本發明公布了一種防繞線式柔性關節Pendubot裝置,包括:驅動電機、支撐架組件、柔性關節組件、機械臂、防繞線組件、固定組件。柔性關節組件包括第一柔性關節組件和第二柔性關節組件;第一柔性關節組件或第二柔性關節組件包括柔性關節座、卷簧和柔性關節蓋;卷簧的外端安置在柔性關節座的插槽內,內端安置在柔性關節蓋的插槽內。本發明能夠在Pendubot裝置中采用柔性關節傳動,降低控制難度,同時對第二關節編碼器導線進行專門防繞線設計,避免繞線并提高運動控制精度。
技術領域
本發明涉及機械臂領域,具體是一種防繞線式柔性關節Pendubot裝置。
背景技術
欠驅動裝置是一類驅動器個數小于裝置自由度個數的機械裝置,由于驅動單元減少,具有重量輕、能耗低等優點,在工業機器人、仿生機器人等應用領域具有較大應用前景。Pendubot裝置是一類典型的兩連桿欠驅動機械臂裝置,該裝置的特點是僅在第一關節上存在驅動器。
在部分現有技術中,Pendubot裝置往往采用剛性關節作為傳動組件,其平面裝置由于在任一開環平衡點處線性近似不完全能控,存在較大控制難度;在第二關節存在編碼器的Pendubot裝置中,由于現有無線編碼器難以滿足高采樣頻率要求,第二關節編碼器仍需采用有線編碼器,然而有線編碼器的導線需要與外置信號傳輸裝置相連,現有技術往往未考慮裝置運動過程導線隨意空中擺動造成的繞線問題與嚴重降低運動控制精度問題。
發明內容
有鑒于此,本發明提供一種防繞線式柔性關節Pendubot裝置,包括:
驅動電機、支撐架組件、柔性關節組件、機械臂、防繞線組件、固定組件;
所述柔性關節組件包括第一柔性關節組件和第二柔性關節組件;第一柔性關節組件或第二柔性關節組件包括柔性關節座、卷簧和柔性關節蓋;所述卷簧的外端安置在柔性關節座的插槽內,內端安置在所述柔性關節蓋的插槽內。
所述機械臂包括第一機械臂和第二機械臂。
所述防繞線組件包括導電滑環、回轉支承、第一法蘭聯軸器、接線端子和第二編碼器。
所述驅動電機通過第一聯軸器和第一短軸相連,所述第一短軸末端與第一柔性關節組件的柔性關節蓋通孔同軸且通過軸側螺栓擰緊固定,第一柔性關節組件位于第一機械臂首端的下方,且第一柔性關節組件的柔性關節座通過第一墊圈與第一機械臂首端固定連接;第一法蘭聯軸器位于第一機械臂首端的上方,且第一法蘭聯軸器和第一機械臂首端之間設有第二墊圈,所述第一機械臂首端、第二墊圈、第一法蘭聯軸器的法蘭盤、回轉支承內圈通過螺栓固定連接,第一法蘭聯軸器上方套在回轉支承的通孔內,且與第二短軸一端通過軸側無頭螺栓擰緊固定,所述第二短軸另一端通過第二聯軸器連接第一編碼器,所述回轉支承和所述第二聯軸器之間連接所述導電滑環。
所述第二編碼器的軸上依次連接所述第一機械臂末端、第二柔性關節組件、所述第二機械臂首端、第二法蘭聯軸器,所述第一機械臂末端與第二柔性關節組件的柔性關節座固定連接。
進一步的是,所述支撐架組件包括基座、電機支撐架、第一編碼器支撐架,所述基座呈C型,所述基座的頂端位于所述回轉支承和導電滑環之間,所述基座頂端的內側與所述回轉支承的軸承外圈固定連接;所述導電滑環與所述驅動電機、所述基座的頂端通孔同軸,嵌入所述基座的頂端通孔內;所述電機支撐架固定連接于所述驅動電機外部,并與所述基座側端的內部以及所述基座底端的內側固定連接;所述第一編碼器支撐架將所述第一編碼器固定連接于所述基座頂端的外側。
進一步的是,所述導電滑環包括導電滑環定子端導線、導電滑環座、導電滑環轉子端導線。
進一步的是,所述固定組件位于整個裝置最下方,包括固定架、緊固螺栓、夾持塊,所述固定架呈C型,所述固定架頂端與所述基座底端固定連接,所述固定架底端的中間開有螺紋孔,所述夾持塊位于所述固定架底端下方,所述緊固螺栓穿過所述螺紋孔與所述夾持塊相連。