[發明專利]一種繩驅操作手柄

有效

• 申請號: 202211308740.2
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號: CN115565803B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 馬淦;馮永玄;黃浩佳;馮瀚;匡紹龍;張文偉
• 申請（專利權）人: 深圳技術大學
• 主分類號: H01H25/04
• 分類號: H01H25/04;H01H3/36;H01H3/32;H01H3/02
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 秦勝軍

本發明公開了一種新型繩驅操作手柄，用于操控繩體；其中，包括殼體和搖桿結構，搖桿結構包括底盤、基座、軸桿組件、平衡盤和約束組件，底盤設于殼體上；基座與殼體連接；軸桿組件與基座萬向傳動連接；平衡盤嵌套在軸桿組件上，平衡盤上設有用于連接繩體的第一連接部和第二連接部，第一連接部與軸桿組件之間的連線方向為第一方向，第二連接部與軸桿組件之間的連線方向為第二方向，第一方向與第二方向垂直；第一方向所在的豎直平面為第一平面；第二方向所在的豎直平面為第二平面；約束組件一端與底盤連接，另一端與平衡盤連接，用于約束軸桿組件僅在第一平面內轉動或僅在第二平面內轉動。本發明方案無需電子設備驅動，有助于適應教學設備需求。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，特別是涉及一種新型繩驅操作手柄。

背景技術

繩索作為一種可靠的柔性傳動介質，有著傳動穩定、振動小以及能達到剛性傳動精度的獨特優勢，使得繩驅動具有精度高、噪聲低、傳動平穩、無需潤滑、易于安裝和維護等特點；繩驅驅動方式已被用到機器人和精密傳動裝置等領域。

但隨著機器人領域的發展，機器人的質量大、體積大、關節轉動慣量高，對繩驅機械臂的柔順性、環境適應性、人機交互安全性等性能提出了更高的要求，因此，現有的繩驅式機器人的安裝和控制驅動均比較復雜，為了控制多個維度內繩體的運動，機器人的操縱控制器往往采用齒輪、電機等進行繩驅間接控制，目前很少有采用全部繩控的操控手柄設計方案。

現有的手柄一般均為電子手柄，工業上如果需要用電子手柄對傳動機構進行控制，一般是操作人員通過操作電子手柄來控制電機的運轉，電子手柄發送電信號給電機，電機再將力傳遞給傳動機構，從而間接對傳動機構進行控制，通過間接控制繩子的抽拉實現對機器臂的操控。

這種實現方式在教學類的機器人設備中，往往采用的是一個完整的產品或成品的控制模塊，例如包括電機和傳感器等等在內的一個電路單元或模塊，很難讓學習者從根本上理解機械臂的傳動控制原理。

此外，此種控制方式對于繩子的抽拉速度很難把控，容易在關節極限位置出現卡塞或卡住，而電子控制一般不會設置信號反饋，無法準確感知繩子的受力變化，而有可能依然發出持續運轉的驅動信號，進而導致電子設備的損壞，例如燒電機等故障。

因此，現有技術的通過電子手柄經過電機間接控制繩子抽拉的方式存在缺陷，而有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種新型繩驅操作手柄，旨在解決現有的繩驅操作手柄需要依靠電子設備進行驅動，無法適應教學設備需求的問題。

本發明的技術方案如下：

一種新型繩驅操作手柄，用于操控繩驅設備的傳動繩繩體；其中，包括殼體和設于所述殼體內的搖桿結構，所述搖桿結構包括底盤、基座、軸桿組件、平衡盤和約束組件，所述底盤設于所述殼體上，所述底盤的中心位置形成有中心孔；所述基座與所述殼體連接，位于所述中心孔內；所述軸桿組件與所述基座萬向傳動連接；所述平衡盤嵌套在所述軸桿組件上，所述平衡盤上環繞所述軸桿組件相對垂直設置有用于連接不同傳動繩繩體的第一連接部和第二連接部，所述第一連接部所在的豎直平面為第一平面；所述第二連接部所在的豎直平面為第二平面；所述約束組件兩端分別鉸接連接在所述底盤與所述平衡盤之間，所述約束組件的結構設置具有以下特點：約束所述軸桿組件的扳動可僅在所述第一平面內或僅在所述第二平面內抽拉驅動該平面內的傳動繩繩體。

所述的新型繩驅操作手柄，其中，所述約束組件設置包括三個支撐桿，每一所述支撐桿具有三段斜向彎折結構；在所述底盤與所述平衡盤正對的初始位置，其中任一所述支撐桿在所述平衡盤上的上端連接點在所述底盤上的投影位于另外兩個所述支撐桿在所述底盤上的連接點之間。

所述的新型繩驅操作手柄，其中，每一所述支撐桿的上端與所述平衡盤，以及下端與所述底盤的鉸接，均采用相互垂直的兩個鉸接軸設置，且所述兩個鉸接軸在初始位置平行于所述平衡盤及所述底盤設置。