【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人形机器人的，尤其涉及一种人形机器人的腕部系统。
技术介绍
1、人型机器人(英语：android)，又称仿生人，是一种旨在模仿人类外观和行为的机器人(robot)。尤其特指具有和人类相似肌体的种类。直到最近，人型机器人的概念之前在科学幻想领域，常见于电影、电视、漫画、小说等。现今，机器人学方面的进展已经可以设计出功能化拟真化的人形机器人(humanoid robot)。
2、人形机器人的手腕作为人形机器人手臂的关键部件，在多个领域有着广泛的应用。例如，人形机器人手腕可用于自动化生产线，进行精密装配、搬运和检测等工作，包括智能3c产线，实现对软排线、sim卡等典型零件的精细化装配。人形机器人的手腕在医疗领域中可以辅助进行手术，或作为残疾人的假肢设备，增强他们的生活自理能力。在航空航天领域，手腕可以用于空间站的维护工作或作为宇航员的辅助工具。
3、人形机器人的手腕是机器人设计中的一个重要部分，它通常需要具备高度的灵活性和精确性，以模拟人类手腕的动作。以下是人形机器人手腕的一些关键特点：
4、1.自由度：人形机器人的手腕通常具有多个自由度，以实现复杂的旋转和移动。这包括俯仰、内外旋转、横滚等。
5、2.关节设计：手腕的关节设计需要考虑力量传递、耐用性和响应速度。常见的关节类型包括旋转关节、铰链关节和球形关节。
6、3.驱动机制：手腕的驱动可以是电动的、液压的或气动的。电动驱动因其高效率和易于控制而常用于精密操作。
7、4.传感器集成：为了提高手腕的感
8、5.控制算法：手腕的运动需要精确的控制算法来实现平滑和协调的动作，这通常涉及到复杂的反馈控制系统。
9、6.材料选择：手腕的材料需要既轻又强，以支持快速移动和承受重复使用带来的磨损。
10、7.安全性：考虑到与人类互动的可能性，手腕的设计还需要考虑到安全特性，以防止意外伤害。
11、8.维护和耐用性：手腕的设计应便于维护，并且能够承受长时间的使用而不出现性能下降。
12、人形机器人的手腕设计是一个多学科的领域，涉及到机械工程、电子工程、计算机科学和生物力学等多个领域。随着技术的进步，人形机器人的手腕设计也在不断地发展和完善。但是，目前仍然存在一些缺陷：加工难度和加工成本高，拆装复杂，抗冲击能力不强，轴向背隙比较大，可靠性低，行星滚柱丝杆受到不同方向的力而容易变形破坏，重量和体积均比较大。
技术实现思路
1、为克服现有技术的缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供了一种人形机器人的腕部系统，其降低了零部件的加工难度和加工成本，安装和拆卸简单方便，手腕的抗冲击能力强，减小了轴向背隙，提高了运动精度和可靠性，行星滚柱丝杆体积小且推力较大，使得腕部的体积更小，负载能力大。
2、本专利技术的技术方案是：这种人形机器人的腕部系统，其包括：小臂套筒(1)、手腕基座(2)、基座端固定轴、力传感器(4)、行星滚柱丝杠(5)、行星滚柱丝杆(6)、支撑轴、输出端固定轴、旋转基座(8)；
3、小臂套筒通过其内部的弹簧顶针公端(11)与小臂组件连接，驱动器(12)安装在小臂套筒内，通过紧固螺钉(14)将小臂套筒与手腕基座固定连接；
4、手腕基座包括圆盘和框架，圆盘的右端面设有两个凸台(21)，每个凸台的中间有一个通孔(22)，两个基座端固定轴(31)的每一个都是穿过一个基座端关节球头轴承(23)、一个通孔安装在一个凸台上，两个力传感器(4)的每一个分别与一个基座端关节球头轴承、一个行星滚柱丝杠(5)连接，平行的两个行星滚柱丝杠被框架隔开，行星滚柱丝杠内部的行星滚柱丝杆(6)做伸缩往复运动，并带动对应的输出端关节球头轴承(26)运动；
5、两个输出端固定轴(32)的每一个都是穿过一个输出端关节球头轴承，并穿过一个主驱动轴(81)固定，主驱动轴的中心轴部分穿过两个滚动轴承(83)，另一端用副驱动轴(82)穿过其中一个滚动轴承，滚动轴承的内圈被主驱动轴和副驱动轴的端面锁紧，滚动轴承的外圈被旋转基座(8)卡住；
6、驱动器控制主驱动轴动作，主支撑轴、副支撑轴在手腕基座的框架的一角，旋转基座的一端通过两个滚动轴承与主驱动轴、副驱动轴连接，另一端被主支撑轴(71)穿过，主支撑轴穿过两个滚动轴承、旋转基座、副支撑轴(72)，并通过锁紧螺母来紧固，两个滚动轴承嵌套在手腕基座内的，其中一个滚动轴承的内圈和主支撑轴端面贴合，另一个滚动轴承的内圈和副支撑轴的端面贴合；
7、通过两个行星滚柱丝杆同步伸出，带动旋转基座围绕支撑轴转动而实现腕部的俯仰运动；
8、通过一个行星滚柱丝杆伸出量等于另一个行星滚柱丝杆收缩量，带动主驱动轴旋转而实现腕部的横滚运动；
9、通过一个行星滚柱丝杆伸出量不等于另一个行星滚柱丝杆收缩量，
