CN104787146A 说 明书 3/4页 [0027] 本发明是应用于机器人手臂的一种抗冲击的串联弹性驱动器。 [0028] 一种仿人机器人的抗冲击的仿生串联弹性关节，其包括大臂外骨架3、小臂14、轴 承9：所述大臂外骨架3与所述小臂14通过所述轴承9转动连接：其特征在于：所述仿生串 联弹性关节还具有串联弹性驱动器，所述串联弹性驱动器的两端分别连接于所述大臂外骨 架3、所述小臂14。 [0029]所述串联弹性驱动器又包括伺服电机组件、传动机构、活塞组件。 [0030] 所述伺服电机组件又包括伺服电机2、所述伺服电机2末端的编码器1、伺服电机 的输出轴。所述伺服电机2作为动力源，其末端与所述编码器1连接，并通过四个螺丝和所 述大臂外骨架3固连。 [0031] 所述传动机构又包括减速传动装置、第二级传动装置。 [0032]所述活塞组件又包括活塞12、安装在所述活塞12内的线性直线弹簧13：所述线 性直线弹簧13的两端与所述活塞12的两极限位置连接，当所述活塞12运动时，所述线性 直线弹簧13就会被压缩。所述活塞12的两端分别连接于所述大臂外骨架3、所述小臂14。 当所述小臂14受到冲击时，所述活塞12压缩所述线性直线弹簧13，从而削弱尖峰冲击力， 保护所述仿生串联弹性关节。 [0033] 所述减速传动装置又包括锁紧套4、小带轮5、大带轮6、皮带7：其中，所述伺服电 机2的输出轴通过所述锁紧套4与所述小带轮5连接，所述小带轮5与所述大带轮6通过 所述皮带7连接。 [0034]所述第二级传动装置又包括丝杠8、丝杠螺帽10、连接件11：所述大带轮6与所述 丝杠8相连，所述丝杠螺帽10通过所述连接件11与所述活塞12连接，所述第二级传动装 置将所述伺服电机2的旋转运动变成所述连接件11的直线运动，进而带动所述小臂14的 运动。所述连接件11连接着对称的两个滑块15，所述大臂外骨架3内两端对称安装有两个 滑块导轨16，所述滑块15在所述滑块导轨16的引导下可上下运动：当所述小臂14受到冲 击时，所述活塞12带动所述连接件11，所述连接件11又带动所述丝杠螺帽10运动。 [0035]所述轴承9处安装有一个磁旋编码器17，用于测量所述小臂14相对于所述大臂外 骨架3转动的角度。所述滑块导轨16中的一个上连接有一个直线传感器用于测量所述丝 杠螺帽10上下的直线位移，依据所述直线传感器和磁旋编码器17所测的数据，所述仿生串 联弹性关节可以算出所述线性直线弹簧13的压缩量，通过所述线性直线弹簧13的劲度系 数进而得到实时的驱动力，以实现对驱动所述小臂14运动的所述驱动力的精确控制。 [0036]所述同服电机2的转矩通过减速传动装置传递到所述丝杠8，再通过所述第二级 传动装置传递到所述活塞12，由所述活塞12驱动所述小臂14：因此，当所述伺服电机2输 出力时，经过两级传动带动所述小臂14的运动。所述小臂14采用了轻量化的碳纤维材质， 减小手臂的转动惯量，使机器人的小臂更加轻盈方便和更易于控制。 [0037]本发明的串联弹性驱动器增强了机器人运动的拟人化和柔顺性，连接大臂和小臂 的弹性元件串联弹性驱动器仿照人体的肌肉拉缩运动，压缩弹簧储存弹性势能，增加作用 时间，减小冲击力峰值的破坏。 [0038] 将弹性单元串联弹性驱动器单独放出来使其与大臂、小臂相连，更好地利用了空 间，同时增加了手臂运动的范围。 [0039] 以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人 5