[發明專利]一種剛柔耦合繩、桿、彈簧混合作用下的超冗余機器人

在審

• 申請號: 201811559606.3
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109531561A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 趙永杰;唐清瓊;陳成偉;苑飛飛;宋小剛;鄭增浩
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J9/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 周增元;曹江

本發明實施例公開了一種剛柔耦合繩、桿、彈簧混合作用下的超冗余機器人，包括基座、若干安裝于所述基座上的電機、若干繩索支鏈、若干并聯模塊、若干剛系支鏈；所述若干并聯模塊依次由所述繩索支鏈與所述基座上的電機的收線輪盤連接。所述若干并聯模塊包括第一平臺、第二平臺，所述剛系支鏈一端垂直固定設置于所述第一平臺的中心處，另一端與所述第二平臺的中心處轉動連接，所述剛系支鏈上固定設置有第三平臺，所述第三平臺與所述第二平臺之間轉動設置有至少三個彈簧支鏈。本發明具有工作空間大、制造成本低和易于安裝等特點，可用于應用于海底打撈、運動場攝像系統、工藝雕刻、運動模擬、定位焊接以及位置跟蹤等方面。

技術領域

本發明涉及機器人技術、機械制造等領域，尤其涉及一種剛柔耦合繩－桿－彈簧混合作用下的超冗余機器人，可以應用于海底打撈、運動場攝像系統、工藝雕刻、運動模擬、定位焊接以及位置跟蹤等方面。

背景技術

剛柔耦合繩－桿－彈簧混合作用下的超冗余機器人不僅融合了繩索驅動與桿支撐機構的優點，還利用了彈簧緩沖提供被動力與力矩的特點，具有結構簡單緊湊、慣性小、工作空間體積比大和響應速度快的特點，在高速機器人、超大工作空間的輕型機器人、大型輪船艦艇制造、機械加工、醫療康復和航天航空等方面都具有良好的應用前景。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種剛柔耦合繩、桿、彈簧混合作用下的超冗余機器人。可提供更大的工作空間以及實現了機器人的輕量化，并可簡化控制程序。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種剛柔耦合繩、桿、彈簧混合作用下的超冗余機器人，包括基座、若干安裝于所述基座上的電機、若干繩索支鏈、若干并聯模塊、若干剛系支鏈；

所述若干并聯模塊由所述若干剛系支鏈串接成一體結構，并連接在所述基座上；

所述若干并聯模塊依次由所述繩索支鏈與所述基座上的電機的收線輪盤連接。

進一步地，所述若干并聯模塊包括第一平臺、第二平臺，所述剛系支鏈一端垂直固定設置于所述第一平臺的中心處，另一端與所述第二平臺的中心處轉動連接，所述剛系支鏈上固定設置有第三平臺，所述第三平臺與所述第二平臺之間轉動設置有至少三個彈簧支鏈，所述繩索支鏈末端連接于所述第二平臺上。

更進一步地，所述彈簧支鏈一端轉動設置于所述第二平臺上的所述繩索支鏈的連接端。

更進一步地，所述彈簧支鏈包括一對固結滑輪、彈簧，所述一對固結滑輪分別設置于所述彈簧兩端。

更進一步地，所述剛系支鏈包括由下至上依次設置的主動伸縮桿支鏈以及頂部設置的轉動副、虎克鉸。

更進一步地，所述主動伸縮桿支鏈由液壓或者滾珠絲杠驅動。

本發明采用繩－桿混合驅動支鏈作為主動支鏈，彈簧支鏈提供被動力與力矩，具有工作空間大、結構簡單、制造成本低和易于安裝等特點，可用于應用于海底打撈、運動場攝像系統、工藝雕刻、運動模擬、定位焊接以及位置跟蹤等方面。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是本發明剛柔耦合繩－桿－彈簧混合作用下的超冗余機器人一般形態；

圖3是本發明的一個簡化并聯模塊的結構示意圖。

其中，1基座，2并聯模塊1，3并聯模塊2，4并聯模塊3，5并聯模塊4，6并聯模塊5，7并聯模塊6，8剛性支鏈6，9剛性支鏈5，10剛性支鏈4，11剛性支鏈3，12剛性支鏈2，13剛性支鏈1，14電機，15機架，16平臺1，17平臺2，18平臺3，19平臺4，20平臺5，21平臺6，22平臺7，23基座，24收線輪盤，25繩索，26第三平臺，27轉動副，28虎克鉸，29轉動副、30電機，31主動伸縮桿，32滑輪，33彈簧，34虎克鉸，35滑輪，36第二平臺。