[發明專利]一種雙鋼絲繩驅動的機械臂大角度可控回轉式關節裝置

有效

• 申請號: 201210341508.9
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102814821A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 吳寶元;彥清泉;張強;汪增福
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 汪祥虬

1.一種雙鋼絲繩驅動的機械臂大角度可控回轉式關節裝置，其特征在于：

鋼絲輪盤（11）的盤面開有沿圓周均布的盤面通孔（12），鋼絲輪盤（11）的輪緣內開有并列的兩道截面為U形凹槽用來分別纏繞左旋鋼絲繩（7）和右旋鋼絲繩（8），每個U形凹槽底部均開有與盤面通孔（12）相通的凹槽通孔；

左旋鋼絲繩（7）和右旋鋼絲繩（8）的一端均壓制有鋼絲繩球頭，球頭直徑大于凹槽通孔的直徑而小于盤面通孔（12）的直徑，左旋鋼絲繩（7）和右旋鋼絲繩（8）分別經由盤面通孔（12）穿過凹槽通孔，鋼絲繩球頭卡在盤面通孔（12）與凹槽通孔交接處，關節運動過程中鋼絲繩預緊后與鋼絲輪盤（11）保持相對固定；

鋼絲輪盤（11）的轉軸兩端各有一個凸緣，分別與前級機械臂（1）的上、下凸臺固定連接，凸緣的外側面位于鋼絲輪盤（11）的轉軸軸心處開有型腔，角度傳感器（4）的非輸出軸一端固定在型腔的底部，角度傳感器（4）的輸出軸端部開有矩形凹槽，角度傳感器（4）的輸出軸與鋼絲輪盤（11）的轉軸保持同軸關系；

前級機械臂（1）和后級機械臂（5）均采用中空筒狀的機械臂，每級機械臂的端部平行于機械臂長度方向對稱設有相互平行的上、下兩個凸臺，后級機械臂（5）的上、下凸臺的內側面間距大于前級機械臂（1）的上、下凸臺的外側面間距，前級機械臂（1）的上、下凸臺的外側面位于后級機械臂（5）的上、下凸臺的內側面之間，前級機械臂（1）的上、下凸臺外側面有同軸心的軸承座孔，分別與第一軸承（2）和第二軸承（10）的外圈配合，軸承座孔底部開有與軸承座孔同軸心的軸承通孔，軸承通孔直徑大于第一軸承（2）或第二軸承（10）的內圈直徑，后級機械臂（5）的上、下凸臺有同軸心的通孔，分別與第一轉軸（3）和第二轉軸（9）配合；

第一轉軸（3）和第二轉軸（9）均為二階梯整體軸，由小徑軸、大徑軸和大徑軸一端的轉軸凸緣三部分組成，第一轉軸（3）的大徑軸與后級機械臂（5）的上凸臺的通孔配合，小徑軸的端部沿軸線有一矩形凸臺，嵌于角度傳感器（4）的輸出軸端部的矩形凹槽內，第一轉軸（3）與角度傳感器（4）的輸出軸同步轉動，小徑軸與第一軸承（2）的內圈配合，大徑軸與小徑軸的階梯面止于第一軸承（2）內圈的端面，第一轉軸（3）的凸緣與后級機械臂（5）的上凸臺的外側面固定連接，第一轉軸（3）通過鋼絲輪盤（11）的轉軸凸緣與后級機械臂（5）的上凸臺固定連接，使得前級機械臂（1）的上凸臺與后級機械臂（5）的上凸臺通過第一轉軸（3）和第一軸承（2）連接并保持可以相對自由轉動；

前級機械臂（1）的下凸臺與后級機械臂（5）的下凸臺通過第二轉軸（9）、第二軸承（10）采取與此相同的配合連接方式；

從后級機械臂（5）的上凸臺沿鋼絲輪盤（11）的轉軸軸線方向看，左旋鋼絲繩（7）依逆時針方向纏繞在其中一道U形凹槽內，繞鋼絲輪盤（11）的輪緣后經由左側鋼絲繩預緊裝置連接至鋼絲繩驅動器；右旋鋼絲繩（8）依順時針方向纏繞在另一道U形凹槽內，繞鋼絲輪盤（11）的輪緣后經由右側鋼絲繩預緊裝置連接至鋼絲繩驅動器。