本發明涉及機器人關節驅動技術領域，尤其涉及一種機器人關節驅動裝置。

背景技術：

機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。

機器人在運動過程中，需要驅動機器人的關節進行直線、轉動等一系列的運動，從而完成各項動作。

目前，在驅動機器人關節的運動時，需要在機器人的關節設置傳感器來查看機器人關節的運動量，并根據傳感器反饋的數據來控制關節的運動。因此，現有技術中，需要在機器人關節安裝傳感器等裝置才能確定機器人關節的運動量。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是提供一種機器人關節驅動裝置，能夠直接確定機器人關節的運動量。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種機器人關節驅動裝置，包括驅動機構和機器人關節機構；

所述驅動機構，包括轉動裝置、螺桿、螺母和液壓缸；所述螺桿一端與所述轉動裝置的轉子固定連接；所述螺母設置在所述螺桿上，還包括用于限制螺母轉動，使螺母沿所述螺桿軸向移動的導向裝置；所述螺母固定連接一活塞桿，所述活塞桿活塞部分設置在所述液壓缸內，與所述液壓缸滑動密封連接；所述液壓缸兩端分別設置有第一油孔和第二油孔；

所述機器人關節機構，沿機器人關節運動方向的兩端分別連接所述第一油孔和所述第二油孔；所述液壓缸的液壓油通過所述第一油孔和所述第二油孔連接并推動所述機器人關節沿運動方向運動。

優選的，所述轉動裝置為伺服電機。

優選的，所述螺桿一端與所述轉動裝置的轉子固定連接包括：

所述螺桿一端與所述轉動裝置的轉子通過聯軸器固定連接。

優選的，所述導向裝置包括滑動座和導桿；

所述滑動座與螺母固定連接，所述滑動座設置有固定孔；

所述導桿與所述螺桿平行，所述導桿通過所述固定孔與所述滑動座滑動連接。

優選的，所述活塞桿為中空活塞桿。

優選的，所述活塞桿與所述液壓缸接觸部分設置有油封。

優選的，還包括固定所述螺桿位置的軸承。

采用上述結構，本發明提出的機器人關節驅動裝置，轉動裝置轉動時帶動螺桿轉動，從而帶動螺母移動，從而帶動活塞桿移動帶動液壓油推動機器人關節運動；確定轉動裝置的轉動量即可以確定活塞桿的移動量，從而確定機器人關節的運動量。

附圖說明

圖1為本發明實施例中驅動機構的主視圖；

圖2為沿圖1中A-A線的剖視放大圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1和圖2所示，本發明實施例提出了一種機器人關節驅動裝置，包括驅動機構和機器人關節機構；

驅動機構，包括轉動裝置101、螺桿102、螺母103和液壓缸104；螺桿102一端與轉動裝置101的轉子固定連接；螺母103設置在螺桿102上，還包括用于限制螺母103轉動，使螺母103沿螺桿102軸向移動的導向裝置105；螺母103固定連接一活塞桿106，活塞桿106活塞部分設置在液壓缸104內，與液壓缸104滑動密封連接；液壓缸104兩端分別設置有第一油孔1041和第二油孔1042；

機器人關節機構，沿機器人關節運動方向的兩端分別連接第一油孔1041和第二油孔1042；液壓缸104的液壓油通過第一油孔1041和第二油孔1042連接并推動機器人關節沿運動方向運動。

可見，本發明實施例提出的機器人關節驅動裝置，轉動裝置轉動時帶動螺桿轉動，從而帶動螺母移動，從而帶動活塞桿移動帶動液壓油推動機器人關節運動；確定轉動裝置的轉動量即可以確定活塞桿的移動量，從而確定機器人關節的運動量。

在本發明實施例中，轉動裝置101的作用是為螺桿102提供轉動力，因此，轉動裝置101只要能夠提供轉動力，知道轉動量即可。優選的，轉動裝置101為伺服電機。

其中，伺服電機(servo motor)是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機。伺服電機可以控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。通過伺服電機驅動螺桿102轉動，伺服電機的轉動量可以精確控制，從而可以準確確定機器人關節的運動量。

在本發明實施例中，螺桿102一端與轉動裝置101的轉子通過聯軸器107固定連接。聯軸器107是用來聯接不同機構中的兩根軸(主動軸和從動軸)使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。通過聯軸器107連接螺桿102與轉動裝置101的轉子，可以使連接更加牢固。

在本發明實施例中，導向裝置105包括滑動座1051和導桿1052。

滑動座1051與螺母103固定連接，滑動座1051設置有固定孔；導桿1052與螺桿102平行，導桿1052通過固定孔與滑動座1051滑動連接。

具體的，導向裝置105用于限制螺母103轉動，使螺母103沿螺桿102轉動方向的垂直方向移動，通過將滑動座1051與螺母103固定，再通過導桿1052限制滑動座1051轉動，可以限制螺母103轉動；導桿1052與螺桿102平行，從而可以使螺母沿103沿螺桿102軸向移動。在本實施例中，導桿1052需要限制螺母103轉動，因此，導桿1052可以為一根或多根；一根或多根導桿1052穿過固定孔與滑動座1051滑動連接。

