腰部关节装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种腰部关节装置，包括腰部关节件(1)；该腰部关节件(1)包括转轴(11)、分别可转动地套设在该转轴(11)上的第一输入锥齿轮(12)和第二输入锥齿轮(13)；所述第一输入锥齿轮(12)和所述第二输入锥齿轮(13)相对设置；所述腰部关节件(1)还包括分别与所述第一输入锥齿轮(12)和所述第二输入锥齿轮(13)啮合连接，用于与躯干部固定以被所述第一输入锥齿轮(12)和所述第二输入锥齿轮(13)驱动并带动所述躯干部进行转动和/或俯仰运动的输出锥齿轮(14)。本发明专利技术结构简单，实用可行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人领域，尤其涉及一种可以同时控制躯干部转动和俯仰运动的腰部关节装置。
技术介绍
申请号为201110112126.4的专利技术专利公开了一种人偶体的腰部关节构造，其是可在两侧面转动且能够以任意角度固定地连接一双腿，并且在上表面可旋转地支撑上体者，且支撑上述一双腿的股关节部件，与支撑上述上体的上体支撑部，是成可相对前后移动地连接着，通过上述股关节部件、上述上体支撑部、连接上述股关节部件及上述上体支撑部的一对前后连杆部件而构成平行四边形的连杆机构，上述股关节部件相对于上述上体支撑部可相对前后平行移动。该专利技术能够使设置于该腰部关节构造上部的上体进行旋转作用，并使在当一双腿一前一后步行时，股关节部件可相对于上体支撑部而相对前后平行移动。然而，该专利技术的上述两种运动方式是被分别通过两个结构控制的，现有技术的人偶体的腰部关节构造无法同时控制两种动作。并且，现有技术的人偶体的腰部关节构造结构较为复杂。
技术实现思路
本专利技术针对现有的腰部关节构造结构复杂，无法同时控制两种动作的问题，提供了一种可以同时控制躯干部转动和俯仰运动的腰部关节装置。本专利技术就其技术问题提出以下技术方案：本专利技术提供了一种腰部关节装置，包括腰部关节件；该腰部关节件包括转轴、分别可转动地套设在该转轴上的第一输入锥齿轮和第二输入锥齿轮；所述第一输入锥齿轮和所述第二输入锥齿轮相对设置；所述腰部关节件还包括分别<br>与所述第一输入锥齿轮和所述第二输入锥齿轮啮合连接，用于与躯干部固定以被所述第一输入锥齿轮和所述第二输入锥齿轮驱动并带动所述躯干部进行转动和/或俯仰运动的输出锥齿轮。本专利技术上述的腰部关节装置中，所述腰部关节装置还包括用于驱动所述第一输入锥齿轮转动的第一电机，以及用于驱动所述第二输入锥齿轮转动的第二电机。本专利技术上述的腰部关节装置中，所述腰部关节件还包括套设在所述转轴上，并同轴固定安装于所述第一输入锥齿轮外侧面上的第一准双曲面齿轮，以及套设在所述转轴上，并同轴固定安装于所述第二输入锥齿轮外侧面上的第二准双曲面齿轮；所述腰部关节装置还包括第一行星减速器和第二行星减速器；该第一行星减速器的输入轴与所述第一电机的输出轴同轴连接，该第一行星减速器的输出轴上设置有与所述第一准双曲面齿轮配合的锥螺纹；所述第二行星减速器的输入轴与所述第二电机的输出轴同轴连接，该第二行星减速器的输出轴上设置有与所述第二准双曲面齿轮配合的椎螺纹。本专利技术上述的腰部关节装置中，所述腰部关节装置还包括呈U形板状的支撑架，该支撑架包括基板以及分别垂直连接于该基板两端的两支撑臂；所述转轴的两端分别可转动地安装于该支撑架的两支撑臂上。本专利技术上述的腰部关节装置中，所述支撑架的每个支撑臂上开设有限位槽，两支撑臂上的限位槽相对设置；所述腰部关节装置还包括分别固定套设在所述转轴两端的两个限位轮；该两个限位轮分别可转动地设置在所述支撑架的两限位槽中。