[實(shí)用新型]一種助殘/助老用繩驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220217326.6
• 申請(qǐng)日: 2012-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN202622804U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勤;王帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/08
• 分類號(hào): B25J9/08;B25J18/04;A61G7/05;A61G5/10;F16H7/02;F16C1/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種助殘/助老用繩驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

機(jī)械臂在日常生產(chǎn)生活中已得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)機(jī)械臂將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)直接安裝在關(guān)節(jié)處，為了克服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)較大的重量，必須增加驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率和機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。這樣大大增加了機(jī)械臂的重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，降低了負(fù)載能力和運(yùn)動(dòng)性能。為了降低機(jī)械臂的重量，滿足某些場(chǎng)合下高負(fù)載自重比和快速響應(yīng)的要求，有人提出了單馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和繩驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

單馬達(dá)驅(qū)動(dòng)技術(shù)通過改變機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)來減少動(dòng)力源的數(shù)量，使整個(gè)機(jī)械臂只有一個(gè)動(dòng)力源。但單馬達(dá)驅(qū)動(dòng)技術(shù)只是將電機(jī)從機(jī)械臂中移出，調(diào)速機(jī)構(gòu)等裝置仍安裝在機(jī)械臂中，沒有大幅減輕機(jī)械臂的重量，同時(shí)機(jī)械結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。

繩驅(qū)動(dòng)技術(shù)在近幾年逐漸受到重視，它主要通過將電機(jī)和調(diào)速裝置全部安裝在底座驅(qū)動(dòng)箱上，通過繩來驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，從而大幅地降低了機(jī)械臂的重量。繩驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以分為繩驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)和繩驅(qū)動(dòng)串聯(lián)機(jī)構(gòu)。由于繩只能承受單向拉力的性質(zhì)，使并聯(lián)機(jī)構(gòu)只能通過增加電機(jī)和繩的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的力閉合，增加了能耗和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度；同時(shí)并聯(lián)機(jī)構(gòu)有其先天的缺點(diǎn)，即工作空間較小，不能滿足某些場(chǎng)合大工作空間的要求。現(xiàn)有的繩驅(qū)動(dòng)串聯(lián)機(jī)構(gòu)無法解決關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)耦合和驅(qū)動(dòng)范圍較小的問題。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種助殘/助老用繩驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂，本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種助殘/助老用繩驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂，其特征在于包括回旋關(guān)節(jié)、上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)、第一關(guān)節(jié)連接板、滑塊、導(dǎo)軌、底座驅(qū)動(dòng)箱、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，回旋關(guān)節(jié)完成繞軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)，上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)完成在垂直面內(nèi)的繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)完成水平面內(nèi)的繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)；回旋關(guān)節(jié)、上下轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)串聯(lián)連接，水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)與滑塊間通過關(guān)節(jié)連接板連接，滑塊安裝在導(dǎo)軌上且能沿著導(dǎo)軌上下滑動(dòng)，導(dǎo)軌固定在底座驅(qū)動(dòng)箱上；每個(gè)關(guān)節(jié)均各自由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，完成正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，各關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在底座驅(qū)動(dòng)箱內(nèi)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)各自利用一個(gè)繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)力傳到各個(gè)關(guān)節(jié)，各個(gè)繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的拉線在機(jī)械臂內(nèi)的走線為彎折形。

進(jìn)一步優(yōu)化的，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)為三個(gè)以上，三個(gè)以上的水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)通過關(guān)節(jié)連接板串聯(lián)安裝，靠近滑塊的水平轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)也通過關(guān)節(jié)連接板與滑塊連接。

進(jìn)一步優(yōu)化的，所述繩驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主動(dòng)同步帶、主動(dòng)帶輪、第一帶夾、底座套筒固定裝置和兩根拉線；所述兩根拉線由兩根第一拉線套筒和兩根第一拉線鋼絲繩組成；主動(dòng)帶輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過平鍵連接，主動(dòng)同步帶套在主動(dòng)帶輪上，兩根第一拉線鋼絲繩的一端各自通過一個(gè)第一帶夾與主動(dòng)同步帶的兩端連接，第一拉線套筒通過底座套筒固定裝置固定在底座驅(qū)動(dòng)箱上，兩根第一拉線鋼絲繩的另一端與相應(yīng)關(guān)節(jié)連接，通過調(diào)節(jié)底座套筒固定裝置的安裝位置來預(yù)緊第一拉線鋼絲繩及主動(dòng)同步帶；當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)同步帶帶動(dòng)一根第一拉線鋼絲繩在第一拉線套筒內(nèi)移動(dòng)，第一拉線鋼絲繩帶動(dòng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)關(guān)節(jié)拉動(dòng)另一根第一拉線鋼絲繩在拉線套筒內(nèi)移動(dòng)，完成將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力傳到轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。

進(jìn)一步優(yōu)化的，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(qū)動(dòng)箱進(jìn)入靠近滑塊的一節(jié)機(jī)械臂，八個(gè)彈性圈均勻分布在該節(jié)機(jī)械臂的兩側(cè)，即一側(cè)有四個(gè)彈性圈，各彈性圈用螺釘固定在關(guān)節(jié)連接板上，其中一組穿過一側(cè)的第一彈性圈后，繞到另一側(cè)的第二彈性圈，再依次繞過第三彈性圈、第四彈性圈、第九彈性圈，將每根拉線繞到對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)處，另一組拉線穿過第五彈性圈后，再依次穿過第六彈性圈、第七彈性圈和第八彈性圈，將每根拉線繞到對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)處；此種將拉線走線的形狀呈彎折形繞線方法，使拉線可在各節(jié)機(jī)械臂內(nèi)蓄積一定多余長(zhǎng)度的拉線；彈性圈的作用主要是整理拉線，彈性圈具有彈性可以拉伸和縮短，當(dāng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)，彎折形的拉線可逐漸被拉直，來滿足關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的需要。?

進(jìn)一步優(yōu)化的，所述底座套筒固定裝置包括底座套筒固定上板和底座套筒固定下板，底座套筒固定下板放在底座驅(qū)動(dòng)箱上，底座套筒固定上板放在底座套筒固定下板上，使用螺栓穿過螺栓孔將底座套筒固定上板和底座套筒固定下板固定在底座驅(qū)動(dòng)箱上。