关节双向储能装置、机器人关节结构以及机器人的制作方法

1.本技术属于机器人技术领域，更具体地说，是涉及一种关节双向储能装置、机器人关节结构以及机器人。


背景技术：

2.在机器人技术领域，弹性驱动器是作用在关节端与负载端之间的辅助驱动单元，能对关节输出的部分能量进行存储，并在适当的时机释放出来。
3.现有的弹性驱动器只能实现单向的能量存储与释放，即在工作中只能相对关节的单向转向存储能量，反向释放能量，这使得弹性驱动器只能为关节的能量输出端提供正功或负功。但在某些工况下，如机器人关节的复杂工况下，关节的正功和负功输出需求都很高。例如，关节相对某一初始位置正转时需要做较大的正功(或负功)，反转时需要做较大的负功(或正功)，这便要求弹性驱动器能同时满足输出较大正功与负功的能力，但是现有的仅能单向辅助做功的弹性驱动器并未能起到有效作用。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种关节双向储能装置、机器人关节结构以及机器人，以解决现有技术中弹性驱动器只能单向转向时存储能量，反向释放能量的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种关节双向储能装置，关节双向储能装置包括套筒、第一滑动件、第二滑动件、弹性元件、第一伸缩连杆、第二伸缩连杆。套筒的两端均为开口端，第一滑动件可滑动地设置于套筒的一端，第二滑动件可滑动地设置于套筒的另一端。弹性元件的两端分别抵接于第一滑动件和第二滑动件。第一伸缩连杆的一端枢轴连接于第一滑动件，以使第一伸缩连杆转动时带动第一滑动件滑动。第一伸第二伸缩连杆的一端枢轴连接于第二滑动件，以使第一伸缩连杆转动时带动第一滑动件滑动。第一伸缩连杆和第二伸缩连杆各自的另一端分别对应地枢轴连接于关节端部的端部旋转件和驱动装置输出端的输出旋转件，且输出旋转件或者第二伸缩连杆连接第一伸缩连杆以带动第一伸缩连杆运动。
6.可选地，关节双向储能装置包括摆杆，摆杆的两端分别连接于第一伸缩连杆和第二伸缩连杆，或者摆杆的两端分别用于连接端部旋转件和输出旋转件。可选地，摆杆的数量为两根，两根所述摆杆分别位于所述套筒的两侧并沿着所述套筒的轴向平行设置。
7.可选地，弹性元件为压缩弹簧；
8.或者，弹性元件为磁弹簧，磁弹簧包括多个沿着套筒的轴向滑动装配于套筒内的磁体，相邻两个磁体的相面对侧的磁性相反；
9.或者，弹性元件为板簧件。
10.可选地，第一滑动件和第二滑动件均为嵌套于套筒的滑动板。
11.可选地，第一滑动件和第二滑动件均具有安装部，安装部具有安装孔，关节双向储能装置包括旋转轴，第一滑动件和第二滑动件各自的安装孔内均嵌套有旋转轴，第一伸缩
连杆和第二伸缩连杆分别套接于旋转轴。
12.可选地，关节双向储能装置包括两个挡件，两个挡件分别固定于套筒的两端，以分别阻止第一滑动件和第二滑动件脱离套筒。
13.可选地，挡件为环形挡圈并贴合固定于套筒端部的开口边沿。
14.可选地，第一伸缩连杆和第二伸缩连杆均包括连杆套和连杆，连杆的一端伸入连杆套并能够沿着连杆套滑动。
15.可选地，第一伸缩连杆和第二伸缩连杆的长度相同或者不同。
16.可选地，第一伸缩连杆和第二伸缩连杆的数量均为两根，两根第一伸缩连杆各自的一端均枢轴连接于第一滑动件，两根第一伸缩连杆各自的另外一端分别枢轴连接于关节端部的端部旋转件的不同位置；
17.两根第二伸缩连杆各自的一端均数轴连接于第二滑动件，两根第二伸缩连杆各自的另外一端分别枢轴连接于驱动装置输出端的输出旋转件的不同位置。
18.根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种机器人关节结构，机器人关节结构包括关节主体、驱动装置、端部旋转件、输出旋转件以及上述任一项的关节双向储能装置。端部旋转件可转动地安装于关节主体的端部。输出旋转件可转动地安装于驱动装置的输出端。第一伸缩连杆枢轴连接端部旋转件，第二伸缩连杆枢轴连接于输出旋转件。
19.根据本技术的另一方面，本技术进一步提供一种机器人，机器人包括上述任一项的关节双向储能装置。