本专利技术上述的腰部关节装置中，所述腰部关节件还包括第一止推垫片和第二止推垫片，所述第一止推垫片套设在所述转轴上，并安装于所述第一准双曲面齿轮的外侧面上；所述第二止推垫片也套设在所述转轴上，并安装于所述第二准双曲面齿轮的外侧面上。本专利技术上述的腰部关节装置中，所述腰部关节件还包括固定地同轴安装在所述输出锥齿轮上的用于固定安装所述躯干部的输出法兰。本专利技术上述的腰部关节装置中，所述输出法兰和所述输出锥齿轮通过连接轴固定连接；所述腰部关节装置还包括两限位板，该两限位板与两支撑臂一一对应；每个限位板上开设有通孔，并通过该通孔固定套设在所述转轴上，并将对应的支撑臂的限位槽的开口盖住；所述限位板的通孔的内径要小于限位轮的直径；所述腰部关节件还包括套设在所述连接轴上的交叉滚子轴承；该交叉滚子轴承的内轮与所述输出法兰连接，该交叉滚子轴承的外轮分别与两限位板连接。本专利技术上述的腰部关节装置中，所述腰部关节装置还包括与所述第一电机电性连接，用于驱动该第一电机的第一伺服驱动器，以及与所述第二电机电性连接，用于驱动该第二电机的第二伺服驱动器；所述腰部关节装置还包括控制器，该控制器分别与所述第一伺服驱动器和所述第二伺服驱动器电性连接，用于通过该第一伺服驱动器和所述第二伺服驱动器分别驱动所述第一电机和所述第二电机运行。本专利技术上述的腰部关节装置中，所述腰部关节装置还包括与所述第一电机的输入端连接，用于检测该第一电机输出轴的转动角的第一电机角度编码器，以及与所述第二电机的输入端连接，用于检测该第二电机输出轴的转动角的第二电机角度编码器；所述腰部关节装置还包括设置在所述连接轴上，用于检测该连接轴的转动角的转动角度传感器，以及设置在所述转轴上，用于检测该转轴的转动角的俯仰角度传感器；所述控制器还分别与所述第一电机角度编码器、所述第二电机角度编码器、所述转动角度传感器以及所述俯仰角度传感器电性连接，用于接收所述第一电机角度编码器检测的所述第一电机输出轴的转动角、所述第二电机角度编码器检测的所述第二电机输出轴的转动角、所述转动角度传感器检测的所述连接轴的转动角以及所述俯仰角度传感器检测的所述转轴的转动角，来校正所述第一伺服驱动器、所述第二伺服驱动器分别用于驱动所述第一电机和所述第二电机的机械运动参数。本专利技术采用了一个输出锥齿轮的转动实现与该输出锥齿轮固定连接的躯干部的转动。还通过该输出锥齿轮的俯仰运动实现与该输出锥齿轮固定连接的躯干部的俯仰运动。同时，本专利技术通过分别与该输出锥齿轮啮合，并相对设置的第一输入锥齿轮和第二输入锥齿轮实现了输出锥齿轮的转动和俯仰运动，从而实现了同时控制两个动作的目的。本专利技术结构简单，实用可行。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为本专利技术实施例的腰部关节装置的功能模块示意图；图2为图1所示的腰部关节装置的结构示意图；图3为图1所示的腰部关节件的结构示意图；图4为图3所示的腰部关节件的运动原理图。具体实施方式本专利技术的技术思路是：本专利技术通过一个输出锥齿轮的转动实现与该输出锥齿轮固定连接的躯干部的转动。还通过该输出锥齿轮的俯仰运动实现与该输出锥齿轮固定连接的躯干部的俯仰运动。而输出锥齿轮的转动和俯仰运动都是通过分别与该输出锥齿轮啮合，并相对设置的第一输入锥齿轮和第二输入锥齿轮进行控制。具体地，下面将结合附图以及具体实施例对本专利技术进行详细的说明。