本發(fā)明涉及機(jī)器人控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)今，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)取到極大的發(fā)展，機(jī)器人具有高度靈活性，因此被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)以及各種場景中。但是現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器人系統(tǒng)主要針對特定的使用環(huán)境和場合，因此缺乏功能的擴(kuò)展性和結(jié)構(gòu)的重構(gòu)性。另外，對于產(chǎn)品線的快速更新?lián)Q代，往往需要更換其他相應(yīng)的機(jī)器人系統(tǒng)，才能滿足生產(chǎn)需求，因此容易導(dǎo)致嚴(yán)重浪費(fèi)生產(chǎn)資源并且制約機(jī)器人的推廣應(yīng)用。多功能、易構(gòu)建和低成本是機(jī)器人新系統(tǒng)開發(fā)中的重要原則，而模塊化機(jī)器人是行之有效的解決方案。機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊是模塊化機(jī)器人的組成機(jī)構(gòu)，能夠簡化設(shè)計(jì)制造以及維護(hù)的成本、縮短研制周期，降低研制成本。其中，直線移動(dòng)關(guān)節(jié)模組在國內(nèi)外早已出現(xiàn)，已成為常見且標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。機(jī)器人轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模塊已被國內(nèi)外不少科研院所和企業(yè)研制開發(fā)。例如德國amtec公司、schunk公司、國內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中科院沈陽自動(dòng)化研究所、深圳先進(jìn)技術(shù)研究院以及廣東工業(yè)大學(xué)仿生與智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室(birl)等機(jī)構(gòu)也相繼開發(fā)出旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模塊，但是現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)開發(fā)出的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，模塊之間的連接需要特制連桿，因此國內(nèi)外的機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊絕大多數(shù)只有單一自由度(如直線移動(dòng)或者回旋)，如使用到兩個(gè)自由度，需要將兩個(gè)模塊串聯(lián)以進(jìn)行使用，但是這樣方式使得結(jié)構(gòu)比較松散并且體積較大。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的是提出一種結(jié)構(gòu)緊湊合理和控制方式簡單可靠的雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊，旨在降低機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊的體積以及提高控制自由度以及更好的控制靈活性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案通過以下技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊，包括內(nèi)部設(shè)有空腔的外殼，所述外殼表面設(shè)有若干個(gè)開口，所述外殼內(nèi)部一側(cè)安裝伺服驅(qū)動(dòng)控制器，所述伺服驅(qū)動(dòng)控制器端部通過所述外殼側(cè)面開口與其他外接的模塊連接，所述雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊還設(shè)有豎直穿過所述外殼上下豎直相對開口且垂直移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)的絲桿，所述外殼內(nèi)部安裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配合傳動(dòng)所述絲桿，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述伺服驅(qū)動(dòng)控制器電連接。本發(fā)明技術(shù)方案中，通過在帶有空腔的外殼內(nèi)部安裝有伺服驅(qū)動(dòng)控制器，并且伺服驅(qū)動(dòng)控制器端部可通過外殼側(cè)面開口與其他外接的模塊連接，同時(shí)外殼內(nèi)部設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與伺服驅(qū)動(dòng)控制器電連接從而被驅(qū)動(dòng)，而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對絲桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而使得絲桿可以繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)，或沿自身中心軸線直線移動(dòng)、或繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)和沿自身中心軸線直線移動(dòng)復(fù)合的螺旋運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明技術(shù)方案，外殼頂端邊沿卡合相連有外殼頂蓋，外殼底端邊沿卡合相連有外殼底蓋，外殼頂蓋和外殼底蓋均設(shè)有避讓孔，絲桿穿過避讓孔以上下軸向移動(dòng)。通過在外殼的頂端和底端分別卡合相連有外殼頂蓋和外殼底蓋，以防止外界的灰塵進(jìn)入外殼內(nèi)部而影響雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的工作可靠性。通過在外殼內(nèi)部集成安裝伺服驅(qū)動(dòng)控制器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，絲桿方便地以不同的控制方式進(jìn)行工作，以滿足本發(fā)明的雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊應(yīng)用于不同的控制方式和應(yīng)用場景中。