20.本技术提供的关节双向储能装置、机器人关节结构以及机器人的有益效果在于：与现有技术相比，本技术的关节双向储能装置通过在套筒中设置弹性元件，第一滑动件和第二滑动件分别可滑动地设置于套筒的两端，从而使得第一滑动件和第二滑动件均可沿着套筒轴向滑动，当第一滑动件和第二滑动件之间的间距减小时，弹性元件发生形变；第一伸缩连杆的两端分别枢轴连接于第一滑动件和关节端部的端部旋转件，从而第一伸缩连杆可以带动第一滑动件沿着套筒滑动，第一伸缩连杆也可以通过端部旋转件助力带动关节转动；而第二伸缩连杆的两端分别枢轴连接于第二滑动件和驱动装置的输出端的输出旋转件，从而输出旋转件可以带动第二伸缩连杆转动，第二伸缩连杆可以带动第二滑动件沿着套筒滑动；而且输出旋转件或者第二伸缩连杆连接第一伸缩连杆以带动第一伸缩连杆运动。。所述关节双向储能装置工作时，当驱动装置驱动输出旋转件向其中一侧转动时，第二伸缩连杆带动第二滑动件沿着套筒滑动，输出旋转件或者第二伸缩连杆带动第一伸缩连杆伸缩；驱动装置驱动输出旋转件向另外一侧转动时，第二伸缩连杆进行伸缩，输出旋转件或者第二伸缩连杆带动第一伸缩连杆转动，第一伸缩连杆带动第一滑动件沿着套筒滑动。第一滑动件或者第二滑动件沿着套筒滑动时，使得弹性元件发生形变，从而实现可双向储存能量。所述关节双向储能装置在储存能量的基础上，若是驱动装置驱动输出旋转件反向转动，弹性元件带动第一滑动件或者第二滑动件反向滑动，第一伸缩连杆或者第二伸缩连杆逐渐伸缩复原至初始状态，弹性元件也复原至初始状态，第一伸缩连杆或者第二伸缩连杆的伸缩运动可助力端部旋转件的旋转运动，从而辅助关节的端部旋转件对负载进行做功，实现双向释放弹性元件的能量。由此可见，输出旋转件不论向哪一侧方向转动均能直接或者间接地带动第一伸缩连杆和第二伸缩连杆中的其中一个进行伸缩，第一伸缩连杆和第二伸缩连杆中的另外一个则对应地带动第一滑动件或者第二滑动件沿着套筒轴向滑动，从而
使得弹性元件发生变化并储存能量；而在弹性元件储存能量的状态下，若输出旋转件反向转动则能够带动第一伸缩连杆或第二伸缩连杆中的其中一个反向伸缩运动，从而释放储存于弹性元件的能量，这样可以同时满足关节正转时输出较大的正功(或负功)，反转时输出较大的负功(或正功)的复杂工况，实现双向储能和双向做功。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本技术实施例提供的机器人关节结构的立体结构示意图，其中机器人关节结构包括关节双向储能装置；
23.图2为图1所示的机器人关节结构的结构分解图，以展示关节双向储能装置和驱动装置、关节主体之间的配合关系；
24.图3为本技术实施例提供的关节双向储能装置的立体结构示意图；
25.图4为图3所示的关节双向储能装置的俯视图；
26.图5为图3所示的关节双向储能装置的结构分解图；
27.图6为本技术实施例提供的机器人关节结构向其中一侧转动的状态的立体结构示意图；
28.图7为本技术实施例提供的机器人关节结构向另外一侧转动的状态的立体结构示意图。
29.其中，图中各附图标记：
30.1-关节双向储能装置；10-套筒；11-固定件；20-第一滑动件；21-安装部；2101-安装孔；30-第二滑动件；31-安装部；3101-安装孔；40-弹性元件；50-第一伸缩连杆；51-连杆套；52-连杆；60-第二伸缩连杆；61-连杆套；62-连杆；70-摆杆；80-旋转轴；81-限位凸缘；90-挡件；2-关节主体；3-端部旋转件；4-输出旋转件；5-支撑体。
具体实施方式
31.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
33.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.请一并参阅图1及图2，现对本技术实施例提供的关节双向储能装置1进行说明。关节双向储能装置1用于安装于机器人关节结构和负载之间，以助力机器人关节结构带动负载进行做功。所述关节双向储能装置1，包括套筒10、第一滑动件20、第二滑动件30、弹性元件40、第一伸缩连杆50、第二伸缩连杆60。