参照图1和图2，图1为本专利技术实施例的腰部关节装置的功能模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种腰部关节装置，其特征在于，包括腰部关节件(1)；该腰部关节件(1)包括转轴(11)、分别可转动地套设在该转轴(11)上的第一输入锥齿轮(12)和第二输入锥齿轮(13)；所述第一输入锥齿轮(12)和所述第二输入锥齿轮(13)相对设置；所述腰部关节件(1)还包括分别与所述第一输入锥齿轮(12)和所述第二输入锥齿轮(13)啮合连接，用于与躯干部固定以被所述第一输入锥齿轮(12)和所述第二输入锥齿轮(13)驱动并带动所述躯干部进行转动和/或俯仰运动的输出锥齿轮(14)。

【技术特征摘要】
1.一种腰部关节装置，其特征在于，包括腰部关节件(1)；该腰部关节
件(1)包括转轴(11)、分别可转动地套设在该转轴(11)上的第一输入锥
齿轮(12)和第二输入锥齿轮(13)；所述第一输入锥齿轮(12)和所述第二
输入锥齿轮(13)相对设置；所述腰部关节件(1)还包括分别与所述第一输
入锥齿轮(12)和所述第二输入锥齿轮(13)啮合连接，用于与躯干部固定
以被所述第一输入锥齿轮(12)和所述第二输入锥齿轮(13)驱动并带动所
述躯干部进行转动和/或俯仰运动的输出锥齿轮(14)。
2.根据权利要求1所述的腰部关节装置，其特征在于，所述腰部关节装
置还包括用于驱动所述第一输入锥齿轮(12)转动的第一电机(21)，以及用
于驱动所述第二输入锥齿轮(13)转动的第二电机(22)。
3.根据权利要求2所述的腰部关节装置，其特征在于，所述腰部关节件
(1)还包括套设在所述转轴(11)上，并同轴固定安装于所述第一输入锥齿
轮(12)外侧面上的第一准双曲面齿轮(15)，以及套设在所述转轴(11)上，
并同轴固定安装于所述第二输入锥齿轮(13)外侧面上的第二准双曲面齿轮
(16)；所述腰部关节装置还包括第一行星减速器(31)和第二行星减速器
(32)；该第一行星减速器(31)的输入轴与所述第一电机(21)的输出轴同
轴连接，该第一行星减速器(31)的输出轴上设置有与所述第一准双曲面齿
轮(15)配合的锥螺纹；所述第二行星减速器(32)的输入轴与所述第二电
机(22)的输出轴同轴连接，该第二行星减速器(32)的输出轴上设置有与
所述第二准双曲面齿轮(16)配合的椎螺纹。
4.根据权利要求3所述的腰部关节装置，其特征在于，所述腰部关节装
置还包括呈U形板状的支撑架(4)，该支撑架(4)包括基板(40)以及分别
垂直连接于该基板(40)两端的两支撑臂(41)；所述转轴(11)的两端分别
可转动地安装于该支撑架(4)的两支撑臂(41)上。
5.根据权利要求4所述的腰部关节装置，其特征在于，所述支撑架(4)
的每个支撑臂(41)上开设有限位槽，两支撑臂(41)上的限位槽相对设置；
所述腰部关节装置还包括分别固定套设在所述转轴(11)两端的两个限位轮

\t(111)；该两个限位轮(111)分别可转动地设置在所述支撑架(4)的两限位
槽中。
6.根据权利要求4所述的腰部关节装置，其特征在于，所述腰部关节件
(1)还包括第一止推垫片(17)和第二止推垫片(18)，所述第一止推垫片
(17)套设在所述转轴(11)上，并安装于所述第一准双曲面齿轮(15)的
外侧面上；所述第二止推垫片(18)也套设在所述转轴(11)上，并安装于
所述第二准双曲面齿轮16的外侧面上。
7.根据权利要求4所述的腰部关节装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成疆，王可可，邰文涛，甘建峰，
申请(专利权)人：深圳宝葫芦机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44