[实用新型]一种多关节轻型轮椅机械手臂

说明书

本实用新型公开了一种多关节轻型轮椅机械手臂,包括轮椅移动平台、机械手爪、机械臂、驱动电机和驱动控制箱。所述机械手爪安装在机械臂上实现一种辅助抓取的功能，机械臂安装在轮椅移动平台左侧的基座上，而该轮椅机械手臂的关节运动是利用软绳传动的方式实现的；所述驱动控制箱固定在轮椅的背面，驱动机械臂关节转动的电机安装在驱动控制箱内，通过软绳传动的方式将电机的动力传递机械臂各运动关节处，达到一种对多关节轮椅机械手臂分离驱动的目的，使得轮椅机械手臂的结构更加简单，重量更加轻便，操作更加灵活。本实用新型通过将轮椅与机械手臂的结合，实现对老年人和残疾人日常生活的帮助。

技术领域

本实用新型涉及一种依靠软绳传动的方式来完成驱动的多关节轻型轮椅机械手臂的结构，属于一种能够完成助老助残任务的服务型轮椅机器人。

背景技术

传统方式的机械臂是将驱动机构直接安装在机械臂的关节处，这使得机械臂的结构过于复杂、体积质量大、增加了机械臂的转动惯量、降低了机械臂负载能力和运动性能，同时很不适合安装于轮椅移动平台上，会使轮椅出现偏重而容易发生侧翻。

为了降低机械臂的重量，提高机械臂的负载自重比和动态性能，有人提出了利用绳驱动的方式来驱动机械臂关节运动。绳驱动技术是将机械臂的驱动机构安装在机械臂本体外部，利用绳索远程传递驱动机构的动力，实现对关节转动的控制。

公开号CN102672715B的中国专利公开了一种助老/助残用绳驱动机械臂，利用两根拉绳驱动一个关节的方式，解决了绳驱动过程中只能拉绳不能压缩的问题，而其驱动系统是采用的带-绳驱动式的机械结构。本实用新型在机械臂转动关节的驱动上全部依靠软绳传递动力的方式来控制机械臂关节的转动，使关节机械臂的结构更加灵巧，更适合安装在轮椅上组成助老助残服务型机器人。

发明内容

本实用新型为了克服服务型轮椅机械手臂系统中机械手臂结构存在的不足之处，提供一种多关节轻型轮椅机械手臂，本实用新型通过如下技术方案实现。

一种多关节轻型轮椅机械手臂，所述的机械手臂是利用软绳传动的方式实现关节的驱动，其安装在电动轮椅移动平台的左侧，机械臂在轮椅上由机械手爪完成一种辅助抓取夹持的功能，机械臂关节的驱动电机安装在机械臂外部的驱动控制箱内，驱动控制箱固定在轮椅移动平台的后面，实现对多关节机械臂的分离驱动，而轮椅由驱动轮上的电机带动，多关节轻型轮椅机械臂系统由安装在轮椅右侧的操作杆来进行运动控制，轮椅后面的蓄电池提供运动的电力。通过构建这种助老助残轮椅机械手臂系统来帮助残障人士提高生活自理能力，从而更好的融入社会。

一种在关节转动驱动方式上依靠软绳传动的多关节机械手臂，其包括机械手爪、三个机械臂转动关节、一个机械臂腰部旋转关节、轮椅移动平台、软绳传动系统、驱动控制箱和驱动电机。机械手爪是绳驱动多关节机械臂的执行部件完成对物品的抓取实现机械臂的执行功能，转动关节分别完成小臂结构的水平转动，中间臂的结构和大臂的结构在垂直面内绕轴转动，机械臂腰部旋转关节是整个机械手臂的支撑，同时完成带动机械手臂整体绕轴旋转增加机械臂的工作范围，驱动电机是机械臂的各个关节转动的动力来源，机械臂腰部旋转关节的驱动电机安装在轮椅移动平台上机械臂基座的下面，与机械臂基座上面的谐波减速机通过平键方式连接完成对腰部旋转关节的直接驱动，而其他机械臂转动关节的驱动电机安装在驱动控制箱内与机械臂转动关节实现分离驱动控制，机械臂关节上对应的驱动电机，通过软绳传动系统来传递驱动电机的转动动力。

所述机械臂的三个转动关节分别是机械臂的小臂与中臂、中间臂与大臂、大臂与机械臂腰部之间的连接关节，而转动关节中包括两个滚动轴承，传动软绳，上、下轴盖和从动螺旋绳轴，从动螺旋绳轴是机械臂驱动系统的从动轮轴，执行软绳传动方式传递的驱动电机的动力，其两端安装两个滚动轴承，并利用螺钉通过上下轴盖固定，两根动力传递软绳反方向的旋绕在从动螺旋轴两端的旋转绳槽内，然后通过臂体下轴盖预留孔的位置穿过臂体内部到达驱动控制箱上；螺旋绳槽可以有效地避免软绳在缠绕转轴的过程中出现重叠、交叉等影响机械臂关节转动的情况，使得软绳在传动的过程中按绳槽的螺旋方向带动臂体转轴转动。