一种仿人腰部旋转机构的制作方法

1.本实用新型涉及机器人腰转机构领域，更具体地说，涉及一种仿人腰部旋转机构。


背景技术：

2.机器人系统是由机器人和作业对象及环境共同构成的整体，其中包括机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四大部分，机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的半自化或全自动化机器。
3.其中若机器人具备行走机构，则构成行走机器人；若机器人不具备行走及腰转机构，则构成单机器人臂，末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，它可以是两手指或多手指的手爪，也可以是喷漆枪、焊枪等作业工具，但是现有部分机器人腰转机构大多为传统的多级齿轮减速，结构繁杂占据过多的使用空间，不利于腰转机构两端的整体传动。


技术实现要素：

4.1．要解决的技术问题
5.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种仿人腰部旋转机构，它可以实现优化结构，降低了机构所占用的空间，多级结构相互协调配合，达到实现腰转机构所需角度的精确控制。
6.2．技术方案
7.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
8.一种仿人腰部旋转机构，包括用于提供驱动的步进电机，所述步进电机朝向输出端的一侧设置有上身连接部和下身连接部，所述上身连接部的一端连接步进电机，另一端与下身连接部配合传动连接。
9.进一步的，所述上身连接部包括有用于连接机器人的上半身的腰部连接法兰，所述步进电机的输出端贯穿腰部连接法兰的顶部且固定在腰部连接法兰上，腰部连接法兰的底部安装有钢轮连接法兰，所述钢轮连接法兰的内部开设有传动腔室，所述传动腔室的内部适配设置有谐波齿轮，谐波齿轮的外壁与钢轮连接法兰的内壁柔性传动连接。
10.进一步的，所述谐波齿轮的顶部还开设有固定槽，步进电机的输出端贯穿腰部连接法兰的顶部延伸至固定槽内部，步进电机的输出端通过固定在固定槽内部与谐波齿轮固定连接。
11.进一步的，位于所述钢轮连接法兰的侧壁且垂足于钢轮连接法兰的环面垂直安装有限位板。
12.进一步的，所述下身连接部包括有套接在钢轮连接法兰内底部的交叉滚珠轴承，所述下身连接部还包括有位于钢轮连接法兰下方的柔轮连接法兰，所述柔轮连接法兰的顶部突出形成凸台，所述凸台穿过交叉滚珠轴承中部的孔穿插设置在谐波齿轮的内底部。
13.进一步的，所述谐波齿轮的内底部对应所述凸台适配开设有槽，所述谐波齿轮与
柔轮连接法兰柔性传动连接。
14.进一步的，所述柔轮连接法兰的顶部还间距设置有两个定位片，柔轮连接法兰的顶部对应限位板设置有限位挡板，所述限位挡板的内部对应两个所述定位片安装有光电传感器。
15.3．有益效果
16.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
17.（1）本方案，步进电机驱动带动谐波齿轮，谐波齿轮的底壁带动柔轮连接法兰转动，组合形成基础的谐波减速机构，与传统的多级齿轮减速相比，即满足相应的转速和转矩要求，且大大优化结构，降低了机构所占用的空间，对应分布的两个光电传感器可通过识别定位片来实现步进电机的复位和角度定位，通用多级结构相互协调配合，达到实现腰转机构所需角度的精确控制，使整个腰转机构更贴合人体工程仿生，结构进一步优化。
附图说明
18.图1为本实用新型的整体结构示意图；
19.图2为本实用新型的上身连接部与下身连接部拆解结构示意图；
20.图3为本实用新型的上身连接部与下身连接部剖面结构示意图。
21.图中标号说明：
22.1、步进电机；2、上身连接部；3、下身连接部；4、腰部连接法兰；5、钢轮连接法兰；6、传动腔室；7、谐波齿轮；8、固定槽；9、限位板；10、交叉滚珠轴承；11、柔轮连接法兰；12、定位片；13、限位挡板；14、光电传感器。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.实施例1：
25.请参阅图1
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3，一种仿人腰部旋转机构，包括用于提供驱动的步进电机1，步进电机1朝向输出端的一侧设置有上身连接部2和下身连接部3，上身连接部2的一端连接步进电机1，另一端与下身连接部3配合传动连接。
26.请参阅图2
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3，上身连接部2包括有用于连接机器人的上半身的腰部连接法兰4，步进电机1的输出端贯穿腰部连接法兰4的顶部且固定在腰部连接法兰4上，腰部连接法兰4的底部安装有钢轮连接法兰5，钢轮连接法兰5的内部开设有传动腔室6，传动腔室6的内部适配设置有谐波齿轮7，谐波齿轮7的外壁与钢轮连接法兰5的内壁柔性传动连接。
27.进一步的，腰部连接法兰4的顶部还环形阵列开设有用于固定的螺丝孔。
28.请参阅图2
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3，谐波齿轮7的顶部还开设有固定槽8，步进电机1的输出端贯穿腰部连接法兰4的顶部延伸至固定槽8内部，步进电机1的输出端通过固定在固定槽8内部与谐波齿轮7固定连接。
29.请参阅图2
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3，位于钢轮连接法兰5的侧壁且垂足于钢轮连接法兰5的环面垂直安
装有限位板9。
30.请参阅图2
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3，下身连接部3包括有套接在钢轮连接法兰5内底部的交叉滚珠轴承10，下身连接部3还包括有位于钢轮连接法兰5下方的柔轮连接法兰11，柔轮连接法兰11的顶部突出形成凸台，凸台穿过交叉滚珠轴承10中部的孔穿插设置在谐波齿轮7的内底部，钢轮连接法兰5与柔轮连接法兰11之间套接的交叉滚珠轴承10，有效降低传动阻力并且可减少损耗。
31.请参阅图2
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3，谐波齿轮7的内底部对应凸台适配开设有槽，谐波齿轮7与柔轮连接法兰11柔性传动连接。
32.请参阅图2
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3，柔轮连接法兰11的顶部还间距设置有两个定位片12，柔轮连接法兰11的顶部对应限位板9设置有限位挡板13，限位挡板13的内部对应两个定位片12安装有光电传感器14。
33.进一步的，柔轮连接法兰11用于连接机器人的下半身。
34.进一步的，步进电机1驱动带动谐波齿轮7，谐波齿轮7的底壁带动柔轮连接法兰11转动，组合形成基础的谐波减速机构，与传统的多级齿轮减速相比，即满足相应的转速和转矩要求，且大大优化结构，降低了机构所占用的空间。
35.进一步的，步进电机1及光电传感器14并入机器人的控制系统，对应分布的两个光电传感器14可通过识别定位片12来实现步进电机1的复位和角度定位，通用多级结构相互协调配合，达到实现腰转机构所需角度的精确控制，使整个腰转机构更贴合人体工程仿生，结构进一步优化。
36.在使用时：步进电机1驱动带动谐波齿轮7，谐波齿轮7的底壁带动柔轮连接法兰11转动，组合形成基础的谐波减速机构，与传统的多级齿轮减速相比，即满足相应的转速和转矩要求，且大大优化结构，降低了机构所占用的空间，对应分布的两个光电传感器14可通过识别定位片12来实现步进电机1的复位和角度定位，通用多级结构相互协调配合，达到实现腰转机构所需角度的精确控制，使整个腰转机构更贴合人体工程仿生，结构进一步优化。
37.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。