[發(fā)明專利]一種基于旋轉(zhuǎn)式快換機(jī)構(gòu)的繩驅(qū)機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110375739.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN112959313B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牟宗高;張魯楊;賈利慧;劉力源;黃雪梅;李玉勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/10
• 分類號(hào): B25J9/10;B25J9/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于旋轉(zhuǎn)式快換機(jī)構(gòu)的繩驅(qū)機(jī)器人，包括旋轉(zhuǎn)式快換機(jī)構(gòu)（由旋轉(zhuǎn)機(jī)架組、電機(jī)傳動(dòng)組、導(dǎo)繩滑輪組三部分組成）、柔性機(jī)械臂桿件組、角度傳感器組、拉力傳感器組。旋轉(zhuǎn)式快換機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)約束桿穿過旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿的安裝孔和旋轉(zhuǎn)固定圓盤的安裝孔，約束旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明通過導(dǎo)繩滑輪組約束繩索走向，避免繩索與旋轉(zhuǎn)機(jī)架組干涉；通過脫出旋轉(zhuǎn)固定圓盤的旋轉(zhuǎn)約束桿，旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)組的位置變化，增大旋轉(zhuǎn)式快換機(jī)構(gòu)內(nèi)部零件的更換空間，方便導(dǎo)繩滑輪組和電機(jī)傳動(dòng)組的拆裝；分別通過角度傳感器組和拉力傳感器組反饋萬向節(jié)角度及繩索拉力實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)閉環(huán)控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是涉及繩驅(qū)機(jī)器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)

就目前研究現(xiàn)狀來看，繩驅(qū)機(jī)器人多是搭載柔性機(jī)械臂桿件組，柔性機(jī)械臂桿件組適用于狹窄的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，受到運(yùn)動(dòng)空間的限制，要求柔性機(jī)械臂桿件組及其機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸準(zhǔn)確，要求繩驅(qū)機(jī)器人裝配時(shí)無干涉、運(yùn)動(dòng)時(shí)無干涉。然而，目前柔性機(jī)械臂桿件組部分采用分立式的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，大多采用繩驅(qū)方式，電機(jī)數(shù)量多，繩索纏繞復(fù)雜，這樣會(huì)帶來很多缺點(diǎn)：

1.繩驅(qū)機(jī)器人的電氣線路和電機(jī)布置十分復(fù)雜，給安裝和調(diào)試帶來許多不便；

2.繩驅(qū)機(jī)器人的繩索承受拉力較大，繩索布置過程困難，易產(chǎn)生干涉；

3.繩驅(qū)機(jī)器人柔性機(jī)械臂桿件組的萬向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度不易測量導(dǎo)致系統(tǒng)控制誤差過大；

4.繩驅(qū)機(jī)器人的拆裝復(fù)雜費(fèi)時(shí)，后期維護(hù)困難；

因此，需要提供一種新的應(yīng)用于繩驅(qū)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)來解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)式快換機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)式快換機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿可安裝電機(jī)傳動(dòng)組且攜帶電機(jī)傳動(dòng)組繞旋轉(zhuǎn)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，改變電機(jī)傳動(dòng)組和旋轉(zhuǎn)機(jī)架組的相對(duì)位置，改變電機(jī)傳動(dòng)組和電機(jī)傳動(dòng)組的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)快速拆裝和維護(hù)。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種導(dǎo)繩滑輪組，導(dǎo)繩滑輪組的繩索換向滑輪和繩索牽引滑輪約束繩索走向，避免繩索與旋轉(zhuǎn)機(jī)架組干涉。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種繩驅(qū)機(jī)器人，繩驅(qū)機(jī)器人的繩索所受拉力和柔性機(jī)械臂桿件組的萬向節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度可實(shí)時(shí)檢測，可以減少繩索驅(qū)動(dòng)的控制誤差。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種旋轉(zhuǎn)式快換機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)機(jī)架組、電機(jī)傳動(dòng)組、導(dǎo)繩滑輪組，旋轉(zhuǎn)機(jī)架組包括旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿，旋轉(zhuǎn)固定圓盤，連接旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿和旋轉(zhuǎn)固定圓盤的旋轉(zhuǎn)約束桿，支撐和固定電機(jī)傳動(dòng)組的電機(jī)支撐桿，其中所述的旋轉(zhuǎn)固定圓盤上分布有與旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿上一一對(duì)應(yīng)的安裝孔，用來安裝旋轉(zhuǎn)約束桿，旋轉(zhuǎn)約束桿穿過旋轉(zhuǎn)固定圓盤的安裝孔，將旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿固定，且與旋轉(zhuǎn)機(jī)架組保持相對(duì)靜止；旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿都固定在同一個(gè)旋轉(zhuǎn)主軸上，非固定狀態(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿可繞旋轉(zhuǎn)主軸在一定范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，固定狀態(tài)時(shí)旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)桿與旋轉(zhuǎn)機(jī)架組保持相對(duì)靜止。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括基座平臺(tái)，基座平臺(tái)用于固定主軸軸承座、電機(jī)支撐桿和旋轉(zhuǎn)固定圓盤，基座平臺(tái)上設(shè)有階梯，階梯可將主軸軸承座、電機(jī)支撐桿和旋轉(zhuǎn)固定圓盤架高懸空，拉力傳感器固于基座平臺(tái)階梯的側(cè)面，方便安裝和拆卸。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括所述拉力傳感器、傳感器滑輪連接螺紋帽、繩索換向滑輪和繩索牽引滑輪，所述的拉力傳感器通過螺紋連接固定在基座平臺(tái)階梯的側(cè)面，拉力傳感器通過螺紋連接與傳感器滑輪連接螺紋帽相連，傳感器滑輪連接螺紋帽上固設(shè)有一個(gè)繩索換向滑輪，繩索穿過傳感器滑輪連接螺紋帽后經(jīng)過繩索換向滑輪換向，然后繞過繩索牽引滑輪并沿旋轉(zhuǎn)約束桿方向通過旋轉(zhuǎn)固定圓盤與柔性機(jī)械臂桿件組相連。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的繩索換向滑輪與繩索牽引滑輪在同一豎直平面內(nèi)，約束繩索走向，避免干涉，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)繩索在豎直平面內(nèi)收放。

附圖說明