10、带动主驱动轴旋转而实现腕部的复合运动。
11、本专利技术的有益技术效果为：
12、1、小臂套筒末端有弹簧顶针公端作为电器接口，安装简单方便，便于后期拆装和维护，小臂套筒内部可以集中放置驱动器和电路板等电子元器件，方便后期做防水防尘保护，且散热性能更好一些。
13、2、手腕基座不仅给基座端关节球头轴承充当支撑，还给主支撑轴、副支撑轴充当支持，还起到手腕在做俯仰运动时机械限位作用，减少了零部件的数量，降低了安装难度，减少了成本。
14、3、主驱动轴，基座端固定轴，输出端固定轴一分为二，分别固定一个关节球轴承，这样可以降低加工难度，保障同轴度，安装简单方便。
15、4、本方案俯仰和横滚的旋转轴线有偏置，这样的好处是可以保证一定结构强度的情况下，尽可能得降低体积。
16、5、减小轴向背隙，可靠性高，行星滚柱丝杆不容易变形破坏。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种人形机器人的腕部系统，其特征在于：其包括：小臂套筒(1)、手腕基座(2)、基座端固定轴、力传感器(4)、行星滚柱丝杠(5)、行星滚柱丝杆(6)、支撑轴、输出端固定轴、旋转基座(8)；
2.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述驱动器(12)安装在小臂套筒内，通过驱动器螺钉(13)固定在小臂套筒内。
3.根据权利要求2所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述弹簧顶针公端连接顶针电路板(111)，顶针电路板通过电路板螺钉(113)固定到小臂套筒，驱动器连接驱动器电路板，力传感器、顶针电路板、驱动器电路板通过线束(112)连接。
4.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述驱动器集成在行星滚柱丝杠的内部。
5.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述基座端固定轴穿过一个基座端关节球头轴承、一个通孔后通过防松垫片(24)和锁紧螺母(25)来紧固；输出端固定轴穿过输出端关节球头轴承、主驱动轴后通过防松垫片和锁紧螺母来紧固。
6.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部
7.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述滚动轴承为深沟球轴承、角接触球轴承、或十字交叉滚子轴承。
8.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述主驱动轴上有螺纹孔，末端转接板(9)通过螺钉固定在主驱动轴上。
9.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述力传感器为二维力传感器或多维力传感器。
10.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述手腕基座的框架等间隔地布置椭圆孔(27)。
...【技术特征摘要】
1.一种人形机器人的腕部系统，其特征在于：其包括：小臂套筒(1)、手腕基座(2)、基座端固定轴、力传感器(4)、行星滚柱丝杠(5)、行星滚柱丝杆(6)、支撑轴、输出端固定轴、旋转基座(8)；
2.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述驱动器(12)安装在小臂套筒内，通过驱动器螺钉(13)固定在小臂套筒内。
3.根据权利要求2所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述弹簧顶针公端连接顶针电路板(111)，顶针电路板通过电路板螺钉(113)固定到小臂套筒，驱动器连接驱动器电路板，力传感器、顶针电路板、驱动器电路板通过线束(112)连接。
4.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述驱动器集成在行星滚柱丝杠的内部。
5.根据权利要求1所述的人形机器人的腕部系统，其特征在于：所述基座端固定轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：何俊培，徐志根，廖小华，
申请(专利权)人：九光智能北京技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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