[发明专利]一种六自由度差分式绳驱机械臂有效

专利信息
申请号: 202111562102.9 申请日: 2021-12-20
公开(公告)号: CN114029939B 公开(公告)日: 2023-03-21
发明(设计)人: 朱延河;赵杰;李家磊 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学
主分类号: B25J9/12 分类号: B25J9/12;B25J17/02
代理公司: 哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司 23213 代理人: 高志光
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 一种 自由度 分式 机械
【说明书】:

一种六自由度差分式绳驱机械臂,包含基座关节、肘关节、腕关节、大臂管、小臂管和底座;大臂管和底座通过基座关节连接,小臂管与配置有末端执行杆的腕关节连接;基座关节包含倒置式差分绳驱动机构和大臂管螺旋快装机构,倒置式差分绳驱动机构通过大臂管螺旋快装机构与大臂管相连,以控制大臂管作周向转动和/或偏摆运动;肘关节包含肘关节差分绳驱动机构和小臂管螺旋快装机构,肘关节差分绳驱动机构通过小臂管螺旋快装机构与小臂管相连,以控制小臂管作周向转动和/或偏摆运动;腕关节包含腕关节差分绳驱动机构,以输出周向转动和/或偏摆运动。本发明差分驱动的关节之间无运动耦合,各关节模块化设计,方便运输和快速拆装。

技术领域

本发明涉及一种机械臂,具体涉及一种六自由度差分式绳驱机械臂。

背景技术

目前对于绳驱机械臂来说,已有的绳驱机械臂大多采用将关节电机等驱动部件放置在机械臂基座端,虽然减轻了关节驱动部件带来的重力矩和惯性力矩,但每个关节的运动都需要从基座端通过导向滑轮逐级传递到运动关节输出,长距离的线缆传动很容易损失机械臂刚度,并且绕线过程变得复杂从而不利于快速拆装场合,并且关节运动需要解耦控制。

发明内容

本发明为克服现有技术不足,提供一种六自由度差分式绳驱机械臂,该机械臂的基座关节、肘关节和腕关节的差分式绳驱模块化设计,每个关节具有两个旋转自由度,关节之间无运动耦合,无导向滑轮存在。

一种六自由度差分式绳驱机械臂,包含基座关节、肘关节、腕关节、大臂管、小臂管和底座;大臂管和底座通过基座关节连接,小臂管和大臂管之间布置有肘关节,小臂管与配置有末端执行杆的腕关节连接;

基座关节包含倒置式差分绳驱动机构和大臂管螺旋快装机构,倒置式差分绳驱动机构通过大臂管螺旋快装机构与大臂管相连,以控制大臂管作周向转动和/或偏摆运动;肘关节包含肘关节差分绳驱动机构和小臂管螺旋快装机构,大臂管与肘关节差分绳驱动机构相连,肘关节差分绳驱动机构通过小臂管螺旋快装机构与小臂管相连,以控制小臂管作周向转动和/或偏摆运动;腕关节包含腕关节差分绳驱动机构,小臂管与腕关节差分绳驱动机构相连,以输出周向转动和/或偏摆运动。

本发明相比现有技术的有益效果是:

将差分驱动方式和绳驱动方式相结合,充分利用两者各自的优点来构成机械臂关节模块。采用差分关节模块化设计,差分绳驱动的优点是:传动平稳,零背隙;每个差分绳驱机构同时包含周转和俯仰两个自由度,每个自由度可以由关节的两个电机同时出力驱动,驱动力矩更大;差分关节模块化设计,方便运输和快速拆装;结构更简单,关节之间无运动耦合,控制更容易。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明:

附图说明

图1为从侧前方看的本发明整体结构图;

图2为从侧前方看的本发明整体结构图;

图3为本发明正视图;

图4为本发明侧视图;

图5为肘关节的结构图;

图6为腕关节的结构图;

图7为基座关节的结构图;

图8为大臂螺旋连接结构的示意图;

图9为小臂螺旋连接结构的示意图;

图10为肘关节差分结构右侧的绕绳方式示意图;

图11为预紧机构的示意图;

图12为小臂管的结构图;

图13为大臂管的结构图。

具体实施方式

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