[發(fā)明專利]六自由度管道機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110261143.4
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102305333A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 魏倫
• 申請（專利權）人: 北京華巍中興電氣有限公司
• 主分類號: F16L55/32
• 分類號: F16L55/32;A61M25/01;F16L101/16
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳慧珍

技術領域

本發(fā)明涉及管道機器人領域，具體涉及一種六自由度管道機器人。

背景技術

在某些特殊工業(yè)生產場合如深管內壁的噴涂、焊接，由于工作空間狹小人力無法到達，經常為施工帶來困難；在醫(yī)療手術行業(yè)中如進行血管導管插入手術時，由于血管尺寸微小，或者醫(yī)生經驗不足、疲勞等造成手臂抖動，經常導致手術效果不好甚至手術失敗。機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協(xié)助或取代人類的工作，例如生產業(yè)、建筑業(yè)，或者危險的工作。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種六自由度管道機器人，其可以取代人手完成工作，解決了工業(yè)生產、醫(yī)療手術等場合中，由于人手工作范圍的局限性以及人工控制精度難以滿足作業(yè)要求的問題。

為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術方案：

一種六自由度管道機器人，包括6個相同但完全獨立的線性驅動單元，6個線性驅動單元分為兩組，分別是包括X向水平線性驅動、Y向線性驅動、Z向線性驅動的3個自由度的XYZ定位平臺，以及由3個線性驅動和同心圓管驅動組成的3個自由度的的同心圓管驅動單元。

作為一個優(yōu)選方案，所述線性驅動器包括箱體和安裝在箱體一端的驅動電機以及箱體內的絲杠和其上的螺母，驅動電機通過聯(lián)軸器與絲杠連接。

作為進一步的優(yōu)選方案，所述Y向線性驅動通過連接件連接到X向水平線性驅動的螺母上，Z向線性驅動通過連接件連接到Y向線性驅動的螺母上。

作為更進一步的優(yōu)選方案，所述同心圓管驅動單元的3個線性驅動均安裝在安裝平臺上，所述同心圓管驅動包括同心圓管支撐套管及其上的外層同心圓管、中層同心圓管和內層同心圓管，所述同心圓管支撐套管安裝在安裝平臺底端并穿過安裝平臺，3層同心圓管依次分別與安裝平臺上的3組線性驅動螺母上的連接件連接，所述安裝平臺通過安裝在其上的一個小90度彎板與連接到Z向線性驅動的螺母上的大90度彎板一端固定連接。

本發(fā)明通過將3個線性驅動依次組合安裝，并在Z向線性驅動上再安裝一個3個線性驅動和同心圓管驅動組成的具有3個自由度的同心圓管驅動單元，組成了具有6個自由度的管道機器人，且線性驅動均采用絲杠螺母傳動，保證了控制精度，極大拓展了工作范圍，提高了工作效率和安全性。

附圖說明

下面根據(jù)實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1是本發(fā)明總體結構示意圖；

圖2是圖1中件1結構示意圖。

圖3是圖1中件4結構示意圖；

圖4是圖3中件13結構示意圖。

圖中：

1、X向水平線性驅動；2、Y向線性驅動；3、Z向線性驅動；4、3自由度同心圓管驅動單元；5、90度彎板；6、驅動電機；7、螺母；8、箱體；9、絲杠；10、線性驅動；11、安裝平臺；12、同心圓管支撐套管；13、同心圓管；14、連接件；15、外層同心圓管；16、中層同心圓管；17、內層同心圓管；18、導管。

具體實施方式

如圖1至4所示，給出了本發(fā)明的一個具體實施例，圖中包括3自由度XYZ平臺和3自由度同心圓管驅動單元4，兩者共有6個相同的線性驅動10組成，6個線性驅動10都包括驅動電機6、箱體8、螺母7和絲杠9，驅動電機7通過聯(lián)軸器連接到箱體8內的絲杠9上，絲杠9上安裝有螺母7，驅動電機9通過聯(lián)軸器帶動絲杠9，使得絲杠9上的螺母7做線性運動；3自由度XYZ平臺由X向水平線性驅動1、Y向線性驅動2和Z向線性驅動3組成，其中Y向線性驅動2連接到X向水平線性驅動1的螺母7上，Z向線性驅動3連接到Y向線性驅動2的螺母7上；3自由度同心圓管驅動單元4的3個線性驅動10安裝在安裝平臺11上，安裝平臺11通過活動鉚接的一大一小兩個90度彎板連接到Z向線性驅動3的螺母7上，安裝平臺11的轉動平面與Z向線性驅動3移動方向平行；安裝平臺11的下端安裝有同心圓管支撐套管12，其作為同心圓管13的支撐，在其上依次是外層同心圓管15、中層同心圓管16、內層同心圓管17和其上的導管18，3層同心圓管依次分別與安裝平臺11上的3組線性驅動10的螺母7上連接件14連接。

本發(fā)明通過將3個線性驅動依組合安裝，并在Z向線性驅動上再安裝由一個3個線性驅動和同心圓管驅動組成的具有3個自由度的同心圓管驅動單元，組成了具有6個自由度的管道機器人，且線性驅動均采用絲杠螺母傳動，保證了控制精度，有效解決人手的工作范圍局限性，提高了工作效率和安全性。