[發(fā)明專利]一種基于繩索驅(qū)動的可快速更換聯(lián)動柔性充電機器人

有效

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• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106625638B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐文福;王浩淼;劉天亮;牟宗高
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳源創(chuàng)智能機器人有限公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J9/06
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，公開了一種基于繩索驅(qū)動的可快速更換聯(lián)動柔性充電機器人，包括聯(lián)動關(guān)節(jié)段、驅(qū)動繩、驅(qū)動模塊與末端執(zhí)行裝置，聯(lián)動關(guān)節(jié)段包括若干相串聯(lián)的子關(guān)節(jié)，子關(guān)節(jié)之間轉(zhuǎn)動連接，若干聯(lián)動關(guān)節(jié)段串聯(lián)連接，相鄰聯(lián)動關(guān)節(jié)段之間轉(zhuǎn)動連接，各聯(lián)動關(guān)節(jié)段上固接有驅(qū)動繩，該驅(qū)動繩在驅(qū)動模塊的驅(qū)動下帶動聯(lián)動關(guān)節(jié)段內(nèi)的各子關(guān)節(jié)發(fā)生同向且同角度的轉(zhuǎn)動，驅(qū)動繩與驅(qū)動模塊之間可以相互分離。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)可以減少電機的使用數(shù)量與機械臂的質(zhì)量，從而可以提高響應速度；需要采用聯(lián)動關(guān)節(jié)的方案，將關(guān)節(jié)段內(nèi)的關(guān)節(jié)通過聯(lián)動機構(gòu)聯(lián)結(jié)一起，實現(xiàn)等曲率等方向的關(guān)節(jié)運動；機械臂的剛性強，負載能力高，末端精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及組成柔性臂的關(guān)節(jié)段或者關(guān)節(jié)組。

背景技術(shù)

區(qū)別于傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)串聯(lián)型機械臂，柔性機械臂具有靈活度高，避障能力強等優(yōu)點，在受限空間或危險環(huán)境下的運動和操作能力強，在航空航天制造、大型裝備檢測維護等領(lǐng)域具有重要的應用價值。

現(xiàn)有技術(shù)中，柔性機械臂的每個關(guān)節(jié)連接處均為獨立驅(qū)動，雖可以提高整臂的冗余度，但相應的也會增加驅(qū)動電機的數(shù)目，既會提高機械臂的控制難度，同時還會增加整臂的重量和成本。

為解決驅(qū)動電機數(shù)目較多這一問題，現(xiàn)有的方案是在關(guān)節(jié)之間增加彈簧等彈性元件，把一段臂做為一個控制單元進行控制，或者直接用鎳鈦合金或彈性材料等柔性結(jié)構(gòu)體作為臂基體進行控制，實現(xiàn)類圓弧變形運動，但此種機械臂實際運動過程中的形狀與圓弧形狀之間存在偏差，末端精度不高，同時負載能力不強，難以滿足人們的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于繩索驅(qū)動的可快速更換聯(lián)動柔性充電機器人。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于繩索驅(qū)動的可快速更換聯(lián)動柔性充電機器人，包括聯(lián)動關(guān)節(jié)段、驅(qū)動繩、驅(qū)動模塊與末端執(zhí)行裝置，其中，聯(lián)動關(guān)節(jié)段包括若干相串聯(lián)的子關(guān)節(jié)，子關(guān)節(jié)之間轉(zhuǎn)動連接，若干聯(lián)動關(guān)節(jié)段串聯(lián)連接，且相鄰聯(lián)動關(guān)節(jié)段之間轉(zhuǎn)動連接，各聯(lián)動關(guān)節(jié)段上對應固接有驅(qū)動繩，該驅(qū)動繩在驅(qū)動模塊的驅(qū)動下帶動對應的聯(lián)動關(guān)節(jié)段內(nèi)的各子關(guān)節(jié)發(fā)生同向且同角度的轉(zhuǎn)動，進而帶動連接在最末端的聯(lián)動關(guān)節(jié)段上的末端執(zhí)行裝置運動，驅(qū)動繩與驅(qū)動模塊之間可以相互分離。

作為上述方案的進一步改進方式，構(gòu)成聯(lián)動關(guān)節(jié)段的子關(guān)節(jié)包括依次串聯(lián)的端部關(guān)節(jié)、第一中心關(guān)節(jié)、第二中心關(guān)節(jié)、第三中心關(guān)節(jié)與第四中心關(guān)節(jié)，且從端部關(guān)節(jié)至第四中心關(guān)節(jié)，相鄰關(guān)節(jié)之間依次設(shè)有端部連接件、第一中心連接件、第二中心連接件與第三中心連接件，聯(lián)動關(guān)節(jié)段還包括短聯(lián)動繩、長聯(lián)動繩與段間連接件，其中

端部關(guān)節(jié)與端部連接件固接；沿第一方向，第一中心關(guān)節(jié)的兩端分別與端部連接件、第一中心連接件轉(zhuǎn)動連接；第三中心關(guān)節(jié)的兩端分別與第二中心連接件、第三中心連接件轉(zhuǎn)動連接；第二中心關(guān)節(jié)的兩端與第一中心連接件、第二中心連接件之間，以及第四中心關(guān)節(jié)與第三中心連接件之間相對固定；

端部連接件與第一中心連接件之間，以及第二中心連接件與第三中心連接件之間分別通過短聯(lián)動繩連接，端部連接件與第三中心連接件之間通過長聯(lián)動繩連接，以使從端部關(guān)節(jié)至第四中心關(guān)節(jié)中的相鄰關(guān)節(jié)之間可發(fā)生沿第一方向的同向且同角度的轉(zhuǎn)動；

段間連接件設(shè)于第四中心關(guān)節(jié)與后一聯(lián)動關(guān)節(jié)段的端部關(guān)節(jié)之間，且與后一聯(lián)動關(guān)節(jié)段的端部關(guān)節(jié)固定連接；沿第一方向，第四中心關(guān)節(jié)與段間連接件相對固定；沿與第一方向垂直的第二方向，第四中心關(guān)節(jié)與段間連接件轉(zhuǎn)動連接。

作為上述方案的進一步改進方式，端部連接件與第一中心連接件上沿第一方向各設(shè)有線槽，連接端部連接件與第一中心連接件的短聯(lián)動繩為兩根且相互對稱設(shè)置，短聯(lián)動繩的兩端分別與端部連接件、第一中心連接件固定連接，其繞過端部連接件上的線槽后再反向繞過第一中心連接件上的線槽，以使端部連接件與第一中心連接件的轉(zhuǎn)動方向相反。