[實用新型]串聯(lián)式繩驅(qū)機械手關(guān)節(jié)運動的被動解耦機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821652566.2
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN208854628U
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于立娟;魏寧波;李棟;吳國民
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

本實用新型公開了串聯(lián)式繩驅(qū)機械手關(guān)節(jié)運動的被動解耦機構(gòu)，克服了存在串聯(lián)式繩驅(qū)機械手關(guān)節(jié)運動耦合的問題，其包括基座系統(tǒng)、解耦模塊、1號解耦繩、1號手臂系統(tǒng)、2號手臂、2號解耦繩、2號驅(qū)動繩與1號驅(qū)動繩；基座系統(tǒng)包括2號驅(qū)動輪、1號驅(qū)動輪、基座板；1號手臂系統(tǒng)包括1號主動輪、2號主動輪、圓軸與1號手臂板；解耦模塊通過其導(dǎo)軌安裝在基座板的矩形凹槽內(nèi)，1號手臂系統(tǒng)通過1號主動輪的小軸段下端安裝在基座板上的右光通孔中，2號手臂采用鍵與圓軸安裝在1號手臂板的右端；1號驅(qū)動繩套裝在基座板上的1號驅(qū)動輪與1號主動輪上方的凹槽內(nèi)，1號解耦繩、2號解耦繩與2號驅(qū)動繩分別將基座系統(tǒng)、解耦模塊與1號手臂系統(tǒng)串聯(lián)起來。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種被動解耦運動的機構(gòu)，更確切地說，本實用新型涉及一種串聯(lián)式繩驅(qū)機械手關(guān)節(jié)運動的被動解耦機構(gòu)。

背景技術(shù)

自1958年美國聯(lián)合控制公司研制出的第一臺機械手到今，串聯(lián)式機械手的發(fā)展已有60年，串聯(lián)機械手逐漸往兩個方向發(fā)展：一是小型化，一是大型化。在往大型化發(fā)展中，機械手追求的是更高的負(fù)載能力；往小型化發(fā)展的過程中，機械手追求的更加纖細(xì)的體型，以便在狹小的工作空間內(nèi)工作。許多研究人員提出了利用繩索、齒輪、連桿等機構(gòu)作為動力傳輸介質(zhì)來減小機械手的體型的方法。利用繩索作為動力傳輸介質(zhì)可以極大的簡化和減小串聯(lián)機械手的運動關(guān)節(jié)。此外，機械手的手臂可以做的更加細(xì)長，手臂輪廓對機械手運動的影響也就變得更小，運動空間就更加廣闊。

但是在串聯(lián)式繩驅(qū)機械手中，前端關(guān)節(jié)的運動會導(dǎo)致后端關(guān)節(jié)的驅(qū)動繩索的變化進(jìn)而導(dǎo)致關(guān)節(jié)的附帶轉(zhuǎn)動，這就是關(guān)節(jié)運動的耦合問題。處理解耦問題的方法有兩種：一是采用運動控制方法進(jìn)行主動解耦，另外一種是設(shè)計解耦結(jié)構(gòu)，被動式解耦。拉斯加大學(xué)林肯分校設(shè)計的手術(shù)機械手利用了行星齒輪的運動原理，將繩索和齒輪結(jié)合的驅(qū)動方式實現(xiàn)了解耦。南京航空航天大學(xué)設(shè)計的解耦模塊，則是利用動滑輪組的運動方法進(jìn)行解耦。但其缺點是每一個運動關(guān)節(jié)都需要配備一個解耦模塊，而且關(guān)節(jié)的體型較大，無法應(yīng)用到手術(shù)機械手中。因此，需要設(shè)計新的解耦機構(gòu)，能夠?qū)⒔怦钅K從關(guān)節(jié)中分離出來，簡化關(guān)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的串聯(lián)式繩驅(qū)機械手關(guān)節(jié)運動耦合的問題，提供了一種串聯(lián)式繩驅(qū)機械手關(guān)節(jié)運動的被動解耦機構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：所述的串聯(lián)式繩驅(qū)機械手關(guān)節(jié)運動的被動解耦機構(gòu)包括基座系統(tǒng)、解耦模塊、1號解耦繩、1號手臂系統(tǒng)、2號手臂、2號解耦繩、2號驅(qū)動繩與1號驅(qū)動繩；

所述的基座系統(tǒng)包括2號驅(qū)動輪、1號驅(qū)動輪、基座板；

所述的1號手臂系統(tǒng)包括1號主動輪、圓軸、1號手臂板與2號圓頭平鍵；

所述的解耦模塊通過其中導(dǎo)軌安裝在基座板上的矩形凹槽內(nèi)，1號手臂系統(tǒng)通過1號主動輪中的小軸段的下端安裝在基座板上的右光通孔中，2號手臂采用2號圓頭平鍵與圓軸安裝在1號手臂板的右端；1號驅(qū)動繩套裝在安裝在基座板上的1號驅(qū)動輪與1號主動輪的上方的環(huán)形凹槽內(nèi)，1號解耦繩把基座系統(tǒng)、解耦模塊與1號手臂系統(tǒng)串聯(lián)起來，2號解耦繩把基座系統(tǒng)、解耦模塊與1號手臂系統(tǒng)串聯(lián)起來，2號驅(qū)動繩把基座系統(tǒng)、解耦模塊與1號手臂系統(tǒng)串聯(lián)起來。

技術(shù)方案中所述的基座系統(tǒng)還包括1號導(dǎo)向輪組、1號銷釘、2號銷釘、2個結(jié)構(gòu)相同的3號銷釘、2個結(jié)構(gòu)相同的6號銷釘、2號導(dǎo)向輪組、3號導(dǎo)向輪組與4號導(dǎo)向輪組；所述的1號銷釘?shù)南露瞬迦牖迳系淖蠊馔字校?號銷釘?shù)南露伺c基座板上的左光通孔之間為過盈配合，2號銷釘?shù)南露瞬迦牖迳系闹泄馔字校瑑烧咧g同樣是過盈配合；1號驅(qū)動輪安裝在1號銷釘?shù)纳隙耍瑑烧咧g為過盈配合，2號驅(qū)動輪安裝在2號銷釘?shù)纳隙耍瑑烧咧g為過盈配合，1號驅(qū)動輪高于2號驅(qū)動輪；