一种新型多构态绞线驱动机械手.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115741651A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211280552.3(22)申请日2022.10.19(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人魏敦文曹奕高涛杨坤建黎子良刘泽堃弓句民(51)Int.Cl.B25J9/04(2006.01)B25J9/10(2006.01)B25J9/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种新型多构态绞线驱动机械手(57)摘要本发明提供一种基于新型绞线驱动系统的末端执行模块可进行平直运动与旋转运动的多构态机械手，涉及机械手设计领域、绞线驱动系统设计领域，包括末端执行模块、平直运动组件、旋转运动组件、驱动与牵引组件，通过各组件的协同工作实现对机械手末端执行模块平直运动、旋转运动的单独调控。本发明实现了绞线驱动系统中被牵引物平直运动与旋转运动分别调控的多构态系统特性，并将其引入到机械手的设计之中，减小了机械手的空间体积，避免了舵机关节调整机械手执行模块工作位置的运动空间复杂问题，具有结构简单、成本低廉、操作方便、工作精度高、多环境适用的特点，在医疗、军事和自动加工领域具有广泛应用价值。CN115741651ACN115741651A权利要求书1/1页1.一种新型多构态绞线驱动机械手，其特征在于，包括末端执行模块、平直运动组件、旋转运动组件和驱动与牵引组件；所述末端执行模块可完成夹取或剪切工作；所述平直运动组件由末端套筒构成，所述末端套筒呈空心圆柱状且其内部通孔为齿圈形；所述旋转运动组件包括中部套筒、前封盖、填充滑块、棘轮、棘爪、滚珠、后封盖、密封圈、复位弹簧和转动约束器，所述前封盖、填充滑块、棘轮、棘爪、滚珠、后封盖以及密封圈同心设置并组成运动转换模块，所述前封盖与棘轮连接后包覆填充滑块，所述棘轮与后封盖间采用滚珠润滑并通过密封圈连接，所述棘爪通过安装孔与所述填充滑块上的突出轴相连，所述转动约束器中部具有凸出细轴并穿过前述填充滑块的限位通孔，所述复位弹簧呈圆周均布设置于所述后封盖与所述转动约束器之间，所述转动约束器固连在中部套筒的内部安装位置；所述驱动与牵引组件包括前端套筒、末端接线器、绞线、前端接线器、小型直流电机、外连器，所述绞线的两端与所述末端接线器、所述前端接线器固定，所述前端接线器末端与所述小型直流输出轴固定，所述小型直流电机固定在所述前端套筒的内部安装位置，所述外连器一端与所述前端套筒外端底部通过螺纹连接，所述外连器另一端空出用以连接其它外部姿态辅助调节装置。2.根据权利要求1所述的一种新型多构态绞线驱动机械手，其特征在于，所述末端套筒内具有齿形通孔，且具有前端面到后端面的孔道扩张。3.根据权利要求1所述的一种新型多构态绞线驱动机械手，其特征在于，所述棘轮底部有用以承装所述滚珠的凸出滑槽。4.根据权利要求1所述的一种新型多构态绞线驱动机械手，其特征在于，所述位移填充滑块上设有所述棘爪的安装轴。5.根据权利要求1所述的一种新型多构态绞线驱动机械手，其特征在于，所述后封盖的顶部有用以承装所述滚珠的凸出滑槽。6.根据权利要求1所述的一种新型多构态绞线驱动机械手，其特征在于，所述复位弹簧的数量为4根。7.根据权利要求1所述的一种新型多构态绞线驱动机械手，其特征在于，所述末端接线器上设有齿形轴。8.根据权利要求1所述的一种新型多构态绞线驱动机械手，其特征在于，所述末端接线器前端面上设有所述末端执行模块安装位置。9.根据权利要求1所述的一种新型多构态绞线驱动机械手，其特征在于，所述绞线选用超弹性镍钛合金丝制成。10.根据权利要求1所述的一种新型多构态绞线驱动机械手，其特征在于，所述绞线的数量为4根。2CN115741651A说明书1/5页一种新型多构态绞线驱动机械手技术领域[0001]本发明涉及机械手设计、绞线驱动系统设计领域，具体为一种通过新型绞线驱动系统实现机械手末端执行模块平直运动与旋转运动分别可控的适用于复杂应用场景的新型多构态机械手。背景技术[0002]绞线驱动技术作为一种结构紧凑、重量轻便、功能强大、成本低廉的驱动技术，被应用于各种软执行器的设计之中。结构上绞线驱动器采用电机高速驱动两股或多股绳使其轴向总长度减小，将电机高速、低转矩的旋转运动转换为低速、高驱动力的平移直线运动，具有很高的传动比，利用其高能量效率、高功率密度的特点可实现远距离驱动功能。而现阶段绞线驱动技术更多地被应用于对被牵引物的沿绞旋收缩方向的单方向主动供力，在解开绞旋时需对被牵引物提供外力才能促使其恢复到初始几何位置，此外，现阶段大多绞线驱动系统仅仅具备轴向收缩位移能力，在对被牵引物施加几何约束的同时忽视了绞线扭矩带来的旋转运动价值，