36.套筒10的两端均为开口端，套筒10的内部具有收纳空腔。第一滑动件20可滑动地设置于套筒10的一端，第二滑动件30可滑动地设置于套筒10的另一端。也就是说，第一滑动件20和第二滑动件30分别设置于套筒10的两端位置，且第一滑动件20和第二滑动件30均可沿着套筒10轴向滑动。弹性元件40的两端分别抵接于第一滑动件20和第二滑动件30。也就是说，弹性元件40位于第一滑动件20和第二滑动件30之间。当第一滑动件20和第二滑动件30两者中的任意一个沿着套筒10滑动时，第一滑动件20和第二滑动件30之间的间距减小，第一滑动件20或者第二滑动件30迫使弹性元件40发生变化，从而实现能量的储存和释放。
37.第一伸缩连杆50的长度能够进行伸缩。第一伸缩连杆50的一端枢轴连接于第一滑动件20，从而使得第一伸缩连杆50的一端可相对第一滑动件20转动。第一伸缩连杆50的另一端枢轴连接于关节端部的端部旋转件3，从而使得第一伸缩连杆50的另一端可相对端部旋转件3转动。
38.第二伸缩连杆60的长度也能够进行伸缩。第二伸缩连杆60的一端枢轴连接于第二滑动件30，从而使得第二伸缩连杆60的一端可相对第二滑动件30转动。第二伸缩连杆60的另一端枢轴连接于驱动装置输出端的输出旋转件4，从而输出旋转件4可带动第二伸缩连杆60转动。输出旋转件或者第二伸缩连杆60连接第一伸缩连杆50以带动第一伸缩连杆50运动。
39.示例性地，在图示的实施例中，关节双向储能装置1包括摆杆70，摆杆70的两端分别用于连接端部旋转件3和输出旋转件4，这样，输出旋转件4依次通过摆杆70、端部旋转件3带动第一伸缩连杆50运动。在其他实施例中，摆杆70的两端分别连接于第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60，从而使得第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60之间可以通过摆杆70进行传动。
40.所述关节双向储能装置1安装于机器人关节结构的端部，具体来说，套筒10的端部边沿还具有固定件11，固定件11用于和机器人关节结构的端部进行固定。机器人关节结构通常包括关节主体2、端部旋转件3，驱动装置以及输出旋转件4。端部旋转件3可转动地安装于关节主体2的端部。驱动装置可为舵机。输出旋转件4和驱动装置的输出端连接，以使驱动装置驱动输出旋转件4转动。示例性地，固定件11为大致呈弧形的固定板，套筒10的固定件11通过紧固件固定于关节主体2的端部，呈弧形的固定件11和关节主体2的端部形状比较吻合，有利于二者的贴合固定。在其他实施例中，固定件11也可以采用其他形状或者其他结构。所述关节双向储能装置1在图1所示的状态为初始状态(也称零点状态)。当驱动装置驱动输出旋转件44相对初始状态向其中一侧转动时，例如顺时针转动时，输出旋转件4带动第二伸缩连杆60转动，第二伸缩连杆60转动的同时带动第二滑动件30沿着套筒10滑动，第二滑动件30继而作用于弹性元件40，使得弹性元件40发生变化，从而储存能量；而且驱动装置
依次通过输出旋转件4、摆杆70带动第一伸缩连杆50转动并进行长度的伸缩，第一伸缩连杆50进一步通过端部旋转件3带动关节结构转动。
41.而当驱动装置驱动输出旋转件4相对初始状态向另外一侧转动时，例如逆时针转动时，输出旋转件4带动第二伸缩连杆60转动，第二伸缩连杆60转动的同时进行长度方向上的伸缩运动，同时驱动装置依次通过输出旋转件4、摆杆70带动第一伸缩连杆50转动，第一伸缩连杆50转动的同时带动第一滑动件20沿着套筒10滑动，第一滑动件20继而作用于弹性元件40，使得弹性元件发生变化，从而储存能量。由此可见，不论驱动装置驱动输出旋转件4向着哪一侧方向转动，输出旋转件4均能直接或者间接地带动第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60中的其中一个进行伸缩，而第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60中的另外一个则对应地带动第一滑动件20或者第二滑动件30沿着套筒10轴向滑动，从而使得弹性元件40发生变化并储存能量。利用弹性元件40可进行双向储存能量。而在弹性元件40储存能量的状态下，若输出旋转件4反向转动则能够带动第一伸缩连杆50或第二伸缩连杆60中的其中一个反向伸缩运动，弹性元件40带动第一滑动件20或者第二滑动件30反向滑动，直至第一伸缩连杆50或者第二伸缩连杆60复原至初始状态，弹性元件40也复原至初始状态，从而释放储存于弹性元件40的能量。
