本實(shí)用新型涉及機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)器人(Robot)是自動(dòng)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(yùn)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(dòng)。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(xiǎn)的工作。

機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中，需要驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)進(jìn)行直線、轉(zhuǎn)動(dòng)等一系列的運(yùn)動(dòng)，從而完成各項(xiàng)動(dòng)作。

目前，在驅(qū)動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)量，并根據(jù)傳感器反饋的數(shù)據(jù)來控制關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，能夠直接確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)量。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

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

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、螺桿、螺母和液壓缸；所述螺桿一端與所述轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)，使螺母沿所述螺桿軸向移動(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dòng)所述機(jī)器人關(guān)節(jié)沿運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置為伺服電機(jī)。

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

所述螺桿一端與所述轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)座和導(dǎo)桿；

所述滑動(dòng)座與螺母固定連接，所述滑動(dòng)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(dòng)座滑動(dòng)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)，本實(shí)用新型提出的機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母移動(dòng)，從而帶動(dòng)活塞桿移動(dòng)帶動(dòng)液壓油推動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；確定轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)量即可以確定活塞桿的移動(dòng)量，從而確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)量。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)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(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)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(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)；

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)裝置101、螺桿102、螺母103和液壓缸104；螺桿102一端與轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)，使螺母103沿螺桿102軸向移動(dòng)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(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)沿運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。

可見，本實(shí)用新型實(shí)施例提出的機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母移動(dòng)，從而帶動(dòng)活塞桿移動(dòng)帶動(dòng)液壓油推動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；確定轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)量即可以確定活塞桿的移動(dòng)量，從而確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)量。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置101的作用是為螺桿102提供轉(zhuǎn)動(dòng)力，因此，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置101只要能夠提供轉(zhuǎn)動(dòng)力，知道轉(zhuǎn)動(dòng)量即可。優(yōu)選的，轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)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(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿102轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)量。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，螺桿102一端與轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)軸和從動(dòng)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(dòng)裝置101的轉(zhuǎn)子，可以使連接更加牢固。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，導(dǎo)向裝置105包括滑動(dòng)座1051和導(dǎo)桿1052。

滑動(dòng)座1051與螺母103固定連接，滑動(dòng)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(dòng)座1051滑動(dòng)連接。

具體的，導(dǎo)向裝置105用于限制螺母103轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺母103沿螺桿102轉(zhuǎn)動(dòng)方向的垂直方向移動(dòng)，通過將滑動(dòng)座1051與螺母103固定，再通過導(dǎo)桿1052限制滑動(dòng)座1051轉(zhuǎn)動(dòng)，可以限制螺母103轉(zhuǎn)動(dòng)；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(dòng)。在本實(shí)施例中，導(dǎo)桿1052需要限制螺母103轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)座1051滑動(dòng)連接。

在本實(shí)用新型實(shí)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(dòng)下會(huì)沿螺桿102轉(zhuǎn)動(dòng)方向的垂直方向移動(dòng)，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(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)從中空螺桿的中空部分穿過。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)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(dòng)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(dòng)部件中需要潤(rùn)滑的部件與出力部件隔離，不至于讓潤(rùn)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(dòng)量，即確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)量。

在本實(shí)用新型實(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí)施例中，機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置工作時(shí)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子連接的螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿通過軸承固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母被導(dǎo)向裝置限制無法轉(zhuǎn)動(dòng)，沿螺桿軸向移動(dòng)，從而帶動(dòng)與螺母固定連接的中空活塞桿在液壓缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)液壓油從第一油孔和第二油孔運(yùn)動(dòng)，液壓油通過第一油孔和第二油孔推動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)沿運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。舉例來說，伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，可以設(shè)定螺母向左移動(dòng)，即活塞向左移動(dòng)，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(cè)，通過液壓油的體積變化帶動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)向一側(cè)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。

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(dòng)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(shí)，會(huì)推動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)在腔室內(nèi)移動(dòng)；腔室為弧形時(shí)，機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，腔室為直線時(shí)，機(jī)器人直線移動(dòng)。

由于液壓油為不可壓縮液體，當(dāng)液壓油運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)密閉腔室體積的變化，推動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。

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

詳細(xì)的，設(shè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)1個(gè)距離單位時(shí)，所需的液壓油運(yùn)動(dòng)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(dòng)距離為C時(shí)，移動(dòng)液壓油的體積為B*C，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)B*C/A個(gè)距離單位?；钊麠U的移動(dòng)距離C可以通過螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)量即可以確定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)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，本實(shí)用新型實(shí)施例至少可以實(shí)現(xiàn)如下效果：

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺母移動(dòng)，從而帶動(dòng)活塞桿移動(dòng)帶動(dòng)液壓油推動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；確定轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)量即可以確定活塞桿的移動(dòng)量，從而確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)量。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)量。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，螺桿與轉(zhuǎn)動(dòng)裝置通過聯(lián)軸器固定連接，可以使連接更加牢固。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，活塞桿為中空活塞桿，從而可以使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，占用空間更小，便于裝配。

在本實(shí)用新型實(shí)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(dòng)量，即可以準(zhǔn)確確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)量。

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