專利名稱：一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擬人機器人的腰關(guān)節(jié)。
背景技術(shù)：
擬人機器人是先進機器人技術(shù)的高級發(fā)展階段，它綜合體現(xiàn)了高級機器人的機構(gòu)學、運動和動力學等諸多方面的研究和發(fā)展水平，是一個很復雜的綜合系統(tǒng)。其中，擬人機器人腰關(guān)節(jié)是擬人機器人設(shè)計中的難點之一。早期的擬人機器人腰關(guān)節(jié)通常采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，存在結(jié)構(gòu)復雜、慣性大等不足之處，甚至一些擬人機器人沒有腰關(guān)節(jié)。為了克服這些不足之處，許多研究人員把注意力轉(zhuǎn)向了三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)
機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、承載能力強等優(yōu)點，如Gossdin等人對球面3-RRR并聯(lián)機構(gòu)進行了較深入地研究，Karouia提出的3-UPU機構(gòu)，Vischer提出的Argos機構(gòu)，Di Gregorio提出的3-RUU機構(gòu)，方躍法提出的3-UPR機構(gòu)，基于球面3-RRR并聯(lián)機構(gòu)，金振林教授提出了一種機器人腰關(guān)節(jié)機構(gòu)等三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)。但是，上述三自由度轉(zhuǎn)動并聯(lián)機構(gòu)也存在一些不足之處，如球面3-RRR機構(gòu)和3-UPR機構(gòu)的每個轉(zhuǎn)動軸線均匯交于空間一點，對制造和安裝精度要求很高，否則，會發(fā)生卡死現(xiàn)象，3-RUU機構(gòu)的每條運動支鏈中有兩個轉(zhuǎn)動副是不動的，即等效于3-RRR機構(gòu)，Argos機構(gòu)的每條支鏈中含有球面副，提高了制造成本且難于保證精度，給安裝與制造帶來一些不便。綜上所述，目前，腰關(guān)節(jié)機構(gòu)均存在很多不足之處，非常需要改進，以滿足設(shè)計與應用的需要。
為克服上述缺點，中國專利第200710062554.4號公布了一種機器人腰關(guān)節(jié)，包括基座、運動平臺和連接兩者之間的三條運動支鏈，所述的三條運動支鏈分別是第一運動支鏈和兩條結(jié)構(gòu)相同的第二運動支鏈，在第一運動支鏈中，第一伺服電機安裝在基座上，曲柄的一端固連在第一伺服電機的轉(zhuǎn)動軸上，曲柄的另一端通過第一球鉸與定長桿的一端相連，定長桿的另一端通過第二球鉸與運動平臺相連；在第二運動支鏈中，第二伺服電機安裝在基座上，主動曲桿的一端固連在第二伺服電機的轉(zhuǎn)動軸上，主動曲桿的另一端通過第一轉(zhuǎn)動副鉸鏈與從動曲桿的 一端相連，從動曲桿的另 一端通過第二轉(zhuǎn)動副鉸鏈與運動平臺相連。在完成俯仰動作時，由第一伺服電機和兩個第二伺服電機分別驅(qū)動對應的曲柄，由曲柄帶動定長桿或主動曲桿、從動曲桿組合運動，在定長桿和從動曲桿的作用下實現(xiàn)運動平臺的俯仰。
但是，這種機器人腰關(guān)節(jié)機構(gòu)也是球面3-DOF并聯(lián)機構(gòu)衍生過來的。因此，這種機器人腰關(guān)節(jié)機構(gòu)也存在加工與裝配工藝性不好、結(jié)構(gòu)復雜和傳動精度不高等不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、慣性小、響應速度快、運動精度高的一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)。
一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)，包括基座和運動平臺，所述的基座通過若干組運動單元與所述的運動平臺連接；
其特征在于所述的運動單元包括固定在基座上的伺服電機和與所述的電機連接的螺母螺桿組合，所述的螺母螺桿組合中的螺桿與所述的電機的輸出軸連接，所述的螺母螺桿組合中的螺母與定長桿鉸接，所述的定長桿的另一端與所述的運動平臺鉸接。
進一步，所述的螺母通過第一萬向節(jié)與所述的定長桿連接，所述的定長桿的另一端通過第二萬向節(jié)與所述的定長桿連接。
