一种模块化关节以及七自由度模块化绳驱机械臂.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CN108247622A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201711492553.3(22)申请日2017.12.30(71)申请人哈尔滨工业大学深圳研究生院地址518000广东省深圳市南山区西丽镇深圳大学城哈工大校区(72)发明人徐文福郑宁靖韩亮袁晗(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人唐致明(51)Int.Cl.B25J9/08(2006.01)B25J9/10(2006.01)B25J17/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种模块化关节以及七自由度模块化绳驱机械臂(57)摘要本发明涉及一种模块化关节以及七自由度模块化绳驱机械臂，其模块化关节包括驱动电机，驱动电机带动减速机构，所述减速机构的输出轴穿过绳轮的中间孔带动所述绳轮转动，还带动所述绳轮上方设置的第一轴承的轴承内圈；设置第二轴承与所述第一轴承的轴线平行，第一、第二轴承的轴承外圈固定法兰之间固定连接、外圈轴承座固定连接；所述绳轮与所述第二轴承的内圈轴承座之间缠绕有驱动绳索。本发明的模块化关节中，驱动电机带动绳轮以及第一轴承运动，绳轮上的驱动绳索带动第二轴承转动，结构简单合理，并且具有一定在载荷能力；将模块化关节按一定方式布局、连接，形成七自由度模块化绳驱机械臂，质量小，精度高，且提升机械臂转动时的安全性能。CN108247622ACN108247622A权利要求书1/2页1.一种模块化关节，其特征在于，包括：驱动电机，所述驱动电机带动减速机构，所述减速机构的输出轴穿过绳轮的中间孔带动所述绳轮转动，还带动所述绳轮上方设置的第一轴承的轴承内圈；所述第一轴承旁设置第二轴承，所述第一轴承与所述第二轴承的轴线平行，且所述第一、第二轴承的轴承外圈固定法兰之间固定连接，所述第一、第二轴承的外圈轴承座固定连接；所述绳轮与所述第二轴承的内圈轴承座之间缠绕有驱动绳索。2.根据权利要求1所述的模块化关节，其特征在于：两根所述驱动绳索相对所述绳轮对称设置，每根所述驱动绳索在绳轮上饶一圈半后，穿过所述第二轴承的外圈轴承座的侧壁上开设的小孔，在所述第二轴承的内圈轴承座的走线槽内绕线半圈后，固定在所述第二轴承的内圈轴承座的走线槽内。3.根据权利要求1所述的模块化关节，其特征在于：所述第一轴承为深沟球轴承。4.根据权利要求1所述的模块化关节，其特征在于：所述第二轴承为交叉滚子轴承，且所述交叉滚子轴承的正面设置内圈固定法兰，所述内圈固定法兰与所述交叉滚子轴承的内圈固定连接；所述交叉滚子轴承的背面设置盖板。5.根据权利要求1至4中任一项所述的模块化关节，其特征在于：还包括绝对式编码器，所述绝对式编码器包括磁环与读数头，所述读数头固定安装在所述第二轴承的固定的外圈轴承座上，所述磁环安装在所述第二轴承的转动的内圈轴承座上；所述绝对式编码器读取所述第二轴承的转动角度，并反馈转动角度信息至控制板。6.根据权利要求1至4中任一项所述的模块化关节，其特征在于：还包括绳索张紧机构，所述绳索张紧机构包括中空螺柱与调节螺母，所述调节螺母上下两端分别与所述绳轮的上下底面固定连接，所述调节螺母中部开螺纹孔，使所述中空螺柱与所述调节螺母螺接，且所述中空螺柱的轴向沿所述绳轮的切线方向；所述驱动绳索穿过所述中空螺柱的内部，并在所述中空螺柱的一端打结固定。7.一种七自由度模块化绳驱机械臂，其特征在于，包括：肩部、肘部以及腕部，所述肩部与所述肘部之间设置第一连接臂，所述肘部与所述腕部之间设置第二连接臂，还包括基座以及权利要求1至6中任一项所述的模块化关节；所述模块化关节在所述肩部分布有三个，为第一、第二、第三模块化关节，第一模块化关节的第二轴承的外圈轴承座与所述基座固定连接；第二模块化关节的第二轴承的外圈轴承座与所述第一模块化关节的第二轴承的内圈固定法兰固定连接；第三模块化关节的第二轴承的外圈轴承座与所述第二模块化关节的第二轴承的内圈固定法兰固定连接，同时所述第三模块化关节的内圈固定法兰与所述第一连接臂固定连接；所述模块化关节在所述肘部分布有一个，为第四模块化关节，所述第四模块化关节，其第二轴承的内圈固定法兰与所述第一连接臂固定连接，其盖板与所述第二连接臂固定连接；所述模块化关节在所述腕部分布有三个，为第五、第六、第七模块化关节，第五模块化关节的第二轴承的盖板与所述第二连接臂固定连接，第六模块化关节的第二轴承的外圈轴承座与所述第五模块化关节的第二轴承的内圈固定法兰固定连接；第七模块化关节的第二轴承的外圈轴承座与所述第六模块化关节的第二轴承的内圈固定法兰固定连接。8.根据权利要求7所述的七自由度模块化绳驱机械臂，其特征在于：所述肩部的三个模块化关节中的所述第二轴承的轴线两两之间相