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案具有結(jié)構(gòu)緊湊合理、控制方式簡單以及工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定于所述外殼內(nèi)部上法蘭盤且與所述伺服驅(qū)動(dòng)控制器電連接的第一伺服電機(jī)，所述第一伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出軸端穿過所述上法蘭盤且與第一主同步輪相連；所述上法蘭盤另一側(cè)與絲桿螺母固定部相連，所述絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部與第一從同步輪相連，所述第一主同步輪和所述第一從同步輪以同步帶相連傳動(dòng)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括固定于所述外殼內(nèi)部下法蘭盤且與所述伺服驅(qū)動(dòng)控制器電連接的第二伺服電機(jī)，所述第二伺服電機(jī)的動(dòng)力輸出端穿過所述下法蘭盤與第二主同步輪相連，所述下法蘭盤另一側(cè)與花鍵螺母固定部相連，所述花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部與第二從同步輪相連，所述第二主同步輪和所述第二從同步輪以同步帶相連傳動(dòng)，所述絲桿同時(shí)穿過所述絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部中心以及所述花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部中心以豎向上下移動(dòng)。本發(fā)明技術(shù)方案中，通過伺服驅(qū)動(dòng)控制器分別控制第一伺服電機(jī)以及第二伺服電機(jī)向外驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并且第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一主同步輪，第一主同步輪通過同步帶傳動(dòng)第一從同步輪，第一從同步輪驅(qū)動(dòng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部，而第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二主同步輪，第二主同步輪通過同步帶傳動(dòng)第二從同步輪，第二從同步輪驅(qū)動(dòng)花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部。通過絲桿螺母和花鍵螺母以不同的驅(qū)動(dòng)方式相互配合作用，從而驅(qū)動(dòng)絲桿以不同的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行工作。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊中，絲桿可便捷地以不同方式進(jìn)行工作，既能減少雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊體積，也能使得雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊具有更多的自由度，從而擴(kuò)大雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的應(yīng)用性能。本發(fā)明技術(shù)方案中，第一主同步輪和第一從同步輪以同步帶相連傳動(dòng)，第二主同步輪和第二從同步輪以同步輪相連傳動(dòng)，可提高第一主同步輪和第一從同步輪之間以及第二主同步輪和第二從同步輪之間的傳動(dòng)可靠性和傳動(dòng)精度。作為優(yōu)選方案，所述第一伺服電機(jī)和所述第二伺服電機(jī)的傳動(dòng)軸端方向相反。本發(fā)明技術(shù)方案中，第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)的傳動(dòng)軸端方向相反，這樣使得第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)可并排設(shè)置，以使得外殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊，以進(jìn)一步降低雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的體積。所述絲桿螺母固定部與所述上法蘭盤、所述絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部與所述第一從同步輪、所述花鍵螺母固定部與所述下法蘭盤、所述花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部與所述第二從同步輪以螺栓或螺釘相連。所述第一伺服電機(jī)和所述第二伺服電機(jī)分別與用于檢測角位移和角速度的光電編碼器連接。本發(fā)明技術(shù)方案中，第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)分別與用于檢測位移和角速度的光電編碼器進(jìn)行相連，以使得光電編碼器實(shí)時(shí)監(jiān)控第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)的工作狀態(tài)，從而使得伺服驅(qū)動(dòng)控制器對第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)以更加精準(zhǔn)的方式進(jìn)行控制，以進(jìn)一步提高絲桿工作過程的精度。所述第一伺服電機(jī)和所述第二伺服電機(jī)分別與用于減速增力的減速器相連。通過減速器降低第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速并提高工作扭矩，從而提高雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊工作性能。所述絲桿的上部和/或下部固定連接有限位環(huán)。通過設(shè)置限位環(huán)以控制絲桿豎直上下運(yùn)動(dòng)時(shí)避免從絲桿螺母或者花鍵螺母脫落，以保證雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的使用可靠性。所述外殼頂端邊沿卡合相連有外殼頂蓋，所述外殼底端邊沿卡合相連有外殼底蓋，所述外殼頂蓋和所述外殼底蓋均設(shè)有避讓孔，所述絲桿穿過所述避讓孔以上下軸向移動(dòng)。本發(fā)明技術(shù)方案中，外殼頂端邊沿卡合相連有外殼頂蓋，外殼底端邊沿卡合相連有外殼底蓋，外殼頂蓋和外殼底蓋均設(shè)有避讓孔，絲桿穿過避讓孔以上下軸向移動(dòng)。通過在外殼的頂端和底端分別卡合相連有外殼頂蓋和外殼底蓋，以防止外界的灰塵進(jìn)入外殼內(nèi)部而影響雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的工作可靠性。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)結(jié)構(gòu)緊湊合理。通過在外殼內(nèi)部設(shè)置伺服驅(qū)動(dòng)控制器、第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)絲桿運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，從而使得雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊相對現(xiàn)有技術(shù)具有更加緊湊的結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的體積則變小。