進一步，所述的基座和運動平臺之間設(shè)有一固定基座與運動平臺之間的高度位置的支撐桿，所述的支撐桿的頂端通過萬向節(jié)與所述的運動平臺連接，所述的支撐桿的底端固定在所述的基座上。
進一步，所述的運動平臺與三組所述的運動單元連接。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是本發(fā)明所述的一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)動作時，啟動運動單元的電機，電機帶動螺桿轉(zhuǎn)動，進而帶動螺母移動，螺母驅(qū)動定長桿擺動；運動平臺以與支撐桿的連接部為支點而上下、左右轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、慣性小、響應速度快、運動精度高的優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的示意圖
具體實施例方式
參照附圖，進一步說明本發(fā)明
一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)，包括基座1和運動平臺3，所述的基座通過若干組運動單元2與所述的運動平臺3連接；
所述的運動單元2包括固定在基座1上的伺服電機21和與所述的電機21連接的螺母螺桿組合，所述的螺母螺桿組合中的螺桿22與所述的電機21的輸出軸連接，所述的螺母螺桿組合中的螺母23與一定長桿24鉸接，所述的定長桿24的另一端與所述的運動平臺3鉸接。
所述的螺母通過第一萬向節(jié)與所述的定長桿連接，所述的定長桿的另一端通過第二萬向節(jié)與所述的定長桿連接。
所述的基座1和運動平臺3之間設(shè)有一固定基座1與運動平臺3之間的高度位置的支撐桿4，所述的支撐桿4的頂端通過萬向節(jié)與所述的運動平臺3連接，所述的支撐桿4的底端固定在所述的基座1上。
所述的運動平臺3與三組所述的運動單元2連接。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是本發(fā)明所述的一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)動作時，啟動運動單元2的電機21，電機21帶動螺桿22轉(zhuǎn)動，進而帶動螺母23移動，螺母23驅(qū)動定長桿24擺動；運動平臺3以與支撐桿4的連接部為支點而上下、左右轉(zhuǎn)動。
本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1、一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)，包括基座和運動平臺，所述的基座通過若干組運動單元與所述的運動平臺連接；其特征在于所述的運動單元包括固定在基座上的伺服電機和與所述的電機連接的螺母螺桿組合，所述的螺母螺桿組合中的螺桿與所述的電機的輸出軸連接，所述的螺母螺桿組合中的螺母與定長桿鉸接，所述的定長桿的另一端與所述的運動平臺鉸接。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)，其特征在于所述的螺母通過第一萬向節(jié)與所述的定長桿連接，所述的定長桿的另一端通過第二萬向節(jié)與所述的定長桿連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)，其特征在于所述的基座和運動平臺之間設(shè)有一固定基座與運動平臺之間的高度位置的支撐桿，所述的支撐桿的頂端通過萬向節(jié)與所述的運動平臺連接，所述的支撐桿的底端固定在所述的基座上。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)，其特征在于所述的運動平臺與三組所述的運動單元連接。
全文摘要
一種擬人機器人腰關(guān)節(jié)，包括基座和運動平臺，所述的基座通過若干組運動單元與所述的運動平臺連接；所述的運動單元包括固定在基座上的伺服電機和與所述的電機連接的螺母螺桿組合，所述的螺母螺桿組合中的螺桿與所述的電機的輸出軸連接，所述的螺母螺桿組合中的螺母通過萬向節(jié)與一定長桿連接，所述的定長桿的另一端通過萬向節(jié)與所述的運動平臺連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、慣性小、響應速度快、運動精度高的優(yōu)點。
文檔編號B25J17/00GK101559603SQ200910098460
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者利 張, 李研彪, 王忠飛, 計時鳴 申請人:浙江工業(yè)大學