[發明專利]一種多自由度自絕緣機器人臂系統

有效

• 申請號: 201810178136.X
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108500969B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 高丙團;姜雷杰;王佳宇
• 申請（專利權）人: 東南大學溧陽研究院;東南大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J9/00;B25J13/08;B25J17/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 饒欣

1.一種多自由度自絕緣機器人臂系統，其特征在于：包括能實現4個自由度運動的肩關節機構(100)、能實現1個自由度運動的肘關節機構(200)以及能實現4個自由度運動的腕關節機構(300)，肩關節機構(100)通過肘關節機構(200)連接腕關節機構(300)；所述機器人臂系統使用絕緣材料；

所述肩關節機構(100)包括第一圓盤(101)、第二圓盤(102)、四根驅動繩索、直線軸承(105)以及第一柔性彈簧(110)；第一柔性彈簧(110)的一端固定在直線軸承(105)上，第一柔性彈簧(110)的另一端固定在第二圓盤(102)上；第一柔性彈簧(110)內部設有第一直線軸(1091)、萬向節(108)和第二直線軸(1092)，直線軸承(105)的外壁固定連接第一圓盤(101)，第一直線軸(1091)的一端從直線軸承(105)的內孔中穿過，第一直線軸(1091)的另一端連接萬向節(108)的一端，萬向節(108)的另一端連接第二直線軸(1092)的一端，第二直線軸(1092)的另一端固定在第二圓盤(102)上；

所述腕關節機構(300)包括第三圓盤(301)、第四圓盤(304)、四根驅動繩索、直線軸承(305)以及第二柔性彈簧(310)；第二柔性彈簧(310)的一端固定在直線軸承(305)上，第二柔性彈簧(310)的另一端固定在第四圓盤(304)上；第二柔性彈簧(310)內部設有第三直線軸(3091)、萬向節(308)和第四直線軸(3092)，直線軸承(305)的外壁固定連接第三圓盤(301)，第三直線軸(3091)的一端從直線軸承(305)的內孔中穿過，第三直線軸(3091)的另一端連接萬向節(308)的一端，萬向節(308)的另一端連接第四直線軸(3092)的一端，第四直線軸(3092)的另一端固定在第四圓盤(304)上。

2.根據權利要求1所述的多自由度自絕緣機器人臂系統，其特征在于：所述四根驅動繩索的另一端分別穿過第一圓盤(101)上的四個通孔，四個通孔等分成兩組，每組中的兩個通孔相互鄰近，兩組通孔分別設在相隔180°的位置；四根驅動繩索的一端分別固定在第二圓盤(102)上的四個固定點處，四個固定點等分成兩組，每組中的兩個固定點相互鄰近，兩組固定點分別設在相隔180°的位置；并且，初始狀態下，兩組固定點之間的連線與兩組通孔之間的連線垂直。

3.根據權利要求1所述的多自由度自絕緣機器人臂系統，其特征在于：所述肘關節機構(200)包括第一平板(201)，第一平板(201)通過第一連桿(204)連接第一轉動部件(206)，第一轉動部件(206)通過轉軸(207)連接第二轉動部件(208)，第二轉動部件(208)通過第二連桿(209)連接第三平板(203)，第一平板(201)和第三平板(203)之間還通過第五驅動繩索(205)相連，第一轉動部件(206)還連接第二平板(202)，第二平板(202)通過第六驅動繩索(210)連接第三平板(203)。

4.根據權利要求1所述的多自由度自絕緣機器人臂系統，其特征在于：所述四根驅動繩索的另一端分別穿過第四圓盤(304)上的四個通孔，四個通孔等分成兩組，每組中的兩個通孔相互鄰近，兩組通孔分別設在相隔180°的位置；四根驅動繩索的一端分別固定在第三圓盤(301)上的四個固定點處，四個固定點等分成兩組，每組中的兩個固定點相互鄰近，兩組固定點分別設在相隔180°的位置；并且，初始狀態下，兩組固定點之間的連線與兩組通孔之間的連線垂直。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的多自由度自絕緣機器人臂系統，其特征在于：還包括索輪機構(406)和減速電機(407)，各個驅動繩索分別穿過導管，各個導管匯總成一根總導管束，總導管束連接索輪機構(406)，減速電機(407)通過索輪機構(406)控制各個導管對應的驅動繩索的運動。

6.根據權利要求1所述的多自由度自絕緣機器人臂系統，其特征在于：還包括本地計算機(410)和控制計算機(411)，所述肩關節機構(100)、肘關節機構(200)和腕關節機構(300)中均設有角度傳感器和/或位移傳感器，角度傳感器和/或位移傳感器的檢測信號輸入本地計算機(410)，本地計算機(410)對檢測信號進行分析并發送反饋信號給控制計算機(411)，控制計算機(411)發送控制信號給本地計算機(410)。