另外，通過第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)的傳動(dòng)方向相反設(shè)置，使得外殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)一步更加緊湊。2)控制方式簡單可靠。本發(fā)明技術(shù)方案通過第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一主同步輪，第一主同步輪同步帶傳動(dòng)第一從同步輪，第一從同步輪驅(qū)動(dòng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部。另外第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二主同步輪，第二主同步輪同步帶傳動(dòng)第二從同步輪，第二從同步輪驅(qū)動(dòng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部。只需通過絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部和花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部配合傳動(dòng)絲桿，從而使得絲桿可以繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)、沿自身中心軸線直線移動(dòng)、繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)和沿自身中心軸線直線移動(dòng)復(fù)合的螺旋運(yùn)動(dòng)。相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案的雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊具有更多的控制自由度以及更好的控制靈活性。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的剖視圖。附圖標(biāo)號說明：標(biāo)號名稱標(biāo)號名稱1外殼7同步帶101外殼頂蓋8第一從同步輪102外殼底蓋9絲桿螺母固定部103上法蘭盤10絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部104下法蘭盤11第二伺服電機(jī)2伺服驅(qū)動(dòng)控制器12第二主同步輪3絲桿13第二從同步輪4限位環(huán)14花鍵螺母固定部5第一伺服電機(jī)15花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部6第一主同步輪本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說明，若本發(fā)明實(shí)施例中有涉及方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)，則該方向性指示僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運(yùn)動(dòng)情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。另外，若本發(fā)明實(shí)施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，則該“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。另外，各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明提出一種雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊。請參見圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例的雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊，包括內(nèi)部設(shè)有空腔的外殼1，外殼1表面設(shè)有若干個(gè)開口，外殼1內(nèi)部一側(cè)安裝有伺服驅(qū)動(dòng)控制器2，伺服驅(qū)動(dòng)控制器2端部通過外殼1側(cè)面開口與其他外接的模塊連接。本實(shí)施例的雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊還設(shè)有豎直穿過外殼1上下豎直相對開口且垂直移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)的絲桿3，外殼1內(nèi)部安裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配合傳動(dòng)絲桿3，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)同時(shí)與伺服驅(qū)動(dòng)控制器2電連接。本發(fā)明實(shí)施例中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定于外殼1內(nèi)部上法蘭盤103且與伺服驅(qū)動(dòng)控制器2電連接的第一伺服電機(jī)5，第一伺服電機(jī)5的動(dòng)力輸出端穿過上法蘭盤103且與第一主同步輪6相連，上法蘭盤103另一側(cè)與絲桿螺母固定部9相連，絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10與第二從同步輪13相連，第一主同步輪6和第一從同步輪8以同步帶7相連傳動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括固定于外殼1內(nèi)部下法蘭盤104且與伺服驅(qū)動(dòng)控制器2電連接的第二伺服電機(jī)11，第二伺服電機(jī)11的動(dòng)力輸出端穿過下法蘭盤104與第二主同步輪12相連，下法蘭盤104的另一側(cè)與花鍵螺母固定部14相連，花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15與第二從同步輪13相連，第二主同步輪12和第二從同步輪13以同步帶7相連傳動(dòng)，絲桿3同時(shí)穿過絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10中心和花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15中心以豎向上下移動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例中，第一伺服電機(jī)5和第二伺服電機(jī)11的傳動(dòng)軸端方向相反。本發(fā)明實(shí)施例中，絲桿螺母固定部9與上法蘭盤103、絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10與第一從同步輪8、花鍵螺母固定部14與下法蘭盤104、花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15與第二同步輪13以螺栓或者螺釘相連。