[發明專利]一種助殘/助老用繩驅動機械臂

有效

• 申請號: 201210149726.2
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102672715A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 張勤;王帥
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J18/04;A61G7/05;A61G5/10;F16H7/02;F16C1/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種助殘/助老用繩驅動機械臂，其特征在于包括回旋關節(1)、上下轉動關節（2）、水平轉動關節（3）、第一關節連接板（4）、滑塊（5）、導軌（6）、底座驅動箱（7）、驅動電機（8）和繩驅動系統，回旋關節（1）完成繞軸向的轉動，上下轉動關節（2）完成在垂直面內的繞軸轉動，水平轉動關節（3）完成水平面內的繞軸轉動；回旋關節（1）、上下轉動關節（2）和水平轉動關節（3）串聯連接，水平轉動關節（3）與滑塊（5）間通過關節連接板連接，滑塊（5）安裝在導軌（6）上且能沿著導軌（6）上下滑動，導軌(6)固定在底座驅動箱(7)上；每個關節均各自由一個驅動電機驅動，完成正反轉運動，各關節的驅動電機安裝在底座驅動箱內，每個驅動電機各自利用一個繩驅動系統將動力傳到各個關節，各個繩驅動系統的拉線在機械臂內的走線為彎折形。

2.根據權利要求1所述的一種助殘/助老用繩驅動機械臂，其特征在于水平轉動關節個數為三個以上，三個以上的水平轉動關節通過關節連接板串聯安裝，靠近滑塊(5)的水平轉動關節也通過關節連接板與滑塊(5)連接。

3.根據權利要求1所述的一種助殘/助老用繩驅動機械臂，其特征在于所述繩驅動系統包括主動同步帶(10)、主動帶輪(9)、第一帶夾(11)、底座套筒固定裝置(13)和兩根拉線；所述兩根拉線由兩根第一拉線套筒(14)和兩根第一拉線鋼絲繩(12)組成；主動帶輪(9)與驅動電機(8)通過平鍵連接，主動同步帶(10)套在主動帶輪(9)上，兩根第一拉線鋼絲繩(12)的一端各自通過一個第一帶夾(11)與主動同步帶(10)的兩端連接，第一拉線套筒(14)通過底座套筒固定裝置(13)固定在底座驅動箱(7)上，兩根第一拉線鋼絲繩(12)的另一端與相應關節連接，通過調節底座套筒固定裝置(13)的安裝位置來預緊第一拉線鋼絲繩（12）及主動同步帶（10）；當驅動電機轉動時，主動同步帶（10）帶動一根第一拉線鋼絲繩（12）在第一拉線套筒（14）內移動，第一拉線鋼絲繩（12）帶動關節轉動，同時關節拉動另一根第一拉線鋼絲繩（12）在拉線套筒內移動，完成將驅動電機的動力傳到轉動關節。

4.根據權利要求3所述的一種助殘/助老用繩驅動機械臂，其特征在于所述拉線的走線方式為：將所有拉線分為兩組，拉線由底座驅動箱進入靠近滑塊的一節機械臂，八個彈性圈均勻分布在該節機械臂的兩側，即一側有四個彈性圈，各彈性圈用螺釘固定在關節連接板上，其中一組穿過一側的第一彈性圈（51）后，繞到另一側的第二彈性圈（52），再依次繞過第三彈性圈（53）、第四彈性圈（54）、第九彈性圈（55），將每根拉線繞到對應的關節處，另一組拉線穿過第五彈性圈（61）后，再依次穿過第六彈性圈（62）、第七彈性圈（63）和第八彈性圈（64），將每根拉線繞到對應的關節處。

5.根據權利要求3所述的一種助殘/助老用繩驅動機械臂，其特征在于所述底座套筒固定裝置13包括底座套筒固定上板（18）和底座套筒固定下板（19），底座套筒固定下板（19）放在底座驅動箱（7）上，底座套筒固定上板（18）放在底座套筒固定下板（19）上，使用螺栓穿過螺栓孔（20）將底座套筒固定上板（18）和底座套筒固定下板（19）固定在底座驅動箱（7）上。

6.根據權利要求3所述的一種助殘/助老用繩驅動機械臂，其特征在于所述水平轉動關節（3）包括第一固定板（22）、第二固定板（23）、第三固定板（24）、第四固定板（25）、第一角接觸球軸承（28）、第二角接觸球軸承（29）、水平轉動關節軸（27）、圓柱銷（26）、被動帶輪（30）、被動同步帶（31）；第一固定板（22）、第二固定板（23）安裝在兩塊關節連接板上，第三固定板（24）、第四固定板（25）安裝在另外兩塊關節連接板上；第一角接觸球軸承（28）和第二角接觸球軸承（29）以面對面安裝方式分別安裝在第一固定板（22）和第二固定板（23）中，對水平轉動關節軸（27）作軸向和徑向的固定，第三固定板（24）通過圓柱銷（26）與水平轉動關節軸（27）連接；被動帶輪（30）安裝在兩軸承之間，被動同步帶（31）套在被動帶輪（30）上，其兩端分別通過第二帶夾(71)與驅動本關節的拉線鋼絲繩連接；當該拉線鋼絲繩拉動時，通過被動同步帶(31)帶動被動帶輪(30)和水平轉動關節軸(27)轉動，從而帶動第三固定板(24)、第四固定板(25)轉動。