[实用新型]二自由度紧凑型腱传动关节模块

说明书

本实用新型公开了二自由度紧凑型腱传动关节模块，包括：十字轴、俯仰控制轮、俯仰摆块、侧摆控制轮、俯仰传动腱、侧摆传动腱、第一支撑臂、第二支撑臂；采用模块化设计，空间紧凑，可灵活应用于机器人关节，尤其是灵巧手的腕部；并且俯仰自由度和侧摆自由度的轴线正交，使空间位置解算更容易，便于控制，而左侧臂俯仰控制轮为中空构造，左侧臂十字轴穿设于其中空部，左侧臂十字轴与左侧臂第一支撑臂和左侧臂第二支撑臂的活动连接部位在俯仰控制轮中空部，使得十字轴与第一支撑臂和第二支撑臂的活动连接部位于俯仰控制轮内，节省了整体空间尺寸。

技术领域

本实用新型属于机器人的机构领域，具体涉及二自由度紧凑型腱传动关节模块。

背景技术

机器人灵巧手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，其通过控制可以准确的在各种环境中完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，体现了人的智能性和适应性，适用于广泛应用至各个领域。然而，灵巧手关节较多、内部结构较复杂，为了保证传动力臂足够大，一些传动件(如动力滑轮或称控制轮)需要做得较大，从而导致整体的质量以及体积难以减小，又进一步导致各个自由度轴线很难做到正交，使不同自由度的运动发生耦合，增加了控制难度，使得控制系统更加复杂。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出二自由度紧凑型腱传动关节模块，所述二自由度紧凑型腱传动关节模块采用模块化设计，尺寸紧凑，其俯仰自由度和侧摆自由度轴线正交，使这两个自由度相互解耦，空间位置解算和控制相对简化。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

二自由度紧凑型腱传动关节模块，二自由度紧凑型腱传动关节模块，其特征在于，包括：十字轴、俯仰控制轮、俯仰摆块、侧摆控制轮、俯仰传动腱、侧摆传动腱、第一支撑臂、第二支撑臂；

所述俯仰控制轮固联于所述俯仰摆块内，所述俯仰控制轮为内部中空构造，所述十字轴的纵向轴位于所述俯仰控制轮的内侧，所述十字轴的两个横向轴端与所述俯仰摆块的相应端活动连接，所述第一支撑臂和所述第二支撑臂活动设置在所述十字轴的纵向轴两端处，且所述十字轴与所述第一支撑臂和所述第二支撑臂的活动连接部位于所述俯仰控制轮内；

所述俯仰传动腱部分缠绕于所述俯仰控制轮，所述俯仰传动腱上至少一点固联于所述俯仰控制轮和/或所述俯仰摆块；

所述侧摆传动腱部分缠绕于所述侧摆控制轮，所述侧摆传动腱上至少一点固联于所述侧摆控制轮和/或所述十字轴；

所述侧摆控制轮固联于所述十字轴；

当动力施加于所述俯仰传动腱，通过所述俯仰控制轮带动所述俯仰摆块进行俯仰运动；

当动力施加于所述侧摆传动腱，通过所述侧摆控制轮带动所述十字轴、所述俯仰摆块和所述俯仰控制轮整体进行侧摆运动。

在一种实施例中，所述侧摆控制轮分为左摆控制轮和右摆控制轮，所述左摆控制轮和所述右摆控制轮均为扇状，可以独立加工、安装调试也方便，并且相对于整个周圆节省了空间，所述侧摆传动腱分为两条，分别缠绕并固联于所述左摆控制轮和所述右摆控制轮。好处是进一步节省空间，加工组装调试容易。

在一种实施例中，所述左摆控制轮和所述右摆控制轮围绕着所述十字轴的十字交叉点呈中心对称分布。即，所述左摆控制轮和所述右摆控制轮分别位于所述十字轴的上侧和下侧(谁在上、谁在下不限)，如此上、下方的偏心力矩可以相减弱甚至抵消，从而减少传动带来的偏心力矩。

在一个实施例中，所述俯仰摆块包括左侧臂、右侧臂及两端分别与所述左侧臂、右侧臂相连的基准板，所述基准板的中部位于所述十字轴的一侧设有供所述俯仰控制轮置入的安装接口，所述左侧臂和所述右侧臂铰接于所述十字轴的两个横向轴端。