42.本技术提供的所述关节双向储能装置1，与现有技术相比，可以实现双向储能和双向做功，可同时满足关节正转时输出较大的正功(或负功)，反转时输出较大的负功(或正功)的复杂工况。
43.在本技术另一个实施例中，弹性元件40为压缩弹簧。压缩弹簧设置于套筒10内部。压缩弹簧的两端分别抵接位于套筒10两端的第一滑动件20和第二滑动件30。当第一伸缩连杆50在转动的同时推动第一滑动件20沿着套筒10向着套筒10内部轴向滑动时，或第二伸缩连杆60在转动的同时推动第二滑动件30沿着套筒10向着套筒10内部轴向滑动时，压缩弹簧被压缩并储存能量。反之，当第一伸缩连杆50或第二伸缩连杆60反向转动时，压缩弹簧在自身弹力作用下推动第一滑动件20或者第二滑动件30反向滑动，直至压缩弹簧复原至初始状态，实现能量的释放。采用弹簧作为储存和释放能量的弹性元件40，结构简单，便于制造，组装便捷。
44.在另外一个实施例中，套筒10的侧壁设有狭长的滑动槽，第一滑动件20和第二滑动件30分别具有通过滑动槽伸出套筒10外部的连接部，弹性元件40为压缩弹簧并设置于套筒10的外壁，压缩弹簧的两端分别抵接第一滑动件20和第二滑动件30的连接部，以使第一滑动件20或第二滑动件30滑动时通过连接部推动压缩弹簧以使压缩弹簧压缩变形。
45.在本技术另一个实施例中，弹性元件40为磁弹簧，磁弹簧包括多个沿着套筒10轴向滑动装配于套筒10内的磁体，相邻两个磁体的相面对侧的磁性相反，这样相邻两个磁体之间是互斥的。当第一伸缩连杆50在转动的同时推动第一滑动件20沿着套筒10向着套筒10内部轴向滑动时，或第二伸缩连杆60在转动的同时推动第二滑动件30沿着套筒10向着套筒10内部轴向滑动时，磁弹簧的各个磁体之间间距被压缩减小，从而储存能量。反之，当第一伸缩连杆50或第二伸缩连杆60反向转动时，由于磁弹簧相邻的两个磁体之间是互斥的，因此各个磁体在磁力作用下相互远离，间距增大，从而磁弹簧推动第一滑动件20或者第二滑动件30反向滑动，直至磁弹簧复原至初始状态，实现能量的释放。采用磁弹簧作为弹性元件40，结构简单，组装便捷，利用磁力作用进行能量的储存和释放，磁弹簧在使用过程中不会
像常规弹簧那样容易过度变形而导致结构损坏，使用寿命更长。
46.在本技术的另一个实施例中，弹性元件40为板簧件。板簧件的两端分别抵接第一滑动件20和第二滑动件30。当第一伸缩连杆50在转动的同时推动第一滑动件20沿着套筒10向着套筒10内部轴向滑动时，或第二伸缩连杆60在转动的同时推动第二滑动件30沿着套筒10向着套筒10内部轴向滑动时，板簧件的两端受力而弯曲变形，实现双向储存能量。反之，当第一伸缩连杆50或第二伸缩连杆60反向转动时，板簧件有形状复原的趋势并推动第一滑动件20或者第二滑动件30反向滑动，直至板簧件形状复原，实现能量的释放。采用板簧件作为储存和释放能量的弹性元件40，结构简单，便于制造，组装便捷。在其他实施例中，弹性元件40还可以采用其他能够储能和释放能量的元件。
47.在本技术另一个实施例中，第一滑动件20和第二滑动件30均为嵌套于套筒10的滑动板。滑动板为圆柱体形状，滑动板的横截面和套筒10的横截面形状匹配。滑动板可滑动地嵌套于套筒10的端部，从而滑动板在推力作用下可在套筒10内沿着套筒10轴向滑动。弹性元件40的两端分别抵接两个滑动板的侧壁，这样弹性元件40和滑动板之间可相互抵推作用，圆柱状的滑动板可便于稳定地进行力的传递。
48.在本技术另一个实施例中，第一滑动件20面向套筒10外部的一侧具有凸出的安装部21，安装部21具有安装孔2101。同样地，第二滑动件30面向套筒10外部的一侧也具有凸出的安装部31，安装部31具有安装孔3101。所述关节双向储能装置1包括多个旋转轴80，旋转轴80呈柱状，其中一个旋转轴80嵌套于第一滑动件20的安装孔2101内，第一伸缩连杆50的一端设有通孔并套接于该旋转轴80。同样地，另外一个旋转轴80嵌套于第二滑动件30的安装孔3101内，第二伸缩连杆60的一端设有通孔并套接于该旋转轴80。通过这样的方式，实现第一伸缩连杆50和第一滑动件20之间、第二伸缩连杆60和第二滑动件30之间的枢轴连接，使得第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60均可绕着旋转轴80转动。
