[發(fā)明專利]一種繩傳動(dòng)三自由度遙操作主手

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811248465.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN109176497B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂鑫;張洪冬;劉昊;王道臣;吳慶勛;趙開宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京機(jī)械設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): B25J9/10
• 分類號(hào): B25J9/10
• 代理公司: 北京天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 侯永帥;田英楠

1.一種繩傳動(dòng)三自由度遙操作主手，其特征在于，所述繩傳動(dòng)三自由度遙操作主手包括約束支鏈(2)、驅(qū)動(dòng)支鏈(1)和基座(3)；所述約束支鏈(2)包括約束連桿(206)和萬向塊，且所述約束連桿(206)穿過萬向塊，并能夠在所述萬向塊中滑動(dòng)；所述萬向塊與基座(3)形成萬向節(jié)結(jié)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)支鏈(1)設(shè)有至少3組，沿圓周均布陣列在所述約束支鏈(2)的周圍；所述驅(qū)動(dòng)支鏈(1)包括驅(qū)動(dòng)連桿(111)，所述驅(qū)動(dòng)連桿(111)一端與基座(3)通過繩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)鉸接，另一端與所述約束連桿(206)端部的動(dòng)平臺(tái)(207)鉸接；

所述約束連桿(206)的端部與動(dòng)平臺(tái)(207)固定連接；所述約束連桿(206)為方桿，所述萬向塊為方塊，且所述萬向塊的中央設(shè)有尺寸與所述約束連桿(206)截面尺寸相同的方形通孔；

所述萬向塊包括內(nèi)塊(205)和外塊(203)；所述內(nèi)塊(205)和外塊(203)均為方形框；所述內(nèi)塊(205)通過與所述內(nèi)塊(205)側(cè)面垂直的第一軸(204)與所述外塊(203)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述外塊(203)通過與所述外塊(203)側(cè)面垂直的第二軸(202)與所述基座(3)鉸接；所述第一軸(204)與第二軸(202)互相垂直；所述約束連桿(206)穿過所述內(nèi)塊(205)；

所述繩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：電機(jī)(101)、電機(jī)座(103)、第一繩輪(107)和第二繩輪(112)；

所述電機(jī)(101)固定安裝在所述電機(jī)座(103)上；所述電機(jī)座(103)與所述基座(3)固定連接；所述第一繩輪(107)通過繩輪軸(106)與所述電機(jī)座(103)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，且所述繩輪軸(106)與電機(jī)(101)輸出軸平行；所述第一繩輪(107)的外緣與所述驅(qū)動(dòng)連桿(111)鉸接；

所述第二繩輪(112)與電機(jī)(101)的輸出軸固定連接；所述第一繩輪(107)的外緣和第二繩輪(112)的外緣設(shè)有鋼絲繩(113)，且所述第二繩輪(112)通過所述鋼絲繩(113)帶動(dòng)所述第一繩輪(107)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述第一繩輪(107)為半圓輪，所述繩輪軸(106)固定在所述第一繩輪(107)的圓心處；所述第一繩輪(107)的圓周側(cè)面設(shè)有內(nèi)凹的繩槽，直徑側(cè)面設(shè)有2個(gè)緊固機(jī)構(gòu)(114)；

所述第二繩輪(112)為圓輪，所述電機(jī)(101)與所述第二繩輪(112)的圓心處固定；所述第二繩輪(112)的圓周側(cè)面設(shè)有內(nèi)凹的繩槽；

所述鋼絲繩(113)纏繞所述第二繩輪(112)，并跨過所述第一繩輪(107)的圓周側(cè)面，且所述鋼絲繩(113)兩端分別與所述緊固機(jī)構(gòu)(114)固定連接；

第一繩輪(107)的圓周上設(shè)有減重通孔；

所述驅(qū)動(dòng)連桿(111)為碳纖維桿，兩端均固定安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)鉸機(jī)構(gòu)；

所述轉(zhuǎn)動(dòng)鉸機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸(109)、固定套和球軸承(110)；所述固定套一端設(shè)有盲孔，所述驅(qū)動(dòng)連桿(111)的端部插入所述盲孔中；

所述固定套另一端設(shè)有通孔，通過所述球軸承(110)與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(109)連接；

所述第一繩輪(107)的外緣和動(dòng)平臺(tái)(207)的外緣均設(shè)有能夠與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(109)固定連接的軸套(208)；

所述第一繩輪(107)靠近所述電機(jī)座(103)的半圓面上設(shè)有一體化的限位銷軸(108)；

所述電機(jī)座(103)對(duì)應(yīng)所述限位銷軸(108)的位置設(shè)有圓弧形的通槽，所述限位銷軸(108)插入所述通槽中，形成限位結(jié)構(gòu)；

所述基座(3)包括第一底盤(301)和第二底盤(302)；

所述第一底盤(301)為圓形，所述驅(qū)動(dòng)支鏈(1)與所述第一底盤(301)連接；所述第一底盤(301)中央設(shè)有方形孔，所述約束支鏈(2) 與所述方形孔連接；

所述第二底盤(302)與所述第一底盤(301)垂直固定連接；所述第二底盤(302)為圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繩傳動(dòng)三自由度遙操作主手，其特征在于，所述電機(jī)(101)上設(shè)有第一角度傳感器(102)，用來測量電機(jī)(101)的轉(zhuǎn)角；

所述繩輪軸(106)上設(shè)有第二角度傳感器(104)，用來測量繩輪軸(106)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；

所述第二角度傳感器(104)通過傳感器座(105)與所述電機(jī)座(103)固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的繩傳動(dòng)三自由度遙操作主手，其特征在于，所述動(dòng)平臺(tái)(207)為正多邊形結(jié)構(gòu)，且邊數(shù)與驅(qū)動(dòng)支鏈(1)的組數(shù)相同；

所述動(dòng)平臺(tái)(207)的軸套(208)設(shè)置在所述動(dòng)平臺(tái)(207)的頂點(diǎn)處。