[发明专利]一种基于绳索驱动的机械臂

说明书

本发明涉及机械臂技术领域，具体而言，涉及一种基于绳索驱动的机械臂，该装置包括移动组件、工作组件以及驱动组件，驱动组件活动连接于移动组件上，工作组件与驱动组件一侧连接，工作组件与移动组件平行设置；工作组件包括多个关节臂以及用于驱动关节臂的驱动绳索，驱动组件通过驱动绳索分别与关节臂连接；沿驱动绳索延伸的方向，多个关节臂的直径逐渐减小，其中直径最大的关节臂靠近驱动组件。每个关节臂包括第一连接板、第二连接板以及连接柱。第一连接板的直径小于第二连接板的直径，第一连接板和第二连接板均为圆形，第一连接板与第二连接板平行且同轴设置时形成圆台。本发明解决了现有技术机械臂受自重影响末端变形导致运动精度较低。

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，具体而言，涉及一种基于绳索驱动的机械臂。

背景技术

本发明对于背景技术的描述属于与本发明相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本发明的发明内容，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本发明在首次提出申请的申请日的现有技术。

随着工业化水平和机械设备集成度的不断提高，许多操作需要在狭小、非结构化且环境恶劣的空间中进行，这就需要机器人的灵活性更高，而传统的工业机器人已经无法满足在这些环境下操作的需求。超冗余机械臂，凭借其较多的自由度，使其具有灵活性高与避障能力强的特点，能够在核反应堆检查、航天飞机检修、灾后穿过碎石瓦砾搜救等领域作业，同时还能够通过控制冗余关节采用卷曲的方式对不规则物体的抓取。现有技术中的超冗余机械臂其具有多的驱动绳索大都是相互平行的直拉式，虽然降低了机构的复杂性，但是在机械臂长度较长时，机械臂需要克服自身重力产生的较大力矩，最后就会导致机械臂在抵消自身重力的情况下需要的驱动力较大，同时机械臂长度较大还会使其克服自重的过程中，导致机械臂末端变形及所受应力大，最后影响机械臂末端运动的精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于绳索驱动的机械臂，解决了现有技术机械臂受自重影响末端变形导致运动精度较低问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种基于绳索驱动的机械臂，包括移动组件、工作组件以及驱动组件，驱动组件活动连接于移动组件上，工作组件与驱动组件一侧连接，工作组件与移动组件平行设置；工作组件包括多个关节臂以及用于驱动关节臂的驱动绳索，驱动组件通过驱动绳索分别与关节臂连接；沿驱动绳索延伸的方向，多个关节臂的直径逐渐减小，其中直径最大的关节臂靠近驱动组件；相邻两个关节臂之间通过万向构件转动连接。

本发明通过工作组件实现狭小、非结构化、环境恶劣的空间的作业，通过驱动组件为工作组件的工作提供动力，通过移动组件带动着驱动组件实现位置的变化，进而使得驱动组件带动着工作组件实现工作位置的调整。工作组件包括关节臂、驱动绳索以及万向构件，将多个直径不同的关节臂通过万向构件转动连接，并使用驱动绳索将所有关节臂进行串联，进而增加关节臂的长度，多个关节臂的直径依次减小，直径最大的一个关节臂位于远离驱动组件的一侧设置，当所有关节臂处于同轴状态时，整个工作组件为圆台状。本实施例通过直径逐渐减小的关节臂，能够有效的减小整个工作组件自身的重力，降低工作组件在工作过程中所受到的自重的影响，能够最大可能的减小工作组件末端的变形，同时，由于工作组件重力的减小，进而能够有效的提高工作组件在工作过程中的精度，解决现有技术机械臂受自重影响末端变形导致运动精度较低问题。

进一步的，上述每个关节臂包括第一连接板、第二连接板以及连接柱，第一连接板与第二连接板之间均匀间隔的连接有多个连接柱。通过设置的连接柱保证整个关节臂结构的紧固性。

进一步的，上述第一连接板的直径小于第二连接板的直径，第二连接板在关节臂中位于靠近驱动组件的一侧，第一连接板和第二连接板均为圆形，第一连接板与第二连接板平行且同轴设置时形成圆台，该圆台的母线和轴线之间的角度为大于0度且小于等于10度。通过将第一连接板的直径设置为小于第二连接板的直径，进一步减小整个工作组件的质量，提高工作组件运动的精度。