一种基于丝杠螺母的机器人腿部推杆的制作方法

本技术属于机械驱动，涉及机器人腿部推杆，具体涉及一种基于丝杠螺母的机器人腿部推杆。

背景技术：

1、电动推杆是一种将旋转运动转变为直线运动的电力驱动装置，可用于各种简单或复杂的工艺流程中作为执行机构来使用，以实现远距离控制、集中控制或自动控制，广泛应用于人形机器人等各个行业。

2、但现有的电动推杆在使用时依然存在以下问题：①电动推杆在受到不平衡的力时，容易发生晃动以及产生位移的问题；②在电动推杆应用于人形机器人时，需要搭载多种配套的装置(如编码器)，致使电动推杆体积变大容易和其他配套的装置产生干涉；③现有人形机器人在使用的过程中均未考虑电动推杆高能耗所带来的续航问题，因此如何改变电动推杆的结构，使其能耗降低，从而提高人形机器人的续航能力也是急需解决的问题。

3、有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于丝杠螺母的机器人腿部推杆。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

3、一种基于丝杠螺母的机器人腿部推杆，包括第一外壳、与第一外壳固定连接的第二外壳、设置于第二外壳内的电机以及与套设在电机的转子内的阶梯轴，所述阶梯轴的大端设有中空结构；

4、所述阶梯轴的小端依次设有抱闸结构、编码器结构，大端的端面固定有丝杠螺母；

5、所述电机带动阶梯轴旋转，所述阶梯轴带动丝杠螺母旋转，从而驱动丝杠沿中空结构做直线往复运动。

6、具体的，所述抱闸结构包括抱闸、抱闸轮毂，所述抱闸、抱闸轮毂位于第一外壳内；所述编码器结构包括磁性环以及与磁性环相配合用以记录阶梯轴的旋转角度的编码器。

7、具体的，所述阶梯轴包括用于设置抱闸、抱闸轮毂和磁性环的第二转轴(即阶梯轴的小端)、用于固定丝杠螺母的第一转轴(即阶梯轴的大端)，所述第一转轴设有中空结构，所述第一转轴与第二转轴通过螺栓固定连接。

8、具体的，所述第一外壳远离第二外壳的一端还固定连接有后盖，所述后盖上还设有与第一外壳相配合的止口。

9、具体的，所述后盖、第一外壳以及第二外壳均通过螺栓固定连接。

10、具体的，所述磁性环以及编码器均位于后盖内，所述编码器设置于后盖的内壁上，所述编码器配合磁性环以记录阶梯轴的旋转角度。

11、具体的，所述后盖安装有与腿部铰接的第一球面关节轴承。

12、具体的，所述丝杠为滚珠丝杠或行星滚柱丝杠，丝杠螺母为滚珠丝杠螺母或行星滚柱丝杠螺母。

13、具体的，所述第一外壳内设有用于支撑阶梯轴的第一轴承，所述第二外壳内设有用于支撑阶梯轴的第二轴承，所述阶梯轴与第一轴承、第二轴承均配合，所述阶梯轴还设有限位第一轴承和第二轴承的止口。

14、具体的，所述第一外壳内分别设有用于限位第一轴承、抱闸的止口；所述第二外壳内分别设有用于限位电机、第一轴承的止口。

15、具体的，所述丝杠螺母通过螺母安装法兰固定在阶梯轴大端的端面，所述丝杠螺母的外圆与阶梯轴、螺母安装法兰均过渡配合；所述螺母安装法兰与阶梯轴、丝杠螺母均通过螺栓固定，所述螺母安装法兰还用于限位第二轴承。

16、具体的，所述丝杠远离丝杠螺母的一端还固定有轴承座，所述轴承座设有与腿部铰接第二球面关节轴承。

17、具体的，所述第一外壳靠近丝杠螺母的一端依次通过螺栓固定有外壳法兰盘、前盖，所述外壳法兰盘用于限位第二轴承。

18、与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案包括以下有益效果：

19、1.本实用新型通过在推杆内部集成了多种配套的装置(抱闸结构、编码器结构)，缩小了体积，而且减少了与其他装置的干涉，有利于人形机器人的内部结构布局优化；通过抱闸结构的设计，使推杆具备了在断电情况下自锁的功能，提高了推杆在机器人行走过程中的稳定性；通过编码器结构的设计，方便实时记录阶梯轴的旋转角度，便于记录丝杠的位移情况。

