[实用新型]绳索驱动多自由度串联机械臂

摘要

本实用新型公开了一种绳索驱动多自由度串联机械臂，属于机械臂领域。该绳驱动机械臂包括基座、腰部关节单元、腰部平台、大臂单元、小臂单元、末端平台单元等。钢丝绳索一端固定于关节处从动轮，一端固定于腰部平台处的驱动单元绞盘处，实现了驱动力依靠绳索从腰部平台绞盘处传递至后端关节从动轮，从而驱动各关节单元绕各自关节轴做旋转运动。各关节驱动绳索依靠导向滑轮导向，并依次绕过前端各关节轴，通过规定的轴导向轮直径的设置，建立了一种驱动方法，实现机械臂前端任意关节转动，而末端相对世界坐标系的姿态保持不变。绳索自身柔性增加机械臂与环境接触的缓冲效果，尤其适用于对机械臂与人、环境交互安全性需求高的场合。

主权项

一种绳索驱动多自由度串联机械臂，其特征在于：包括基座底板(1)、腰部平台(3)、大臂单元(9)、小臂单元(11)、末端平台单元(13)；所述腰部平台(3)上还安装有腰部驱动单元(4)、大臂驱动单元(5)、小臂驱动单元(6)和末端驱动单元(7)；上述腰部驱动单元(4)、大臂驱动单元(5)、小臂驱动单元(6)和末端驱动单元(7)均由电机、联轴器、绳索绞盘及绕于绳索绞盘上的绳索组成；所述腰部平台(3)通过腰部单元(2)安装于基座底板(1)上；腰部单元(2)包括和腰部转轴(204)和腰部支座(202)，腰部转轴(204)的旋转轴沿竖直方向，腰部支座(202)与基座底板(1)固接，腰部转轴(204)与腰部平台(3)固联，腰部转轴(204)套于腰部支座(202)上，两者之间通过轴承相连；腰部驱动单元(4)的腰部绳索(20)两端分别绕于腰部转轴(204)并与其固定；所述腰部平台(3)上固定有一对腰部左、右侧板(302‑1，302‑2)，腰部左右侧板之间安装有一水平布置的大臂关节转轴(901)；大臂关节转轴(901)上还安装有大臂关节从动轮(8)、小臂关节滑轮(16)、第一末端关节滑轮(17‑1)；大臂单元(9)的下端和大臂关节从动轮(8)均与大臂关节转轴(901)固联；大臂驱动单元(5)的大臂绳索(21)两端分别绕于大臂关节从动轮(8)并与其固定；大臂单元(9)上还安装有小臂绳索张紧装置(14‑1)；所述小臂单元(11)的下端通过水平布置的小臂关节转轴(1101)与大臂单元的上端相连；小臂关节转轴(1101)上还安装有小臂关节从动轮(10)和第二末端关节滑轮(17‑2)；小臂单元(11)的下端、小臂关节从动轮(10)均与小臂关节转轴(1101)固联；小臂绳索(22)两端依次经过小臂关节滑轮(16)、小臂绳索张紧装置(14‑1)后，分别绕于小臂关节从动轮(10)并与其固定；小臂单元(11)还安装有末端绳索张紧装置(14‑2)；所述末端平台单元(13)的下端通过水平布置的末端关节转轴(1301)与小臂单元(13)的上端相连；上述末端关节转轴(1301)上还安装有末端关节从动轮(12)；末端平台单元(13)的下端、末端关节从动轮(12)均与末端关节轴固连；末端驱动单元(7)的末端绳索(23)两端依次经过第一末端关节滑轮(17‑1)、第二末端关节滑轮(17‑2)、末端绳索张紧装置(14‑2)后，分别绕于末端关节从动轮(12)并与其固定。