[实用新型]一种线驱动柔性机械臂

说明书

本实用新型提供一种线驱动柔性机械臂，包括机械臂运动主体以及驱动装置模块，所述机械臂运动主体包括多个关节单元以及关节单元的末端连接的机械手，设置驱动线贯穿整条机械臂的关节单元以及机械手；所述驱动装置模块包括电机装置以及转轴连接器，所述电机装置驱动转轴连接器带动驱动线。避免了传统类型关节多含电机的机械臂结构，可以方便容易的满足各种使用环境中的机械臂构型。

技术领域

本实用新型属于机械技术与机器人技术领域，特别是涉及一种线驱动柔性机械臂。

背景技术

随着我国水下机器人行业的飞速发展，现已有很多不同功能的水下潜航器，而搭载机械臂的水下潜航器需求也日益增加。为了解决水下搭载机械臂能有更好的防水性能、运动性能等多方面复杂的性能要求，不用于传统的刚体连杆多电机的机械臂结构，设计一种可用线驱动的多关节柔性机械臂结构。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型提供一种线驱动柔性机械臂，可以方便、容易的实现水下潜航器搭载机械臂满足不同的工作需求。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种线驱动柔性机械臂，该机械臂包括机械臂主体以及驱动装置模块，所述机械臂主体包括多个关节单元以及关节单元的末端连接的机械手，设置驱动线贯穿整条机械臂的关节单元以及机械手；所述驱动装置模块包括电机装置以及转轴连接器，所述电机装置驱动转轴连接器带动驱动线。

进一步地，所述关节单元为圆柱形中空结构，每个关节单元的上下两个面均设置在一条直径上的两个边缘凸起端，以及与两个边缘凸起端所在直径垂直的另一条直径上的两个凹端，一面上的边缘凸起端位置对应另一面的凹端，相邻两个关节单元通过边缘凸起端连接形成空间内可运动的机械臂主体臂。

进一步地，所述关节单元的边缘环内设置四个机械臂驱动线孔，以及在关节单元的中空空间设置机械手驱动线孔，机械臂驱动线过机械臂驱动线孔间隔90°均匀分布在四周，机械手驱动线过机械手驱动线孔位于中心位置。

进一步地，机械臂驱动线以及机械手驱动线连接到驱动装置模块。

进一步地，所述转轴连接器内部设有三个绕线轴，三个绕线轴连接在三个电机轴上，当与之连接的电机轴旋转时，绕线轴产生转矩，进而拉动驱动线驱动机械臂以及机械手运动。

进一步地，在绕线轴的端部柱体侧面预留凹槽和电机配合固定。

进一步地，所述转轴连接器固定在一底座上，所述底座为一个正方体底座架壳，上端顶面镂空三个绕线轴固定孔用来放置绕线轴并固定，垂直于顶面的一侧面设置呈拱形与机械臂的末端相互嵌合。

进一步地，绕线轴为一个等间距螺旋结构。

进一步地，所述机械手包括与关节单元连接端，所述关节单元连接端的另一端连接机械手爪的连接板，所述连接板上对称两侧分别通过两个连接杆活动连接有机械手爪，四个连接杆组成了四杆机构形成平行四边形结构，同侧的两个连接杆之间嵌有弹簧，位于外侧的两个连接杆之间连接一横向刚性连杆，所述横向刚性连杆中间通过轴活动连接，并连接在机械手驱动线上。

进一步地，所述电机装置包括电机固定支架将电机进行固定，电机固定支架包括垂直的横梁与竖梁形成三个端部，通过在端部上设置电机固定螺丝孔用以固定电机，在垂直的横梁与竖梁开有三个圆孔用于穿过电机的输出轴。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型可以通过增减关节单元的组成数量构成长度不同、弯曲角度不同的柔性机械臂，机械臂可以灵活达到空间不同位置，运动空间相对灵活、位姿灵巧多变，活动范围广泛并且适应环境的能力很强。机械臂部分可由塑料材质等制成，简易轻便，尤其对于搭载水下潜航器来说，既满足了机械臂防水性能的要求又减小了机械臂在水中运动的重力、阻力等问题；相对于不同工作环境的需求，也可对驱动电机型号进行更换以达到工作目的要求，维护简单可靠、方便快捷。