20、2.当选择滚珠丝杠传动，使得推杆在保证传动效率的同时，有效降低能耗，从而提升人形机器人在使用过程中的续航能力；当选择行星滚柱丝杠传动，使推杆在保证传动效率的同时，还有效提高了负载能力，从而提升人形机器人在使用过程中的负载能力。

21、3.各个部件之间可通过螺栓进行固定连接，方便拆装和维护，同时设置了多处止口和轴承支撑，保证了阶梯轴在旋转过程中的稳定性，减少了磨损，延长了使用寿命；而且，通过螺母安装法兰安装丝杠螺母的这种方式也保证了丝杠螺母与阶梯轴之间良好的配合和承载能力。

22、4.通过设置第一球面关节轴承和第二球面关节轴承，使推杆与机器人腿部的连接更加灵活，可支持多个自由度的运动，使人形机器人的行走动作更为自然流畅。

技术特征：

1.一种基于丝杠螺母的机器人腿部推杆，其特征在于，包括第一外壳(10)、与第一外壳(10)固定连接的第二外壳(17)、设置于第二外壳(17)内的电机(8)以及套设在电机(8)的转子内的阶梯轴，所述阶梯轴的大端设有中空结构；所述阶梯轴的小端依次设有抱闸结构、编码器结构，大端的端面固定有丝杠螺母(13)；

2.根据权利要求1所述机器人腿部推杆，其特征在于，所述抱闸结构包括抱闸(5)、抱闸轮毂，所述抱闸(5)、抱闸轮毂均位于第一外壳(10)内；所述编码器结构包括磁性环(4)以及与磁性环(4)相配合用以记录阶梯轴的旋转角度的编码器(3)。

3.根据权利要求2所述机器人腿部推杆，其特征在于，所述第一外壳(10)远离第二外壳(17)的一端还固定连接有后盖(2)，所述后盖(2)上还设有与第一外壳(10)相配合的止口。

4.根据权利要求3所述机器人腿部推杆，其特征在于，所述磁性环(4)以及编码器(3)均位于后盖(2)内，且所述编码器(3)设置于后盖(2)的内壁上。

5.根据权利要求3所述机器人腿部推杆，其特征在于，所述后盖(2)安装有与腿部铰接的第一球面关节轴承(1)。

6.根据权利要求1所述机器人腿部推杆，其特征在于，所述丝杠(14)为滚珠丝杠或行星滚柱丝杠，丝杠螺母(13)为滚珠丝杠螺母或行星滚柱丝杠螺母。

7.根据权利要求1所述机器人腿部推杆，其特征在于，所述第一外壳(10)靠近丝杠螺母(13)的一端固定有外壳法兰盘(19)。

8.根据权利要求1所述机器人腿部推杆，其特征在于，所述第一外壳(10)内设有用于支撑阶梯轴的第一轴承(7)，所述第二外壳(17)内设有用于支撑阶梯轴的第二轴承(11)，所述阶梯轴与第一轴承(7)、第二轴承(11)均过渡配合，所述阶梯轴还设有限位第一轴承(7)和第二轴承(11)的止口。

9.根据权利要求1所述机器人腿部推杆，其特征在于，所述丝杠螺母(13)通过螺母安装法兰(12)固定在阶梯轴大端的端面。

10.根据权利要求1所述机器人腿部推杆，其特征在于，所述丝杠(14)远离丝杠螺母(13)的一端还固定有轴承座(16)，所述轴承座(16)设有与腿部铰接第二球面关节轴承(15)。

技术总结本技术属于机械驱动技术领域，涉及机器人腿部推杆，具体涉及一种基于丝杠螺母的机器人腿部推杆。本技术通过采用丝杠螺母传动机构，提高了推杆在机器人行走过程中的稳定性；而且在推杆内部集成了多种配套的装置，缩小了体积，而且减少了与其他装置的干涉，有利于在机器人有限的空间内进行灵活布置；通过选择滚珠丝杠或行星滚柱丝杠等传动部件，使得推杆在保证传动效率的同时，有效降低能耗，从而提升人形机器人在使用过程中的续航能力；同时丝杠螺母的安装方式也保证了其与阶梯轴之间良好的配合和承载能力；在推杆内部设置了抱闸，使推杆具备了在断电情况下自锁的功能。技术研发人员：请求不公布姓名受保护的技术使用者：陕西伟景机器人科技有限公司技术研发日：20240402技术公布日：2024/11/7