的移動量，即確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動量。

在本發(fā)明實施例中，包括固定螺桿102位置的軸承109。

軸承(Bearing)是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，降低其運動過程中的摩擦系數(shù)，并保證其回轉(zhuǎn)精度。通過使用軸承109固定螺桿102的位置，可以使螺桿102的旋轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定。

本實施例中，機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置工作時，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子連接的螺桿轉(zhuǎn)動，螺桿通過軸承固定，螺桿轉(zhuǎn)動時，螺母被導(dǎo)向裝置限制無法轉(zhuǎn)動，沿螺桿軸向移動，從而帶動與螺母固定連接的中空活塞桿在液壓缸內(nèi)運動，推動液壓油從第一油孔和第二油孔運動，液壓油通過第一油孔和第二油孔推動機(jī)器人關(guān)節(jié)沿運動方向運動。舉例來說，伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)時，可以設(shè)定螺母向左移動，即活塞向左移動，第一油孔出油，第二油孔進(jìn)油，液壓油直接或間接連接機(jī)器人關(guān)節(jié)聯(lián)測，通過液壓油的體積變化帶動機(jī)器人運動關(guān)節(jié)向一側(cè)移動或轉(zhuǎn)動。

詳細(xì)的，機(jī)器人關(guān)節(jié)可以設(shè)置在一腔室中，與腔室滑動密封連接，機(jī)器人關(guān)節(jié)類似于液壓缸內(nèi)的活塞，當(dāng)腔室內(nèi)進(jìn)入液壓油時，會推動機(jī)器人關(guān)節(jié)在腔室內(nèi)移動；腔室為弧形時，機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，腔室為直線時，機(jī)器人直線移動。

由于液壓油為不可壓縮液體，當(dāng)液壓油運動時，帶動密閉腔室體積的變化，推動機(jī)器人關(guān)節(jié)運動。

通過確定伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動量，即可以知道螺桿的轉(zhuǎn)動量，結(jié)合螺桿轉(zhuǎn)動量和螺桿的螺距，即可以知道螺母的移動量，即可以確定活塞桿的移動量，從而可以確定液壓油的運動量。機(jī)器人運動機(jī)構(gòu)通過液壓油的運動量來推動機(jī)器人運動關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動。

詳細(xì)的，設(shè)機(jī)器人運動關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動或移動1個距離單位時，所需的液壓油運動量為A，液壓油與活塞桿的接觸端面的面積為B；活塞桿移動距離為C時，移動液壓油的體積為B*C，機(jī)器人運動關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動或移動B*C/A個距離單位?；钊麠U的移動距離C可以通過螺桿轉(zhuǎn)動量和螺桿的螺距確定，螺桿的螺距為定值，因此只需要知道伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動量即可以確定機(jī)器人運動關(guān)節(jié)的運動量。

另外，伺服電機(jī)不需要安裝在機(jī)器人關(guān)節(jié)上，通過油管將液壓油連接到機(jī)器人關(guān)節(jié)即可，可大幅降低機(jī)器人關(guān)節(jié)的自身重量。

綜上所述，本發(fā)明實施例至少可以實現(xiàn)如下效果：

在本發(fā)明實施例中，轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)動時帶動螺桿轉(zhuǎn)動，從而帶動螺母移動，從而帶動活塞桿移動帶動液壓油推動機(jī)器人關(guān)節(jié)運動；確定轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)動量即可以確定活塞桿的移動量，從而確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動量。

在本發(fā)明實施例中，轉(zhuǎn)動裝置為伺服電機(jī)，從而可以準(zhǔn)確確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動量。

在本發(fā)明實施例中，螺桿與轉(zhuǎn)動裝置通過聯(lián)軸器固定連接，可以使連接更加牢固。

在本發(fā)明實施例中，活塞桿為中空活塞桿，從而可以使驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，占用空間更小，便于裝配。

在本發(fā)明實施例中，活塞桿與液壓缸接觸部分設(shè)置有油封，可以防止液壓油泄露，從而更加準(zhǔn)確的確定活塞桿的移動量，即可以準(zhǔn)確確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運動量。

在本發(fā)明實施例中，通過使用軸承固定螺桿的位置，可以使螺桿的旋轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定。

最后需要說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。