本發明涉及一種依靠摩擦力產生不同大小轉動力矩的裝置，用于機器人的手腕關節驅動。

背景技術：

由于科學技術的發展，救援機器人逐漸在越來越大的范圍內被使用，從20世紀90年代起，國際先進機器人計劃(iarp)已召開過多屆機器人研討會，在發達國家已經出現救援機器人市場化產品。目前，先進救援機器人技術在搶險、救災、反恐等方面得到了廣泛的應用。救援機器人在戰場救援方面也有著良好的應用前景，受到外軍的廣泛重視。根據五角大樓公布的最新數據，美軍在伊拉克戰場已陣亡4200多人，受傷人數則超過31000人，大量傷員都是醫護兵冒著極大危險從戰地上救回的。然而，由于醫護兵的重要性及顯眼的紅十字標志，在戰場上來回穿梭的他們同樣會成為敵方的目標。根據以往戰場經驗，如果士兵能夠在受傷后一個小時內獲得治療，將大大提高士兵的幸存機率。可是在戰場上，救護兵攜帶的醫療器材相當有限，而救援機器人可以完成臨時救護任務，為病人多爭取寶貴的搶救時間。人類醫生可以通過衛星遠程控制這些機器人，它能夠在官兵受傷的幾分鐘之內迅速穩定傷勢，并在撤離時給予傷員內科或外科護理。美國國防部高等研究計劃局(darpa)為美國陸軍未來戰場傷病員救援和醫療設計了高度集成化、機器人化和智能化的醫療系統。救援機器人技術是集醫學、生物力學、機械學、機械力學、材料學、計算機圖形學、計算機視覺、數學分析、機器人等諸多學科為一體的新型交叉研究領域，具有重要的研究價值，在軍用和民用上有著廣泛的應用前景，是目前機器人領域的一個研究熱點。此類機器人通過遠程遙控制導，從而確保穿越復雜地形，將傷員及時運送到后方醫院，它的出現，將顯著降低戰地醫護人員的傷亡概率。除了戰地救護外，這種機器人還能用于很多場合，特別是在發生地震、核生化襲擊或有害物質泄露的危險環境中，救援機器人都可以憑借非凡的載重能力與韌性一展拳腳。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有的救援機器人系統復雜、結構臃腫、價格昂貴、維護困難等缺點，對救援機器人的各個關節驅動裝置做了全新的設計，將關節檢測機構和驅動機構集成于一體，簡化了系統結構，并加入了離合裝置，當系統有力矩輸出信號時，電機轉動，離合裝置連接電機與減速齒輪組，電機通過減速齒輪組驅動指定的關節，對該關節的運動施加力的作用，當系統沒有力矩輸出信號時，電機停止轉動，離合裝置斷開電機與減速齒輪組的連接，減少和降低了關節運動的阻力，使關節的運動更加順暢。本發明是用于救援機器人的關節檢測及驅動的設備，由外殼、電機、離合裝置、電位器、齒輪、傳動軸組成，電機與離合裝置連接，離合裝置通過減速齒輪組的配合驅動傳動軸，傳動軸通過另一組齒輪驅動電位器，外殼對傳動部件提供支撐和保護作用。本發明使救援機器人運動關節部位能保持最大程度的靈活，該裝置成本低，使用簡單，維護容易。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是電機1及離合裝置100的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：如圖1和圖2所示，所述可變摩擦力驅動器包括電機1，離合裝置100，傳動軸2，電位器3，外殼4、5。所述電機1與離合裝置100連接，所述離合裝置100有接通和斷開電機1和減速齒輪組連接的兩種工作狀態，離合裝置100通過減速齒輪組的配合驅動傳動軸2，傳動軸2直接驅動電位器3，外殼4、5對傳動部件提供支撐和保護作用。動作實施過程：當機器人關節運動并驅動傳動軸2轉動時，傳動軸2直接驅動電位器3轉動，使得電位器3能檢測出關節運動的角度和狀態，當控制系統無力矩輸出信號時，電機1不轉動，離合裝置100斷開電機1與減速齒輪組的連接，關節運動不受干擾，當控制系統有力矩輸出信號時，電機1轉動，離合裝置100連接電機1與減速齒輪組，電機1通過離合裝置100和減速齒輪的配合組驅動傳動軸2轉動輸出動力，在關節運動的方向上施加一個同向或反向的驅動力，同時控制系統再根據電位器3檢測到的關節運動角度的實時變化，運用相應的數學算法持續地修正該驅動力的大小和方向，推動或阻礙該關節的運動。

具體實施方式二：如圖2所示，所述離臺裝置100包括摩擦片滑桿7，離合裝置摩擦片8，回位拉簧9，離合裝置蓋10。所述摩擦片滑桿7與電機1的軸固接，兩片離合裝置摩擦片8分別套入摩擦片滑桿7兩端，離合裝置摩擦片8與摩擦片滑桿7之間為滑動接觸，兩片離合裝置摩擦片8之間連接有回位拉簧9，離合裝置蓋10套入電機1的軸，離合裝置蓋10與電機1的軸之間為滑動接觸，離合裝置蓋10的軸線與電機1的軸線重合，離合裝置蓋10上設有傳動齒輪與減速齒輪嚙合。動作實施過程：當電機1轉動時，兩片離合裝置摩擦片8克服回位拉簧9的拉力分別向摩擦片滑桿7的末端滑動并與離合裝置蓋10的內壁接觸，對離合裝置蓋10產生摩擦力，帶動離合裝置蓋10轉動；當電機1停止轉動時，兩片離合裝置摩擦片8在回位拉簧9的作用下向軸心方向滑動，與離合裝置蓋10的內壁分離，切斷離合裝置蓋10與電機1的連接。

技術特征：

技術總結
可變摩擦力驅動器，它涉及了一種依靠摩擦力產生不同大小轉動力矩的裝置。本發明是為了解決現有的救援機器人系統復雜、結構臃腫、價格昂貴、維護困難等缺點，對手腕關節檢測驅動設備做了全新的設計，將檢測機構和驅動機構集成于一體，簡化了系統結構，使機器人的手腕關節能保持最大程度的靈活，關節運動的狀態能被精確檢測到，輸出的力矩也能準確作用于手腕關節。

技術研發人員：蘇茂
受保護的技術使用者：蘇茂
技術研發日：2015.12.25
技術公布日：2017.07.04