[發明專利]一種上置式多自由度繩驅并聯機器人

有效

• 申請號: 202010973897.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112091946B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 吳立剛;韓碩;姚蔚然;孫光輝;劉健行
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 孟憲會

1.一種上置式多自由度繩驅并聯機器人，它包括架體(A)，其特征在于：它還包括多個繩驅單體結構(C)，多個繩驅單體結構(C)安裝在運動平臺(B)的上端，多個繩驅單體結構(C)的末端搭載運動平臺(B)實現懸停或運動；每個繩驅單體結構(C)均包括動力驅動單元、排線單元、導向單元、力位傳感器模塊和外結構框(6)，動力驅動單元安裝在外結構框(6)上，排線單元安裝在動力驅動單元的下方，導向單元安裝在外結構框(6)上，力位傳感器模塊安裝在導向單元和動力驅動單元上，繩索的一端固定安裝在動力驅動單元上，繩索的另一端沿著排線單元往復運動；

排線單元包括排線電機(3)、排線絲杠(15)、排線滑輪(16)、前排線導桿(17)、后排線導桿(18)和絲杠滑臺(20)，排線電機(3)安裝在繞線力矩電機(2)下方的外結構框(6)上，排線絲杠(15)安裝在外結構框(6)內并與排線電機(3)的輸出軸連接，前排線導桿(17)和后排線導桿(18)分別平行安裝在排線絲杠(15)前后兩側的外結構框(6)內，絲杠滑臺(20)安裝在排線絲杠(15)、前排線導桿(17)和后排線導桿(18)上，排線滑輪(16)安裝在絲杠滑臺(20)上；

導向單元包括連接板(50)、外導向滑輪(4)、外導向轉臺(5)、內導向孔板(7)、內導向轉軸(8)、外導向轉軸(10)、外導向孔板(11)、內導向轉臺(13)和內導向滑輪(14)，

連接板(50)安裝在外結構框(6)的側壁上，且連接板(50)的兩端分別伸向外結構框(6)的內側和外側，外導向轉臺(5)和內導向轉臺(13)分別通過內導向轉軸(8)和外導向轉軸(10)轉動安裝在外結構框(6)內側和外側的連接板(50)上，

外導向滑輪(4)安裝在外導向轉臺(5)上，內導向孔板(7)安裝在連接板(50)上，內導向滑輪(14)安裝在內導向轉臺(13)上，外導向孔板(11)安裝在內導向孔板(7)和外導向轉軸(10)之間的連接板(50)上；

外導向轉臺(5)和內導向轉臺(13)的設置滿足繩索穩定地在大范圍角度內擺動，并且前后過線孔的設置保證繩索不會從滑輪槽中滑脫，還保證整個結構在±90°的范圍內轉動。

2.根據權利要求1所述的一種上置式多自由度繩驅并聯機器人，其特征在于：動力驅動單元包括繞線滾筒(1)和繞線力矩電機(2)，繞線滾筒(1)轉動安裝在外結構框(6)上，繞線力矩電機(2)安裝在外結構框(6)的外側壁上，且繞線力矩電機(2)的輸出軸與繞線滾筒(1)連接。

3.根據權利要求2所述的一種上置式多自由度繩驅并聯機器人，其特征在于：內導向孔板(7)和外導向孔板(11)上均開設導向孔。

4.根據權利要求3所述的一種上置式多自由度繩驅并聯機器人，其特征在于：力位傳感器模塊包括張力傳感器(9)、張力測量滑輪(12)和編碼器(19)，張力測量滑輪(12)轉動安裝在內導向孔板(7)上，張力傳感器(9)安裝在張力測量滑輪(12)的軸孔處，編碼器(19)安裝在外結構框(6)的外側壁上并與繞線滾筒(1)連接。

5.根據權利要求4所述的一種上置式多自由度繩驅并聯機器人，其特征在于：架體(A)為長方體框架。

6.根據權利要求5所述的一種上置式多自由度繩驅并聯機器人，其特征在于：多個繩驅單體結構(C)之間采用多繩索并聯的方式與運動平臺(B)連接，并分別安裝在架體(A)的上端面上。

7.根據權利要求1或6所述的一種上置式多自由度繩驅并聯機器人，其特征在于：它還包括攝像系統(D)，攝像系統(D)安裝在運動平臺(B)的下方。