本發(fā)明實(shí)施例中，第一伺服電機(jī)5和第二伺服電機(jī)11分別與用于檢測角位移和角速度的光電編碼器連接。本發(fā)明實(shí)施例中，第一伺服電機(jī)5和第二伺服電機(jī)11分別與用于減速增力的減速器相連。本發(fā)明實(shí)施例中，絲桿3的上部和下部固定連接有限位環(huán)4。本發(fā)明實(shí)施例中，外殼1頂端邊沿卡合相連有外殼頂蓋101，外殼1底端邊沿卡合相連有外殼底蓋102，外殼頂蓋101和外殼底蓋102均設(shè)有避讓孔，絲桿3穿過避讓孔以上下軸向移動(dòng)。請參見圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例的雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的工作原理為：本發(fā)明實(shí)施例的雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的絲桿3工作方式包括繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)、沿自身中心軸線直線移動(dòng)、繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)和沿自身中心軸線直線移動(dòng)復(fù)合的螺旋運(yùn)動(dòng)。當(dāng)本發(fā)明實(shí)施例的絲桿3進(jìn)行繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)控制器2控制第一伺服電機(jī)5向外輸出動(dòng)力從而驅(qū)動(dòng)第一主同步輪6旋轉(zhuǎn)，第一主同步輪6通過同步帶7驅(qū)動(dòng)第一從同步輪8旋轉(zhuǎn)。因?yàn)榈谝粡耐捷?與絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10相連，從而使得第一從同步輪8驅(qū)動(dòng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。同理，作為伺服驅(qū)動(dòng)控制器2控制第二伺服電機(jī)11向外輸出動(dòng)力從而驅(qū)動(dòng)第二主同步輪12進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，第二主同步輪12通過同步帶7驅(qū)動(dòng)第二從同步輪13旋轉(zhuǎn)。因?yàn)榈诙耐捷?3與花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15相連，從而使得第二從同步輪13驅(qū)動(dòng)花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10和花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15以相同大小和相同方向的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動(dòng)絲桿3繞自身的中心線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另外，伺服驅(qū)動(dòng)控制器2控制第一伺服電機(jī)5和第二伺服電機(jī)11同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)絲桿3以相反旋轉(zhuǎn)方向繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)本發(fā)明實(shí)施例的絲桿3需要沿自身中心軸線直線移動(dòng)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)控制器2控制第一伺服電機(jī)5驅(qū)動(dòng)第一主同步輪6進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，第一主同步輪6通過同步帶7傳動(dòng)第一從同步輪8旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得第一從同步輪8帶動(dòng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)控制器2控制第二伺服電機(jī)11處于靜止?fàn)顟B(tài)，最終使得花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15也處于靜止?fàn)顟B(tài)，使得絲桿3在花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15的約束作用下僅做沿自身中心軸線直線移動(dòng)。另外，伺服電機(jī)控制器2控制第一伺服電機(jī)5進(jìn)行逆向旋轉(zhuǎn)，通過相應(yīng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)絲桿3以相反方向沿自身中心軸線軸向移動(dòng)。當(dāng)本發(fā)明實(shí)施例的絲桿3需要進(jìn)行繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)和沿自身中心軸線直線移動(dòng)復(fù)合的螺旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)控制器2控制第一伺服電機(jī)5驅(qū)動(dòng)第一主同步輪6進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，第一主同步輪6通過同步帶7驅(qū)動(dòng)第二從同步輪8旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得第二從同步輪8帶動(dòng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)控制器2控制第二伺服電機(jī)11驅(qū)動(dòng)第二主同步輪12旋轉(zhuǎn)，第二主同步輪12通過同步帶7驅(qū)動(dòng)第二從同步輪13旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得第二從同步輪13帶動(dòng)花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15旋轉(zhuǎn)，但是為了實(shí)現(xiàn)絲桿3以螺旋運(yùn)動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要伺服驅(qū)動(dòng)控制器2分別控制第一伺服電機(jī)5以及第二伺服電機(jī)11分別以不同轉(zhuǎn)速但相同旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而使得絲桿3的上部和下部分別受到不同大小的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)作用力，從而使得絲桿3以繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)以及沿自身中心軸線直線移動(dòng)復(fù)合的螺旋運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行工作。