一种助残/助老用绳驱动机械臂.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102672715A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102672715A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210149726.2F16C1/10(2006.01)(22)申请日2012.05.15(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人张勤王帅(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍(51)Int.Cl.B25J9/08(2006.01)B25J18/04(2006.01)A61G7/05(2006.01)A61G5/10(2006.01)F16H7/02(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书77页页附图附图66页(54)发明名称一种助残/助老用绳驱动机械臂(57)摘要本发明涉及一种助残/助老用绳驱动机械臂，机械臂结构包括回旋关节、上下转动关节、水平转动关节、第一关节连接板、滑块、导轨、底座驱动箱、驱动电机和绳驱动系统。每个转动关节的驱动电机都安转在底座驱动箱内，利用绳驱动系统将驱动电机的动力传到各个转动关节，实现对转动关节的驱动。本发明解决了绳驱动过程中只能拉伸不能压缩的问题，利用绳驱动系统将动力传递到各个关节，简化了关节处的机械结构，大大减轻了机械臂的自重，提高了机械臂的负载自重比和动态性能。该机械臂结构简单，安全性能高，行程范围大，特别适于安装在轮椅，护理床等助残助老设备上。CN102675ACN102672715A权利要求书1/2页1.一种助残/助老用绳驱动机械臂，其特征在于包括回旋关节(1)、上下转动关节（2）、水平转动关节（3）、第一关节连接板（4）、滑块（5）、导轨（6）、底座驱动箱（7）、驱动电机（8）和绳驱动系统，回旋关节（1）完成绕轴向的转动，上下转动关节（2）完成在垂直面内的绕轴转动，水平转动关节（3）完成水平面内的绕轴转动；回旋关节（1）、上下转动关节（2）和水平转动关节（3）串联连接，水平转动关节（3）与滑块（5）间通过关节连接板连接，滑块（5）安装在导轨（6）上且能沿着导轨（6）上下滑动，导轨(6)固定在底座驱动箱(7)上；每个关节均各自由一个驱动电机驱动，完成正反转运动，各关节的驱动电机安装在底座驱动箱内，每个驱动电机各自利用一个绳驱动系统将动力传到各个关节，各个绳驱动系统的拉线在机械臂内的走线为弯折形。2.根据权利要求1所述的一种助残/助老用绳驱动机械臂，其特征在于水平转动关节个数为三个以上，三个以上的水平转动关节通过关节连接板串联安装，靠近滑块(5)的水平转动关节也通过关节连接板与滑块(5)连接。3.根据权利要求1所述的一种助残/助老用绳驱动机械臂，其特征在于所述绳驱动系统包括主动同步带(10)、主动带轮(9)、第一带夹(11)、底座套筒固定装置(13)和两根拉线；所述两根拉线由两根第一拉线套筒(14)和两根第一拉线钢丝绳(12)组成；主动带轮(9)与驱动电机(8)通过平键连接，主动同步带(10)套在主动带轮(9)上，两根第一拉线钢丝绳(12)的一端各自通过一个第一带夹(11)与主动同步带(10)的两端连接，第一拉线套筒(14)通过底座套筒固定装置(13)固定在底座驱动箱(7)上，两根第一拉线钢丝绳(12)的另一端与相应关节连接，通过调节底座套筒固定装置(13)的安装位置来预紧第一拉线钢丝绳（12）及主动同步带（10）；当驱动电机转动时，主动同步带（10）带动一根第一拉线钢丝绳（12）在第一拉线套筒（14）内移动，第一拉线钢丝绳（12）带动关节转动，同时关节拉动另一根第一拉线钢丝绳（12）在拉线套筒内移动，完成将驱动电机的动力传到转动关节。4.根据权利要求3所述的一种助残/助老用绳驱动机械臂，其特征在于所述拉线的走线方式为：将所有拉线分为两组，拉线由底座驱动箱进入靠近滑块的一节机械臂，八个弹性圈均匀分布在该节机械臂的两侧，即一侧有四个弹性圈，各弹性圈用螺钉固定在关节连接板上，其中一组穿过一侧的第一弹性圈（51）后，绕到另一侧的第二弹性圈（52），再依次绕过第三弹性圈（53）、第四弹性圈（54）、第九弹性圈（55），将每根拉线绕到对应的关节处，另一组拉线穿过第五弹性圈（61）后，再依次穿过第六弹性圈（62）、第七弹性圈（63）和第八弹性圈（64），将每根拉线绕到对应的关节处。5.根据权利要求3所述的一种助残/助老用绳驱动机械臂，其特征在于所述底座套筒固定装置13包括底座套筒固定上板（18）和底座套筒固定下板（19），底座套筒固定下板（19）放在底座驱动箱（7）上，底座套筒固定上板（18）放在底座套筒固定下板（19）上，使用螺栓穿过螺栓孔（20）将底座套筒固定上板（18）和底座套筒固定下板（19）固定在底座驱动箱（7）上。6