49.具体地，旋转轴80的边缘位置设有限位凸缘81，限位凸缘81能够对第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60进行限位，以防止第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60脱离旋转轴80。
50.在本技术另一个实施例中，第一伸缩连杆50和端部旋转件3之间、第二伸缩连杆60和输出旋转件4之间均通过旋转轴80进行枢轴连接。
51.在本技术另一个实施例中，请参阅图1和图2，关节双向储能装置1包括多个挡件90，挡件90固定于套筒10的端部开口边沿，以阻止第一滑动件20和第二滑动件30脱离套筒10。
52.在图示的实施例中，挡件90为环形挡圈，环形挡圈贴合固定于套筒10的端部开口的边沿。第一滑动件20和第二滑动件30的截面尺寸均大于环形挡圈中部的通道尺寸，从而第一滑动件20和第二滑动件30不能通过环形挡圈，从而阻止第一滑动件20和第二滑动件30从套筒10的端部滑出。
53.在本技术另一个实施例中，请参阅图2，第一伸缩连杆50包括连杆套51和连杆52，连杆套51的内部具有空腔，连杆套51一端开口，另一端封闭，这样连杆套51的两端分别为端面和槽面。其中连杆套51的端面设有通孔并可转动地套接于其中一个旋转轴80。连杆52的一端为轴面并设有通孔，连杆52的轴面可转动地套接于另外一个旋转轴80。连杆52的另一端为档面并伸入连杆套51的空腔中以沿着连杆套51滑动，从而实现第一伸缩连杆50的伸长和收缩。
54.同样地，第二伸缩连杆60包括连杆套61和连杆62，连杆套61的内部具有空腔，连杆套61一端开口，另一端封闭，这样连杆套61的两端分别为端面和槽面。其中连杆套61的端面设有通孔并可转动地套接于其中一个旋转轴80。连杆62的一端为轴面并设有通孔，连杆62的轴面可转动地套接于另外一个旋转轴80。连杆62的另一端为档面并伸入连杆套61的空腔中以沿着连杆套61滑动，从而实现第二伸缩连杆60的伸长和收缩。
55.具体地，在图1所示的初始状态(也称零点状态)时，连杆52的档面和连杆套51的端面抵触，连杆62的档面和连杆套61的端面也抵触。当第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60相对初始状态向其中一侧转动时，例如顺时针转动，连杆62的档面和连杆套61的端面依然相抵合，连杆52的档面和连杆套51的端面逐渐远离，连杆52的档面在连杆套51中滑动，从而实现第一伸缩连杆50的伸长。而当第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60反方向转动恢复至初始状态时，连杆62的档面和连杆套61的端面依然相抵合，连杆52的档面和连杆套51的端面逐渐靠近直至相抵接，连杆52的档面在连杆套51中滑动，从而实现第一伸缩连杆50的缩短。
56.当第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60相对初始状态向另一侧转动时，例如逆时针转动时，连杆52的档面和连杆套51的端面依然相抵合，连杆62的档面和连杆套61的端面分离，连杆62的档面在连杆套61中滑动，从而实现第二伸缩连杆60的伸长。而当第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60反方向转动恢复至初始状态时，连杆52的档面和连杆套51的端面依然相抵合，连杆62的档面和连杆套61的端面逐渐靠近直至相抵接，连杆62的档面在连杆套61中滑动，从而实现第二伸缩连杆60的缩短。
57.在其他实施例中，第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60也可以采用其他合理的可伸缩结构。例如，第一伸缩连杆50也可包括两根杆件，其中一根杆件设有滑槽，另外一根杆件设有滑块并可滑动地嵌入滑槽中，从而两根杆件可以相对滑动伸缩；第二伸缩连杆60的结构和第一伸缩连杆50相同。