在本發明實施例中，活塞桿106為中空活塞桿。

其中，活塞桿106在螺母的帶動下會沿螺桿102轉動方向的垂直方向移動，可以將活塞桿106設置為中空狀態，這樣在活塞桿106向螺桿102方向運動時，螺桿102可以從中空活塞桿的中空部分穿過，從而可以使驅動機構的結構更加緊湊，占用空間更小。進一步的，可以將螺桿102設置為中空螺桿，活塞桿106可以在運動時從中空螺桿的中空部分穿過。

在本發明的一個實施例中，活塞桿106與液壓缸104接觸部分設置有油封108。

油封108是用來封油脂(油是傳動系統中最常見的液體物質，也泛指一般的液體物質之意)的機械元件，它將傳動部件中需要潤滑的部件與出力部件隔離，不至于讓潤滑油滲漏。通過在活塞桿102與液壓缸104接觸部分設置油封108，可以防止液壓油泄露，從而更加準確的確定活塞桿的移動量，即確定機器人關節的運動量。

在本發明實施例中，包括固定螺桿102位置的軸承109。

軸承(Bearing)是當代機械設備中一種重要零部件。它的主要功能是支撐機械旋轉體，降低其運動過程中的摩擦系數，并保證其回轉精度。通過使用軸承109固定螺桿102的位置，可以使螺桿102的旋轉更加穩定。

本實施例中，機器人關節驅動裝置工作時，伺服電機轉動，帶動通過聯軸器與伺服電機的轉子連接的螺桿轉動，螺桿通過軸承固定，螺桿轉動時，螺母被導向裝置限制無法轉動，沿螺桿軸向移動，從而帶動與螺母固定連接的中空活塞桿在液壓缸內運動，推動液壓油從第一油孔和第二油孔運動，液壓油通過第一油孔和第二油孔推動機器人關節沿運動方向運動。舉例來說，伺服電機正轉時，可以設定螺母向左移動，即活塞向左移動，第一油孔出油，第二油孔進油，液壓油直接或間接連接機器人關節聯測，通過液壓油的體積變化帶動機器人運動關節向一側移動或轉動。

詳細的，機器人關節可以設置在一腔室中，與腔室滑動密封連接，機器人關節類似于液壓缸內的活塞，當腔室內進入液壓油時，會推動機器人關節在腔室內移動；腔室為弧形時，機器人關節轉動，腔室為直線時，機器人直線移動。

由于液壓油為不可壓縮液體，當液壓油運動時，帶動密閉腔室體積的變化，推動機器人關節運動。

通過確定伺服電機的轉動量，即可以知道螺桿的轉動量，結合螺桿轉動量和螺桿的螺距，即可以知道螺母的移動量，即可以確定活塞桿的移動量，從而可以確定液壓油的運動量。機器人運動機構通過液壓油的運動量來推動機器人運動關節轉動。

詳細的，設機器人運動關節轉動或移動1個距離單位時，所需的液壓油運動量為A，液壓油與活塞桿的接觸端面的面積為B；活塞桿移動距離為C時，移動液壓油的體積為B*C，機器人運動關節轉動或移動B*C/A個距離單位。活塞桿的移動距離C可以通過螺桿轉動量和螺桿的螺距確定，螺桿的螺距為定值，因此只需要知道伺服電機的轉動量即可以確定機器人運動關節的運動量。

另外，伺服電機不需要安裝在機器人關節上，通過油管將液壓油連接到機器人關節即可，可大幅降低機器人關節的自身重量。

綜上所述，本發明實施例至少可以實現如下效果：

在本發明實施例中，轉動裝置轉動時帶動螺桿轉動，從而帶動螺母移動，從而帶動活塞桿移動帶動液壓油推動機器人關節運動；確定轉動裝置的轉動量即可以確定活塞桿的移動量，從而確定機器人關節的運動量。

在本發明實施例中，轉動裝置為伺服電機，從而可以準確確定機器人關節的運動量。

在本發明實施例中，螺桿與轉動裝置通過聯軸器固定連接，可以使連接更加牢固。

在本發明實施例中，活塞桿為中空活塞桿，從而可以使驅動機構的結構更加緊湊，占用空間更小，便于裝配。

在本發明實施例中，活塞桿與液壓缸接觸部分設置有油封，可以防止液壓油泄露，從而更加準確的確定活塞桿的移動量，即可以準確確定機器人關節的運動量。

在本發明實施例中，通過使用軸承固定螺桿的位置，可以使螺桿的旋轉更加穩定。

最后需要說明的是：以上所述僅為本發明的較佳實施例，僅用于說明本發明的技術方案，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍內。