设置在类人机器人上的可固定的由发动机驱动的关节部制造技术

本发明专利技术涉及一种可固定的由发动机驱动的关节部，所述可固定的由发动机驱动的关节部将被安装在类人机器人的第一和第二构件之间，其特征在于，所述关节部包括：发动机(21)，所述发动机(21)包括固定部分(25)和可移动部分(26)，所述固定部分(25)将被连接至所述第一构件，所述可移动部分(26)可相对于所述固定部分(25)移动并预定用于连接至与所述第一构件相关联的所述第二构件；制动器(22)，所述制动器(22)能够借助于弹簧作用在所述发动机(21)的可移动部分(26)上施加力，以便防止所述可移动部分(26)相对于所述固定部分(25)移动；以及致动器(23)，所述致动器(23)能够通过抵抗弹簧作用来移动所述制动器(22)，以便使所述发动机(25)的可移动部分(26)不受所述制动器(22)的力，并使得所述发动机(21)能够相对于所述固定部分(25)移动所述可移动部分(26)。

A fixed joint that is driven by an engine on a humanoid robot

The invention relates to a fixed joint driven by the engine, the fixed joint will be driven by the engine is mounted on the humanoid robot in the first and second components, which is characterized in that the joint part includes: (21) the engine, the engine (21) comprises a fixed part (25) and a movable portion (26), the fixed part (25) will be connected to the first member, the movable portion (26) relative to the fixed portion (25) of mobile and scheduled for connection to the first member and the second member association of the relevant (brake; 22), the brake (22) with the help of the spring in the engine (21) of the movable portion (26) on the force, in order to prevent the movable portion (26) relative to the fixed part (25); and an actuator (23), the actuator (23) can The resistance to move the brake spring (22), in order to make the engine (25) of the movable portion (26) from the brake (22) of the force, and makes the engine (21) with respect to the fixed part (25) to move the movable portion (26).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】设置在类人机器人上的可固定的由发动机驱动的关节部
本专利技术涉及预定用于安装在类人型机器人的两个肢体之间的可固定机动关节。更特别地，其涉及借助于在缺省情况下通过弹簧作用致动的制动器和使得能够使制动器停止作用并释放所述关节的运转的致动器来固定的机动关节。
技术介绍
人体包括非常大量的确保身体的骨骼或肢体之间的连接的关节。例如，在人的下肢，从臀部至踝部具有大约四十个关节。这些关节可借助于肌肉移动并呈多种形式，以允许不同的运动。已经在类人型机器人中进行了许多尝试，以最佳地复现人类的行为和运动。多种类型的关节是已知的，其能够借助于电动机使一个肢体相对于另一个肢体根据一个或多个自由度来移动。一种困难情况是例如可能因计算机故障或者电池充电失败而发生的断电。由于电动机的驱动被中断，所述关节被释放，并且所述机器人易于跌落。当机器人尺寸大且非常重时，该情况更加困难。为了实现满足任意用户的广泛使用，作出了提高类人机器人使用的安全性的努力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出对断电这种特殊情况的解决方案，以便提高类人机器人特别是大型机器人使用的安全性，并满足相应的新法规要求。