58.在本技术另一个实施例中，第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60的长度相同。在其他实施例中，第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60的长度也可以不同。根据实际应用的需要，当机器人关节结构分别向两侧转动的幅度不同，可以合理设置第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60的长度。
59.在本技术另一个实施例中，第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60的数量均为两根，两根第一伸缩连杆50各自的一端均通过同一个旋转轴80枢轴连接于第一滑动件20，该旋转轴80的两侧均设有限位凸缘81，安装部21的安装孔2101和旋转轴80的中部位置配合，旋转轴80两侧位置的限位凸缘81则分别位于安装部21的两侧位置。其中一根第一伸缩连杆50的端部被限位于安装部21和旋转轴80其中一侧的限位凸缘81之间。另外一根第一伸缩连杆50的端部被限位于安装部21和旋转轴80另外一侧的限位凸缘81之间。这样两根第一伸缩连杆50各自的端部分别位于安装部21的两侧并均被限位凸缘81限位。两根第一伸缩连杆50各自的另外一端分别对应地通过两个旋转轴80枢轴连接于关节端部的端部旋转件3的不同位置。
60.同理，两根第二伸缩连杆60各自的一端均通过同一个旋转轴80数轴连接于第二滑动件30，该旋转轴80的两侧均设有限位凸缘81，安装部31的安装孔3101和旋转轴80的中部位置配合，旋转轴80两侧位置的限位凸缘81则分别位于安装部31的两侧位置。其中一根第二伸缩连杆60的端部被限位于安装部31和旋转轴80其中一侧的限位凸缘81之间。另外一根
第二伸缩连杆60的端部被限位于安装部31和旋转轴80另外一侧的限位凸缘81之间。这样两根第二伸缩连杆60各自的端部分别位于安装部31的两侧并均被限位凸缘81限位。两根第二伸缩连杆60各自的另外一端分别对应地通过两个旋转轴80枢轴连接于驱动装置输出端的输出旋转件4的不同位置。
61.可以理解的是，在第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60的数量均为两根的情形下，当驱动装置驱动输出旋转件4向其中一侧转动时，例如顺时针转动时，输出旋转件4带动两根第二伸缩连杆60同时转动，且此时其中一根第二伸缩连杆60带动第二滑动件30沿着套筒10滑动，第二滑动件30继而作用于弹性元件40，使得弹性元件40发生变化，从而储存能量，另外一根第二伸缩连杆60则在转动的同时进行长度的伸缩。输出旋转件4或第二伸缩连杆60通过摆杆70带动两根第一伸缩连杆50转动，此时其中一根第一伸缩连杆50在转动的同时进行长度的伸缩，另外一根第一伸缩连杆50则带动第一滑动件20沿着套筒10滑动。两根第一伸缩连杆50进一步通过端部旋转件3带动关节结构转动。可以理解的是，此种情况下，第一滑动件20和第二滑动件30均沿着套筒10滑动且二者相向滑动，相比于仅有一根第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60的情况而言，此时弹性元件40发生的形变量加倍，从而能够储存更大的能量。同理，当驱动装置驱动输出旋转件4向另外一侧转动时，例如逆时针转动时，弹性元件40发生的形变量也加倍，从而能够储存更大的能量。
62.而在弹性元件40储存能量的状态下，若输出旋转件4反向转动则能够带动其中一根第一伸缩连杆50和其中一根第二伸缩连杆60反向伸缩运动，弹性元件40同步带动第一滑动件20和第二滑动件30反向滑动，使得第一滑动件20和第二滑动件30相互远离，直至前述的一根第一伸缩连杆50和一根第二伸缩连杆60均复原至初始状态，弹性元件40也复原至初始状态，从而加倍释放储存于弹性元件40的能量。通过设置两根第一伸缩连杆50和两根第二伸缩连杆60，可以满足关节正转动时需要输出较大的正功(或负功)，反转时输出较大的负功(或正功)的复杂工况。
