救援机器人手腕双轴扭矩发生器制造技术

救援机器人手腕双轴扭矩发生器，它涉及了一种救援机器人的手腕驱动装置。本发明专利技术是为了解决现有的救援机器人的驱动装置体积过大，驱动精度不高，功能单一，集成度不高，并且不具备驱动和检测分离的功能，提出了一种双轴同向输出，双电位器检测的伺服装置，形成了驱动电机与输出轴闭环控制，输出轴与控制系统闭环控制的控制模式，使得控制系统可对机器人关节运动实施精确的力矩控制。本发明专利技术具有性能可靠，驱动精度高，扭力大，响应快，体积小，集成度高，并能向控制系统反馈输出轴的转动位置等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于救援机器人的手腕关节，可双轴输出同向扭矩，并能将输出轴转动位置反馈给控制系统的装置。
技术介绍
由于科学技术的发展，救援机器人逐渐在越来越大的范围内被使用，从20世纪90年代起，国际先进机器人计划(IARP)已召开过多届机器人研讨会，在发达国家已经出现救援机器人市场化产品。目前，先进救援机器人技术在抢险、救灾、反恐等方面得到了广泛的应用。救援机器人在战场救援方面也有着良好的应用前景，受到外军的广泛重视。根据五角大楼公布的最新数据，美军在伊拉克战场已阵亡4200多人，受伤人数则超过31000人，大量伤员都是医护兵冒着极大危险从战地上救回的。然而，由于医护兵的重要性及显眼的红十字标志，在战场上来回穿梭的他们同样会成为敌方的目标。根据以往战场经验，如果士兵能够在受伤后一个小时内获得治疗，将大大提高士兵的幸存机率。可是在战场上，救护兵携带的医疗器材相当有限，而救援机器人可以完成临时救护任务，为病人多争取宝贵的抢救时间。人类医生可以通过卫星远程控制这些机器人，它能够在官兵受伤的几分钟之内迅速稳定伤势，并在撤离时给予伤员内科或外科护理。美国国防部高等研究计划局(DARPA)为美国陆军未来战场伤病员救援和医疗设计了高度集成化、机器人化和智能化的医疗系统。救援机器人技术是集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域，具有重要的研究价值，在军用和民用上有着广泛的应用前景，是目前机器人领域的一个研究热点。此类机器人通过远程遥控制导，从而确保穿越复杂地形，将伤员及时运送到后方医院，它的出现，将显著降低战地医护人员的伤亡概率。除了战地救护外，这种机器人还能用于很多场合，特别是在发生地震、核生化袭击或有害物质泄露的危险环境中，救援机器人都可以凭借非凡的载重能力与韧性一展拳脚。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的救援机器人系统复杂、结构臃肿、价格昂贵、维护困难等缺点，对救援机器人的各个关节驱动装置做了全新的设计，将关节检测机构和驱动机构集成于一体，简化了系统结构，并加入了离合装置，当系统有力矩输出信号时，电机转动，离合装置连接电机与减速齿轮组，电机通过减速齿轮组驱动指定的关节，对该关节的运动施加力的作用，当系统没有力矩输出信号时，电机停止转动，离合装置断开电机与减速齿轮组的连接，减少和降低了关节运动的阻力，使关节的运动更加顺畅。本专利技术是用于救援机器人的关节检测及驱动的设备，由外壳、电机、离合装置、电位器、齿轮、传动轴组成，电机与离合装置连接，离合装置通过减速齿轮组的配合驱动传动轴，传动轴通过另一组齿轮驱动电位器，外壳对传动部件提供支撑和保护作用。本专利技术使救援机器人运动关节部位能保持最大程度的灵活，该装置成本低，使用简单，维护容易。附图说明图1是本专利技术的内部示意图。图2是本专利技术的结构示意图。具体实施方式如图1和图2所示，所述救援机器人手腕双轴扭矩发生器，包括顶盖1，输出轴A、B，齿轮2、3、8，减速齿轮组4、5，电位器7，基座9，电机10和底盖11。所述输出轴A与齿轮2固接，所述输出轴A与齿轮2的转动轴心重合，所述齿轮2与第一电位器7的转动轴固接，所述齿轮2的轴心与第一电位器7的轴心重合，所述第一电位器7固定于基座9的孔座C内，所述输出轴B与齿轮3固接，所述输出轴B与齿轮3的转动轴心重合，所述齿轮3与第二电位器7的转动轴固接，所述齿轮3的轴心与第二电位器7的轴心重合，所述第二电位器7固定于基座9的孔座D内，所述电机10固定于基座9内，所述电机10的转动轴透过孔E与齿轮8固接，所述齿轮8与减速齿轮组4、5啮合，所述减速齿轮组4与齿轮2啮合，所述减速齿轮组5与齿轮3啮合，所述顶盖1和基座9配合固定输出轴A、B及齿轮组4、5，所述基座9与底盖11配合固定电机10。动作实施过程：控制系统给出驱动信号，电机10通过啮合的齿轮驱动输出轴A、B转动，第一电位器7跟随输出轴A转动，与电机10配合形成闭环控制，使得输出轴A转动到达控制系统给定的位置，并保持在该位置不动，直到控制系统给出下一个位置的信号，第二电位器7跟随输出轴B转动，检测输出轴B转动的位置并实时反馈给控制系统，输出轴A和输出轴B联动，使得控制系统与输出轴A、B之间形成闭环控制。作为本专利技术的另一实例，也可以用其他传感器代替电位器，同样可以起到检测输出轴转动位置的目的，实现本专利技术的目的。在不使本专利技术的原理受到损害的情况下，上述构成的细节和具体实施方式仅仅是当做例子和图示的东西，它可以不脱离本专利技术的范围而广泛改变，这些均属于本专利技术的保护之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种救援机器人手腕双轴扭矩发生器，用于救援机器人的手腕关节驱动，由顶盖(1)，输出轴(A、B)，齿轮(2、3、8)，减速齿轮组(4、5)，电位器(7)，基座(9)，电机(10)和底盖(11)组成；其特征在于：该装置固定在救援机器人的手腕关节活动部位，同侧具有两个输出轴，每个输出轴分别与电位器联动，依靠输出轴的转动驱动机器人相应部位运动，可同时驱动两个关节同向运动，其中一个电位器与驱动电机配合形成闭环控制，另一个电位器用于检测该伺服装置输出轴的转动角度，并将其反馈给控制系统，使控制系统与输出轴形成闭环控制。

【技术特征摘要】
1.一种救援机器人手腕双轴扭矩发生器，用于救援机器人的手腕关节驱动，由顶盖(1)，输出轴(A、B)，齿轮(2、3、8)，减速齿轮组(4、5)，电位器(7)，基座(9)，电机(10)和底盖(11)组成；其特征在于：该装置固定在救援机器人的手腕关节活动部位，同侧具有两个输出轴，每个输出轴分别与电位器联动，依靠输出轴的转动驱动机器人相应部位运动，可同时驱动两个关节同向运动，其中一个电位器与驱动电机配合形成闭环控制，另一个电位器用于检测该伺服装置输出轴的转动角度，并将其反馈给控制系统，使控制系统与输出轴形成闭环控制。2.根据权利要求1所述的救援机器人手腕双轴扭矩发生器，其特征在于：所述输出轴(A)与齿轮(2)固接，所述输出轴(A)与齿轮(2)的转动轴心重合，所述齿轮(2)与第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏茂，
申请(专利权)人：钦州市科海奇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45