一种用于绳驱机械臂的三自由度腕关节结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111673795A(43)申请公布日2020.09.18(21)申请号202010620017.2(22)申请日2020.07.01(71)申请人浙江理工大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区白杨街道2号大街928号(72)发明人贺磊盈吴天次陈建国(74)专利代理机构杭州九洲专利事务所有限公司33101代理人王之怀王洪新(51)Int.Cl.B25J17/02(2006.01)B25J9/10(2006.01)B25J9/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图6页(54)发明名称一种用于绳驱机械臂的三自由度腕关节结构(57)摘要本发明涉及绳驱动机械臂领域。技术方案是：一种用于绳驱机械臂的三自由度腕关节结构，其特征在于：该结构包括布置在基座上的三个电机轮、可转动地定位在基座上的回转基座、固定在基座内的若干滑轮、可绕水平轴线转动地定位在回转基座上的传动轴、穿套固定在回转轴上的第一绕线轮、可转动地套设在回转轴上的第二绕线轮与第三绕线轮、穿套固定在传动轴上第一输出轮和两个绕线轮、可转动地套设在传动轴上的第二输出轮、与摇杆连接的末端平台、可转动地穿套在万向节第一转轴上的两个绕线环、穿套在万向节第二转轴上的两个支杆、驱动回转基座的两根传动绳、驱动摇杆的若干传动绳、驱动末端平台的其余若干传动绳。本发明能提升机械臂的可操作空间。CN111673795ACN111673795A权利要求书1/1页1.一种用于绳驱机械臂的三自由度腕关节结构，其特征在于：该结构包括布置在基座(24)上且分别由电机一一驱动的三个电机轮(31)、通过竖直布置的回转轴(2)可转动地定位在基座上的回转基座(1)、通过若干安装板(8)分别一一固定在基座内的若干滑轮、通过轴承座(27)可绕水平轴线转动地定位在回转基座上的传动轴(22)、穿套固定在回转轴上的第一绕线轮(I)、可转动地套设在回转轴上的第二绕线轮(II)与第三绕线轮(III)、穿套固定在传动轴上第一输出轮(i)和两个绕线轮、可转动地套设在传动轴上且与摇杆(21)固结的第二输出轮(ii)、通过万向节(26)与摇杆连接的末端平台(25)、可转动地穿套在万向节第一转轴上的两个绕线环、穿套在万向节第二转轴上且与末端平台分别固定的两个支杆、缠绕在第一个电机轮上且通过滑轮导向后再与所述第一绕线轮缠绕配合以驱动回转基座的两根传动绳、由第二个电机轮带动以驱动摇杆的若干传动绳、由第三个电机轮带动以驱动末端平台的其余若干传动绳。2.根据权利要求1所述的用于绳驱机械臂的三自由度腕关节结构，其特征在于：所述两个绕线轮分别是第四绕线轮(IV)以及第五绕线轮(V)。3.根据权利要求2所述的用于绳驱机械臂的三自由度腕关节结构，其特征在于：所述驱动回转基座的两根传动绳为第一传动绳(4)与第二传动绳(5)。4.根据权利要求3所述的用于绳驱机械臂的三自由度腕关节结构，其特征在于：所述驱动摇杆的方式是：第九传动绳(17)与第十传动绳(18)分别缠绕在第二个电机轮上且通过滑轮后再分别缠绕在第三绕线轮(III)上，第十一传动绳(19)与第十二传动绳(20)分别缠绕在第三绕线轮上且通过滑轮后再分别缠绕在第二输出轮(ii)，从而在电机带动的电机轮驱使下使摇杆发生摆动。5.根据权利要求4所述的用于绳驱机械臂的三自由度腕关节结构，其特征在于：所述驱动末端平台的方式是：第三传动绳(6)和第四传动绳(7)分别缠绕在第三个电机轮上且通过滑轮后再分别缠绕在第二绕线轮(II)上，第五传动绳(9)和第六传动绳(10)分别缠绕在第二绕线轮上且通过滑轮后再分别缠绕在第一输出轮(i)上；缠绕在第四绕线轮(IV)上的第七传动绳(11)，绕过第一绕线环(12)后再缠绕在第一支杆(13)上；缠绕在第五绕线轮(V)上的第八传动绳(14)，绕过第二绕线环(15)后载缠绕在第二支杆(16)上；从而实现末端平台的驱动。2CN111673795A说明书1/3页一种用于绳驱机械臂的三自由度腕关节结构技术领域[0001]本发明涉及绳驱动机械臂领域，具体涉及一种用于绳驱机械臂的三自由度腕关节结构。背景技术[0002]在机器人技术中，绳驱动主要应用于并联机构和机器人手爪的传动。绳驱动可以实现远距离传动，有效降低关节的重量，实现机械臂的轻量化，因此对绳驱动机械臂技术的研究越来越受到人们的重视和关注。[0003]而在机器人技术中，关节是连接机器人的手、臂、机身、腿和脚不可缺少的部件。其中，大多数关节的运动方式是转动或作短距离平移运动。在各种关节中，又以腕关节的运动最为复杂，自由度最多。在现有绳驱机械臂技术中，腕关节基本都为二自由度，可操作空间有限；因此对于那些需要在空间曲面上进行连续作业，如：用于焊接、喷漆、隧道掘