63.在本技术的另一个实施例中，摆杆70的数量为两根，两根摆杆70分别位于套筒10的两侧且沿着套筒10的轴向平行设置。对于第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60的数量为一根的情况而言，其中一根摆杆70的两端分别连接于端部旋转件3和输出旋转件4；而另一根摆杆70的两端可以分别连接于第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60，或者是另一根摆杆70的两端可以分别连接于端部旋转件3和输出旋转件4。而对于第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60的数量均为两根的情况而言，每一根摆杆70的两端分别连接于端部旋转件3和输出旋转件4，或者每一根摆杆70的两端分别连接于第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60。通过设置摆杆70带动第一伸缩连杆50运动，可以加强结构的稳固性和整体性，有利于力的稳定传递。
64.进一步地，第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60上均设有排气孔并具有运动避空设计。第一滑动件20和第二滑动件30设有排气孔和油槽，套筒10在对应第一滑动件20和第二滑动件30的油槽的位置对应设有小孔，以便于向油槽中添加润滑油。第一伸缩连杆50和第二伸缩连杆60各自端部的通孔与旋转轴80之间套接有无油衬套。为了简化结构，第一伸缩连杆50远离套筒10的一端均和摆杆70的端部、端部旋转件3、关节主体2的转动件可以共同套接于对应的一个旋转轴80；而且第一伸缩连杆50的端部、摆杆70的端部、端部旋转件3以及关节主体2的转动件中任意相邻的两个之间设有垫片。同理，第二伸缩连杆60远离套筒10的一端均和摆杆70的端部、输出旋转件4共同套接于对应的一个旋转轴80；而且第二伸缩连
杆60的端部、摆杆70的端部、输出旋转件4中任意相邻的两个之间设有垫片。
65.本技术还提供一种机器人关节结构，所述机器人关节结构包括上述的关节双向储能装置1、关节主体2、驱动装置、端部旋转件3以及输出旋转件4。端部旋转件3可转动地安装于关节主体2的端部。输出旋转件4可转动地安装于驱动装置的输出端。第一伸缩连杆50通过旋转轴80枢轴连接端部旋转件3，第二伸缩连杆60通过旋转轴80枢轴连接于输出旋转件4。所述机器人关节结构还包括支撑体5，关节双向储能装置1、关节主体2、驱动装置、端部旋转件3以及输出旋转件4均接合于支撑体5，从而形成一个整体。
66.示例性地，关节主体2为髋关节，驱动装置为舵机。髋关节和舵机分别位于关节双向储能装置1的两端，其中髋关节和端部旋转件3连接，舵机和输出旋转件4连接。
67.由于本机器人关节结构采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
68.本技术还提供一种机器人，机器人包括上述的关节双向储能装置1。由于本机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
69.本技术提供的所述关节双向储能装置1以及包括所述关节双向储能装置1的机器人关节结构和机器人具有以下优点：1)利用弹性元件40实现对关节结构特定区间的能量储存和释放，增大关节结构在特定时刻的爆发力；2)所述关节双向储能装置1利用连杆机构的离合转换实现了对关节结构的能量的双向储存和释放，解决了现有的弹性驱动器仅能单向储存能量、反向释放能量的问题，所述关节双向储能装置1能够辅助关节对负载做正功和负功，能够满足负载端在复杂工况下对正功和负功的较大需求；3)所述关节双向储能装置1辅助关节主体2对负载做功，降低对关节的功率需求，通过机械结构提升机器人的输出性能，实现降本、节能；4)所述关节双向储能装置1为模块化设计，可直接安装于关节与负载端之间，可在需要时进行安装，在不需要时拆除。
70.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。