为此，本专利技术的主题是一种可固定(固定)机动关节，所述可固定机动关节预定用于安装在类人型机器人的第一肢体和第二肢体之间，其特征在于，所述可固定机动关节包括：·发动机(马达)，所述发动机包括固定部分和可移动部分，所述固定部分预定用于链接至所述第一肢体，所述可移动部分可以相对于所述固定部分移动并预定用于链接至所述第二肢体，·制动器，所述制动器能够通过弹簧作用在所述发动机的可移动部分上施加力，以防止所述可移动部分相对于所述固定部分移动，·致动器，所述致动器能够通过抵抗弹簧作用来移动所述制动器，以便使所述发动机的可移动部分不受所述制动器的力，并允许所述发动机相对于所述固定部分移动所述可移动部分。有利地，所述制动器被配置成防止所述可移动部分相对于所述固定部分移动直至达到预定的临界力，即，在所述发动机的可移动部分和固定部分之间施加大于所述临界力的力使得所述可移动部分相对于所述固定部分移动。有利地，所述关节被配置成：·所述发动机是旋转电动机，所述固定部分包括底垫，并且所述可移动部分包括轴和(钟形)外壳，所述轴可以被驱动相对于所述底垫旋转，所述外壳被固定至所述轴，·所述制动器包括闸瓦(靴部)，所述闸瓦可以在固定位置和运转位置之间移动，在固定位置，与所述外壳接触的所述闸瓦在所述外壳上施加力以通过摩擦力防止所述轴相对于所述底垫旋转，而在运转位置，所述闸瓦与所述外壳分开，从而使所述轴不受所述制动器的力。有利地，所述关节被配置成：·所述外壳由金属材料构成并具有大体圆柱形的形状，·所述闸瓦由弹性体材料构成并被配置成沿着所述外壳的径向部段接触所述外壳。有利地，所述制动器包括：·固定臂，所述固定臂被固定至所述底垫，·可移动臂，所述可移动臂通过第一端部、借助于枢转链接部链接至所述固定臂，所述枢转链接部的轴线基本上平行于所述轴的主轴线，所述闸瓦被固定至所述可移动臂，·螺旋弹簧，所述螺旋弹簧围绕所述枢转链接部的轴线缠绕，并且一方面支承在所述固定臂上，另一方面支承在所述可移动臂上，以便施加倾向于将所述可移动臂与所述固定臂分开的力。有利地，所述制动器包括：·固定臂，所述固定臂被固定至所述底垫，·可移动臂，所述可移动臂通过第一端部、借助于枢转链接部链接至所述固定臂，所述枢转链接部的轴线基本上平行于所述轴的主轴线，所述闸瓦被固定至在所述可移动臂上的球窝接头上安装的垫，·螺旋弹簧，所述螺旋弹簧围绕所述枢转链接部的轴线缠绕，并且一方面支承在所述固定臂上，另一方面支承在所述可移动臂上，以便施加倾向于将所述可移动臂与所述固定臂分开的力。有利地，所述致动器是直线型致动器，其包括护套和杆，所述护套被固定至所述底垫，所述杆可在所述护套中平移并被链接至所述可移动臂的第二端部，所述直线型致动器被配置成使得能够通过抵抗弹簧作用、利用所述杆在所述护套中的平移来使所述可移动臂以相对于所述固定臂旋转的方式移动。有利地，所述关节被配置成：所述可移动臂在其第一端部和第二端部之间呈半月形，从而形成部分覆盖所述外壳的半覆盖件。有利地，所述关节包括齿轮装置，所述齿轮装置由所述发动机的可移动部分驱动并预定用于链接至所述第二肢体。有利地，所述关节包括使得能够通过手动干预来移动所述制动器的器件。有利地，所述关节包括能够检测所述制动器的位移的测量器件。本专利技术还涉及包括具有前述特征的机动关节的类人型机器人。有利地，所述机器人包括通过前述关节相连接的类似于股部的肢体和类似于躯干的肢体。有利地，所述机器人包括通过前述关节相连接的类似于腿部的肢体和类似于股部(大腿)的肢体。附图说明通过阅读以下附图中通过示例给出的实施例的详细说明，本专利技术将被更好地理解并且其他优点将变得显而易见：图1a和1b显示了类人机器人的两个示例，其可以装备有根据本专利技术的可固定关节，图2a和2b根据第一个立体图显示了分别处于固定位置和运转位置的可固定关节的第一示例，图3a、3b和3c显示了分别处于固定位置、运转位置以及交叠起来的两个位置的可固定关节的示例的平面图，图4a和4b根据第二个立体图显示了分别处于运转位置和固定位置的可固定关节的示例，图5a和5b根据第三个立体图显示了分别处于运转位置和固定位置的可固定关节的示例，图6显示了可固定关节的第二示例的仰视图。为了清楚起见，在不同附图中，相同元件将具有相同的附图标记。具体实施方式图1a和1b显示了由ALDEBARANROBOTICSTM(阿尔德巴兰机器人TM)公司研发的类人机器人的两个示例。在图1a中示出的类人机器人10包括头部1、躯干2、两个臂部3、两个手部4、两个腿部5以及两个脚部6。在图1b中示出的类人机器人10’包括头部1、躯干2、两个臂部3、两个手部4以及下摆7。这两个机器人包括多个关节，所述多个关节允许机器人的不同肢体的相对运动，从而复现人类的形态及运动。机器人10和10’包括，例如，处于躯干2和每个臂部3之间的关节11。关节11围绕两个旋转轴线机动化，以允许臂部3相对于躯干2以人类肩部能够实现的运动的方式运动。类人机器人10还包括多个用于移动机器人的腿部并复现行走运动的关节，特别地包括可比作处于躯干和股部(大腿)之间的臀部、处于股部和腿部之间的膝部以及处于腿部和脚部之间的踝部的关节。采用了多种形式的机动关节，从而关于一个或多个旋转自由度移动肢体之一。类人机器人10’具有不同的架构。为了提高机器人的稳定性并降低其重心，机器人不包括腿部，但包括下摆7，所述下摆7在其底部中包括三脚架14，所述三脚架14能够移动机器人。所述下摆还包括类似于腿部7a和股部7b之间的膝部的第一关节12。