本發(fā)明實(shí)施例中，通過在帶有空腔的外殼1內(nèi)部安裝有伺服驅(qū)動(dòng)控制器2，并且伺服驅(qū)動(dòng)控制器2端部可通過外殼1側(cè)面開口與其他外接的模塊連接，同時(shí)外殼1內(nèi)部設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與伺服驅(qū)動(dòng)控制器2電連接從而被驅(qū)動(dòng)，而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對絲桿3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而使得絲桿3可以繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)，或沿自身中心軸線直線移動(dòng)、或繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)和沿自身中心軸線直線移動(dòng)復(fù)合的螺旋運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例通過在外殼1內(nèi)部集成安裝伺服驅(qū)動(dòng)控制器2以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，絲桿3方便地以不同的控制方式進(jìn)行工作，以滿足本發(fā)明實(shí)施例的雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊應(yīng)用于不同的控制方式和應(yīng)用場景中。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案具有結(jié)構(gòu)緊湊合理、控制方式簡單以及工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例中，通過伺服驅(qū)動(dòng)控制器2分別控制第一伺服電機(jī)5以及第二伺服電機(jī)11向外驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并且第一伺服電機(jī)5驅(qū)動(dòng)第一主同步輪6，第一主同步輪6同步帶傳動(dòng)第一從同步輪8，第一從同步輪8驅(qū)動(dòng)絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10，而第二伺服電機(jī)11驅(qū)動(dòng)第二主同步輪12，第二主同步輪12同步帶傳動(dòng)第二從同步輪13，第二從同步輪13驅(qū)動(dòng)花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15。通過絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10和花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15以不同的驅(qū)動(dòng)方式相互配合作用，從而驅(qū)動(dòng)絲桿3以不同的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行工作。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例的雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊中，絲桿3可便捷地以不同方式進(jìn)行工作，既能減少雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊體積，也能使得雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊具有更多的自由度，從而擴(kuò)大雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的應(yīng)用性能。本發(fā)明實(shí)施例中，第一主同步輪6和第一從同步輪8以同步帶7相連傳動(dòng)，第二主同步輪12和第二從同步輪13以同步帶7相連傳動(dòng)，可提高第一主同步輪6和第一從同步輪8之間以及第二主同步輪12和第二從同步輪13之間的傳動(dòng)可靠性。本發(fā)明實(shí)施例中，第一伺服電機(jī)5和第二伺服電機(jī)11的傳動(dòng)軸端方向相反，這樣使得第一伺服電機(jī)5和第二伺服電機(jī)11可并排設(shè)置，以使得外殼1內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊，以進(jìn)一步降低雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的體積。本發(fā)明實(shí)施例中，絲桿螺母固定部9與上法蘭盤103、絲桿螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部10與第一從同步輪8、花鍵螺母固定部14與下法蘭盤104、花鍵螺母轉(zhuǎn)動(dòng)部15與第二從同步輪13以螺栓或螺釘相連。通過螺栓或螺釘進(jìn)行緊固，保證結(jié)構(gòu)連接以及傳動(dòng)過程的可靠性。本發(fā)明實(shí)施例中，第一伺服電機(jī)5和第二伺服電機(jī)11分別與用于檢測位移和角速度的光電編碼器進(jìn)行相連，以使得光電編碼器實(shí)時(shí)監(jiān)控第一伺服電機(jī)5和第二伺服電機(jī)11的工作狀態(tài)，從而使得伺服驅(qū)動(dòng)控制器2對第一伺服電機(jī)5和第二伺服電機(jī)11以更加精準(zhǔn)的方式進(jìn)行控制，以進(jìn)一步提高絲桿3工作過程的精度。本發(fā)明實(shí)施例中，第一伺服電機(jī)5和第二伺服電11機(jī)分別與用于減速增力的減速器相連，可使得雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊在某些工況下，通過減速器降低第一伺服電機(jī)5和第二伺服電機(jī)11的轉(zhuǎn)速并提高工作扭矩，從而提高雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊工作性能。本發(fā)明實(shí)施例中，絲桿3的上部和下部固定連接有限位環(huán)4，通過設(shè)置限位環(huán)4以控制絲桿3豎直上下運(yùn)動(dòng)時(shí)避免從絲桿螺母或者花鍵螺母脫落，以保證雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的使用可靠性。本發(fā)明實(shí)施例中，外殼1頂端邊沿卡合相連有外殼頂蓋101，外殼1底端邊沿卡合相連有外殼底蓋102，外殼頂蓋101和外殼底蓋102均設(shè)有避讓孔，絲桿3穿過避讓孔以上下軸向移動(dòng)。通過在外殼1的頂端和底端分別卡合相連有外殼頂蓋101和外殼底蓋102，以防止外界的灰塵進(jìn)入外殼1內(nèi)部而影響雙自由度圓柱關(guān)節(jié)模塊的工作可靠性。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12