[發明專利]一種柔性傳動機械手臂及控制系統

在審

• 申請號: 201710362268.3
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN108927795A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 劉一恒;王韞;馬慶
• 申請（專利權）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 汪海

本發明涉及多關節機器人領域，具體地說是一種柔性傳動機械手臂及控制系統，包括基座、大臂和小臂，基座和大臂通過一軸轉動連接，大臂和小臂通過二軸轉動連接，包括拉索驅動裝置、拉索卷筒、拉索和齒輪組件，所述拉索驅動裝置和拉索卷筒設置于基座內，且拉索卷筒通過所述拉索驅動裝置驅動旋轉，所述齒輪組件設置于大臂與小臂連接一端，所述拉索卷筒通過拉索與所述齒輪組件中的主動齒輪輪軸相連，所述齒輪組件中的從動輸出齒輪設置在所述二軸上。本發明有效減小運動構件的運動慣量，消耗功率小，更加節能，且耐沖擊，使用壽命長。

技術領域

本發明涉及多關節機器人領域，具體地說是一種柔性傳動機械手臂及控制系統。

背景技術

水平多關節機器人(中文譯名：選擇順應性裝配機器手臂)具有四個軸和四個運動自由度：X,Y,Z方向的平動自由度和繞Z軸的轉動自由度，其在X,Y方向上具有順從性，而在Z軸方向上具有良好的剛度。水平多關節機器人的基本構型包括基座、大臂、小臂和末端組件四個部分，其中大臂和小臂是串聯的兩桿結構，類似人的手臂，可以伸進有限的空間中進行作業并收回，基座和大臂連接于一軸，大臂和小臂連接于二軸，三軸和四軸位于小臂和末端構件之間。現有技術中，驅動二軸的電機和減速機以及驅動三軸和四軸的電機均布置于小臂上，對于高速運動的機械手慣量較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種柔性傳動機械手臂及控制系統，驅動裝置設置于基座內，有效減小運動構件的運動慣量，消耗功率小，更加節能。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種柔性傳動機械手臂及控制系統，包括基座、大臂和小臂，基座和大臂通過一軸轉動連接，大臂和小臂通過二軸轉動連接，包括拉索驅動裝置、拉索卷筒、拉索和齒輪組件，所述拉索驅動裝置和拉索卷筒設置于基座內，且拉索卷筒通過所述拉索驅動裝置驅動旋轉，所述齒輪組件設置于大臂與小臂連接一端，所述拉索卷筒通過拉索與所述齒輪組件中的主動齒輪輪軸相連，所述齒輪組件中的從動輸出齒輪設置在所述二軸上。

所述拉索驅動裝置的動力輸出軸上設有兩個拉索卷筒，在所述齒輪組件的主動齒輪輪軸上設有兩個被動輪，所述兩個拉索卷筒分別通過不同的拉索與所述兩個被動輪相連。

所述拉索包括拉索套和鋼絲繩，鋼絲繩設置于所述拉索套中，所述拉索套一端與基座的殼體固連，另一端與大臂和小臂連接一端固連，所述兩條拉索內的鋼絲繩一端分別纏繞在不同的拉索卷筒上，另一端分別纏繞在不同的被動輪上。

所述兩個拉索卷筒同軸設置且設有拉索預緊裝置。

所述拉索預緊裝置包括第一凸耳、第二凸耳和彈簧，第一凸耳固裝于第一拉索卷筒上，第二凸耳與第一凸耳同側且穿過所述第一拉索卷筒后與第二拉索卷筒固連，相鄰的第一凸耳和第二凸耳為一組并通過彈簧相連，沿著圓周方向均布有多組第一凸耳和第二凸耳。

所述拉索預緊裝置為彈簧，在兩個拉索卷筒上沿著周向設有多個弧形槽，每個弧形槽內均設有彈簧，且所述彈簧兩端分別與不同拉索卷筒相連。

所述大臂上設有一個齒輪箱，所述齒輪組件中的主動齒輪輪軸設置于所述齒輪箱內，所述齒輪組件中的從動輸出齒輪設置在所述二軸上。

所述二軸通過軸承安裝于大臂端部，在所述二軸上下兩端均設有旋轉密封。

在所述大臂端部一側設有油壓平衡裝置。

所述油壓平衡裝置為波紋管。

在所述大臂端部內設有伺服碼盤，在所述二軸兩端設有電器構件。

本發明的優點與積極效果為：

1、本發明將拉索驅動裝置設置于基座內，大臂和小臂中只含有質量較小的輕量化傳動構件和伺服碼盤，相較于現有技術，運動構件運動慣量小，這樣伺服再生電阻消耗功率小，更加節能。