类似于臀部的第二关节13被安装在躯干2和股部7b之间。这两个关节12和13是围绕旋转轴线机动化的枢转链接部。关节12的旋转轴线Xa和关节13的旋转轴线Xb基本上平行于将机器人的两个肩部相链接的轴线，从而使得机器人能够向前或者向后倾斜。类人机器人10’处于站立位置时测得的高度约为1.1至1.2米，总重量约为25至30千克。确保机器人的顶部不能在其自身重量的作用下旋转地驱动关节的措施被提出。根据本专利技术的可固定(固定)关节的目的在于(即便是在关节断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固定机动关节，所述可固定机动关节预定用于安装在类人型机器人(10’)的第一和第二肢体(7a，7b)之间，其特征在于，所述可固定机动关节包括：·发动机(21)，所述发动机(21)包括固定部分(25)和可移动部分(26)，所述固定部分(25)预定用于链接至第一肢体(7a)，所述可移动部分(26)可以相对于所述固定部分(25)移动并预定用于链接至第二肢体(7b)，·制动器(22)，所述制动器(22)能够通过弹簧作用在所述发动机(21)的可移动部分(26)上施加力，以防止所述可移动部分(26)相对于所述固定部分(25)移动，·致动器(23)，所述致动器(23)能够通过抵抗弹簧作用来移动所述制动器(22)，以便使所述发动机(25)的可移动部分(26)不受所述制动器(22)的力，并允许所述发动机(21)相对于所述固定部分(25)移动所述可移动部分(26)，所述发动机(21)是旋转电动机，所述固定部分包括底垫(25)，并且所述可移动部分包括轴和外壳(26)，所述轴可以被驱动相对于所述底垫(25)旋转，所述外壳(26)被固定至所述轴，所述制动器(22)包括闸瓦(50)，所述闸瓦(50)可以在固定位置和运转位置之间移动，在所述固定位置，与所述外壳(26)接触的所述闸瓦在所述外壳(26)上施加力以通过摩擦力防止所述轴相对于所述底垫(25)旋转，而在所述运转位置，所述闸瓦与所述外壳(26)分开，从而使所述轴不受所述制动器(22)的力，所述外壳(26)由金属材料构成并具有大体圆柱形的形状，所述闸瓦(50)由弹性体材料构成并被配置成沿着所述外壳(26)的径向部段接触所述外壳(26)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.05 FR 14550921.一种可固定机动关节，所述可固定机动关节预定用于安装在类人型机器人(10’)的第一和第二肢体(7a，7b)之间，其特征在于，所述可固定机动关节包括：·发动机(21)，所述发动机(21)包括固定部分(25)和可移动部分(26)，所述固定部分(25)预定用于链接至第一肢体(7a)，所述可移动部分(26)可以相对于所述固定部分(25)移动并预定用于链接至第二肢体(7b)，·制动器(22)，所述制动器(22)能够通过弹簧作用在所述发动机(21)的可移动部分(26)上施加力，以防止所述可移动部分(26)相对于所述固定部分(25)移动，·致动器(23)，所述致动器(23)能够通过抵抗弹簧作用来移动所述制动器(22)，以便使所述发动机(25)的可移动部分(26)不受所述制动器(22)的力，并允许所述发动机(21)相对于所述固定部分(25)移动所述可移动部分(26)，所述发动机(21)是旋转电动机，所述固定部分包括底垫(25)，并且所述可移动部分包括轴和外壳(26)，所述轴可以被驱动相对于所述底垫(25)旋转，所述外壳(26)被固定至所述轴，所述制动器(22)包括闸瓦(50)，所述闸瓦(50)可以在固定位置和运转位置之间移动，在所述固定位置，与所述外壳(26)接触的所述闸瓦在所述外壳(26)上施加力以通过摩擦力防止所述轴相对于所述底垫(25)旋转，而在所述运转位置，所述闸瓦与所述外壳(26)分开，从而使所述轴不受所述制动器(22)的力，所述外壳(26)由金属材料构成并具有大体圆柱形的形状，所述闸瓦(50)由弹性体材料构成并被配置成沿着所述外壳(26)的径向部段接触所述外壳(26)。2.根据权利要求1所述的关节，其特征在于，所述关节的制动器(22)被配置成防止所述可移动部分(26)相对于所述固定部分(25)移动直至达到预定的临界力，即，在所述发动机(21)的可移动部分(26)和固定部分(25)之间施加大于所述临界力的力使得所述可移动部分(26)相对于所述固定部分(25)移动。3.根据前述权利要求之一所述的关节，其特征在于，所述制动器包括：·固定臂(27)，所述固定臂(27)被固定至所述底垫(25)，·可移动臂(28)，所述可移动臂(28)通过第一端部、借助于枢转链接部(29)链接至所述固定臂(27)，所述枢转链接部(29)的轴线(X’)基本上平行于所述轴的主轴线(X)，所述闸瓦被固定至所述可移动臂(28)，·螺旋弹簧(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·克莱尔，L·侯朱，V·谢弗里，
申请(专利权)人：软银机器人欧洲公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR