腰部關(guān)節(jié)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，尤其涉及一種可以同時控制軀干部轉(zhuǎn)動和俯仰運動的腰 部關(guān)節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 申請?zhí)枮?01110112126.4的發(fā)明專利公開了一種人偶體的腰部關(guān)節(jié)構(gòu)造，其是 可在兩側(cè)面轉(zhuǎn)動且能夠以任意角度固定地連接一雙腿，并且在上表面可旋轉(zhuǎn)地支撐上體 者，且支撐上述一雙腿的股關(guān)節(jié)部件，與支撐上述上體的上體支撐部，是成可相對前后移動 地連接著，通過上述股關(guān)節(jié)部件、上述上體支撐部、連接上述股關(guān)節(jié)部件及上述上體支撐部 的一對前后連桿部件而構(gòu)成平行四邊形的連桿機構(gòu)，上述股關(guān)節(jié)部件相對于上述上體支撐 部可相對前后平行移動。該發(fā)明能夠使設(shè)置于該腰部關(guān)節(jié)構(gòu)造上部的上體進行旋轉(zhuǎn)作用， 并使在當一雙腿一前一后步行時，股關(guān)節(jié)部件可相對于上體支撐部而相對前后平行移動。 然而，該發(fā)明的上述兩種運動方式是被分別通過兩個結(jié)構(gòu)控制的，現(xiàn)有技術(shù)的人偶體的腰 部關(guān)節(jié)構(gòu)造無法同時控制兩種動作。并且，現(xiàn)有技術(shù)的人偶體的腰部關(guān)節(jié)構(gòu)造結(jié)構(gòu)較為復 雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有的腰部關(guān)節(jié)構(gòu)造結(jié)構(gòu)復雜，無法同時控制兩種動作的問題，提供 了一種可以同時控制軀干部轉(zhuǎn)動和俯仰運動的腰部關(guān)節(jié)裝置。
[0004] 本發(fā)明就其技術(shù)問題提出以下技術(shù)方案：
[0005] 本發(fā)明提供了一種腰部關(guān)節(jié)裝置，包括腰部關(guān)節(jié)件；該腰部關(guān)節(jié)件包括轉(zhuǎn)軸、分別 可轉(zhuǎn)動地套設(shè)在該轉(zhuǎn)軸上的第一輸入錐齒輪和第二輸入錐齒輪；所述第一輸入錐齒輪和所 述第二輸入錐齒輪相對設(shè)置；所述腰部關(guān)節(jié)件還包括分別與所述第一輸入錐齒輪和所述第 二輸入錐齒輪嚙合連接，用于與軀干部固定以被所述第一輸入錐齒輪和所述第二輸入錐齒 輪驅(qū)動并帶動所述軀干部進行轉(zhuǎn)動和/或俯仰運動的輸出錐齒輪。
[0006] 本發(fā)明上述的腰部關(guān)節(jié)裝置中，所述腰部關(guān)節(jié)裝置還包括用于驅(qū)動所述第一輸入 錐齒輪轉(zhuǎn)動的第一電機，以及用于驅(qū)動所述第二輸入錐齒輪轉(zhuǎn)動的第二電機。
[0007] 本發(fā)明上述的腰部關(guān)節(jié)裝置中，所述腰部關(guān)節(jié)件還包括套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸上，并同 軸固定安裝于所述第一輸入錐齒輪外側(cè)面上的第一準雙曲面齒輪，以及套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸 上，并同軸固定安裝于所述第二輸入錐齒輪外側(cè)面上的第二準雙曲面齒輪；所述腰部關(guān)節(jié) 裝置還包括第一行星減速器和第二行星減速器；該第一行星減速器的輸入軸與所述第一電 機的輸出軸同軸連接，該第一行星減速器的輸出軸上設(shè)置有與所述第一準雙曲面齒輪配合 的錐螺紋；所述第二行星減速器的輸入軸與所述第二電機的輸出軸同軸連接，該第二行星 減速器的輸出軸上設(shè)置有與所述第二準雙曲面齒輪配合的椎螺紋。
[0008] 本發(fā)明上述的腰部關(guān)節(jié)裝置中，所述腰部關(guān)節(jié)裝置還包括呈U形板狀的支撐架， 該支撐架包括基板以及分別垂直連接于該基板兩端的兩支撐臂；所述轉(zhuǎn)軸的兩端分別可轉(zhuǎn) 動地安裝于該支撐架的兩支撐臂上。
[0009] 本發(fā)明上述的腰部關(guān)節(jié)裝置中，所述支撐架的每個支撐臂上開設(shè)有限位槽，兩支 撐臂上的限位槽相對設(shè)置；所述腰部關(guān)節(jié)裝置還包括分別固定套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸兩端的兩個 限位輪；該兩個限位輪分別可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述支撐架的兩限位槽中。
[0010] 本發(fā)明上述的腰部關(guān)節(jié)裝置中，所述腰部關(guān)節(jié)件還包括第一止推墊片和第二止推 墊片，所述第一止推墊片套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸上，并安裝于所述第一準雙曲面齒輪的外側(cè)面上； 所述第二止推墊片也套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸上，并安裝于所述第二準雙曲面齒輪的外側(cè)面上。 [0011] 本發(fā)明上述的腰部關(guān)節(jié)裝置中，所述腰部關(guān)節(jié)件還包括固定地同軸安裝在所述輸 出錐齒輪上的用于固定安裝所述軀干部的輸出法蘭。
[0012] 本發(fā)明上述的腰部關(guān)節(jié)裝置中，所述輸出法蘭和所述輸出錐齒輪通過連接軸固定 連接；所述腰部關(guān)節(jié)裝置還包括兩限位板，該兩限位板與兩支撐臂一一對應(yīng)；每個限位板 上開設(shè)有通孔，并通過該通孔固定套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸上，并將對應(yīng)的支撐臂的限位槽的開口 蓋?。凰鱿尬话宓耐椎膬?nèi)徑要小于限位輪的直徑；所述腰部關(guān)節(jié)件還包括套設(shè)在所述 連接軸上的交叉滾子軸承；該交叉滾子軸承的內(nèi)輪與所述輸出法蘭連接，該交叉滾子軸承 的外輪分別與兩限位板連接。
[0013] 本發(fā)明上述的腰部關(guān)節(jié)裝置中，所述腰部關(guān)節(jié)裝置還包括與所述第一電機電性連 接，用于驅(qū)動該第一電機的第一伺服驅(qū)動器，以及與所述第二電機電性連接，用于驅(qū)動該第 二電機的第二伺服驅(qū)動器；所述腰部關(guān)節(jié)裝置還包括控制器，該控制器分別與所述第一伺 服驅(qū)動器和所述第二伺服驅(qū)動器電性連接，用于通過該第一伺服驅(qū)動器和所述第二伺服驅(qū) 動器分別驅(qū)動所述第一電機和所述第二電機運行。
[0014] 本發(fā)明上述的腰部關(guān)節(jié)裝置中，所述腰部關(guān)節(jié)裝置還包括與所述第一電機的輸入 端連接，用于檢測該第一電機輸出軸的轉(zhuǎn)動角的第一電機角度編碼器，以及與所述第二電 機的輸入端連接，用于檢測該第二電機輸出軸的轉(zhuǎn)動角的第二電機角度編碼器；所述腰部 關(guān)節(jié)裝置還包括設(shè)置在所述連接軸上，用于檢測該連接軸的轉(zhuǎn)動角的轉(zhuǎn)動角度傳感器，以 及設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上，用于檢測該轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動角的俯仰角度傳感器；所述控制器還分別與 所述第一電機角度編碼器、所述第二電機角度編碼器、所述轉(zhuǎn)動角度傳感器以及所述俯仰 角度傳感器電性連接，用于接收所述第一電機角度編碼器檢測的所述第一電機輸出軸的轉(zhuǎn) 動角、所述第二電機角度編碼器檢測的所述第二電機輸出軸的轉(zhuǎn)動角、所述轉(zhuǎn)動角度傳感 器檢測的所述連接軸的轉(zhuǎn)動角以及所述俯仰角度傳感器檢測的所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動角，來校正 所述第一伺服驅(qū)動器、所述第二伺服驅(qū)動器分別用于驅(qū)動所述第一電機和所述第二電機的 機械運動參數(shù)。
[0015] 本發(fā)明采用了一個輸出錐齒輪的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)與該輸出錐齒輪固定連接的軀干部的 轉(zhuǎn)動。還通過該輸出錐齒輪的俯仰運動實現(xiàn)與該輸出錐齒輪固定連接的軀干部的俯仰運 動。同時，本發(fā)明通過分別與該輸出錐齒輪嚙合，并相對設(shè)置的第一輸入錐齒輪和第二輸入 錐齒輪實現(xiàn)了輸出錐齒輪的轉(zhuǎn)動和俯仰運動，從而實現(xiàn)了同時控制兩個動作的目的。本發(fā) 明結(jié)構(gòu)簡單，實用可行。
【附圖說明】
[0016] 下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：
[0017] 圖1為本發(fā)明實施例的腰部關(guān)節(jié)裝置的功能模塊示意圖；
[0018] 圖2為圖1所示的腰部關(guān)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為圖1所示的腰部關(guān)節(jié)件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4為圖3所示的腰部關(guān)節(jié)件的運動原理圖。
【具體實施方式】
[0021] 本發(fā)明的技術(shù)思路是：本發(fā)明通過一個輸出錐齒輪的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)與該輸出錐齒輪固 定連接的軀干部的轉(zhuǎn)動。還通過該輸出錐齒輪的俯仰運動實現(xiàn)與該輸出錐齒輪固定連接的 軀干部的俯仰運動。而輸出錐齒輪的轉(zhuǎn)動和俯仰運動都是通過分別與該輸出錐齒輪嚙合， 并相對設(shè)置的第一輸入錐齒輪和第二輸入錐齒輪進行控制。
[0022] 具體地，下面將結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0023] 參照圖1和圖2,圖1為本發(fā)明實施例的腰部關(guān)節(jié)裝置的功能模塊示意圖，圖2為 圖1所示的腰部關(guān)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 參照圖1，腰部關(guān)節(jié)裝置包括腰部關(guān)節(jié)件1。參照圖2,腰部關(guān)節(jié)件1包括轉(zhuǎn)軸11、 第一輸入錐齒輪12、第二輸入錐齒輪13以及用于與軀干部（圖中未示出）固定以帶動該軀 干部運動的輸出錐齒輪14。
[0025] 其中，第一輸入錐齒輪12和第二輸入錐齒輪13分別可轉(zhuǎn)動地套設(shè)在轉(zhuǎn)軸11上。 并且，第一輸入錐齒輪12和第二輸入錐齒輪13相對設(shè)置。
[0026] 輸出錐齒輪14分別與第一輸入錐齒輪12和第二輸入錐齒輪13嚙合連接，以被第 一輸入錐齒輪12和第二輸入錐齒輪13驅(qū)動進行轉(zhuǎn)動和/或俯仰運動。
[0027] 具體地，當?shù)谝惠斎脲F齒輪12的角加速度和第二輸入