CN102941573A - 一种绳驱动多关节机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于关节机器人领域，具体为一种绳驱动多关节机器人，解决了多关节的钢丝绳传动及布置的问题。该绳驱动多关节机器人分为手部、腕部、小臂、上臂、肩部、腰部及基座，基座上设置腰部，腰部通过曲轴组件与肩部连接，肩部通过旋转关节轴与上臂连接，上臂通过旋转关节轴上的从动轮组件Ⅱ与小臂连接，小臂通过旋转关节轴上的从动轮组件Ⅰ与腕部连接，腕部通过旋转关节轴与手部连接，相互连接的各个部分之间形成多个关节，多关节的绳传动单元通过柔绳分别与腰部、肩部、上臂、小臂、腕部、手部之一或两个以上连接，形成绳驱动多关节机器人。本发明机器人共8个自由度，可以更加充分地发挥钢丝绳传动的优点，如传动精度高，易于布置等。

Description

一种绳驱动多关节机器人

技术领域

本发明属于关节机器人领域，具体为一种绳驱动多关节机器人。

背景技术

机械臂关节普遍采用电机、齿轮减速器、关节轴三者直接相连的传动机构，这种传动机构要求电机与齿轮减速器安装在机械臂关节附件，机构简单但结构不紧凑，外观不整洁。尤其突出的缺点是，在多关节机械臂中，下一级关节的电机与齿轮减速器等传动装置成为上一级关节的负载，提高了对机械臂动力和传动元件的要求，由此造成整体重量和内部消耗的增加，降低了机械臂对外做功的能力和效率。

目前已经公开的资料中，上海交通大学的陶俊、袁建军等人的专利《用于机械臂的钢丝绳传动机构，公开号CN1995777A》及其相关论文，如《钢丝绳传动四自由度机械臂的机构设计》、《钢丝绳传动5自由度机器人的机构设计》对钢丝绳传动结构进行有益的探索，但不能用于多关节的机械臂，因而不能更大程度的发挥钢丝绳传动机构的所具有的优点。

采用电机、齿轮减速器、关节轴三者直接相连的传动机构组成关节的机器人，虽然随着技术的进步，其成本不断降低，但价格还是成为制约其在社会中广泛应用的要素。因此，采用新的技术，适当的降低机器人的价格，从而为机器人更好的融入社会，就成为一种必然的选择。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绳驱动多关节机器人，解决了多关节的钢丝绳传动及布置的问题。

本发明的技术方案是：

一种绳驱动多关节机器人，该绳驱动多关节机器人分为手部、腕部、小臂、上臂、肩部、腰部及基座，基座上设置腰部，腰部通过曲轴组件与肩部连接，肩部通过上臂的旋转关节轴与上臂连接，从动轮组件Ⅲ驱动上臂；上臂通过小臂的旋转关节轴与小臂连接，从动轮组件Ⅱ驱动小臂；小臂通过腕部的旋转关节轴与腕部连接，从动轮组件Ⅰ驱动腕部；腕部通过旋转关节轴与手部连接，相互连接的各个部分之间形成多个关节，多关节的绳传动单元通过柔绳分别与腰部、肩部、上臂、小臂、腕部、手部之一或两个以上连接，经过各个部分的柔绳分别为：腕部柔绳、小臂柔绳、上臂柔绳、肩部柔绳、腰部柔绳，形成绳驱动多关节机器人。

所述的绳驱动多关节机器人，腕部包括：腕前部、孔用弹性挡圈、腕部柔绳Ⅰ、腕销轴Ⅰ、滚动轴套、滚动轴承、空心轴、腕部柔绳Ⅱ、实心轴、滚动轴承、孔用弹性挡圈、旋转关节轴、键、驱动半轴、从动半轴、腕销轴Ⅱ、滚动轴套、腕后部、螺母、上基座、下基座、上基座轴孔、下基座轴孔，具体结构如下：

腕部分两部分，由腕前部和腕后部组成，腕前部为框架结构，所述框架结构中设有旋转关节轴，旋转关节轴的一端伸至所述框架结构外侧，旋转关节轴与手部的键槽孔相连，通过螺母锁紧；腕前部的上下分别为上基座和下基座，上基座设有空心轴，下基座设有实心轴，实心轴与下基座通过键连接；空心轴与实心轴同心，二者轴线与旋转关节轴的轴线垂直；腕后部为U形结构，所述U形结构的端部分别开有上基座轴孔、下基座轴孔，上基座轴孔、下基座轴孔相对设置，所述U形结构的根部轴孔两侧分别安装驱动半轴和从动半轴；基座上下两轴分别穿过腕后部一端相应的轴孔，上基座的空心轴穿过上基座轴孔，下基座的实心轴穿过下基座轴孔；腕后部的根部与小臂前端相连，由设在小臂外侧的从动轮组件Ⅰ与从动半轴键连接，腕后部由从动轮组件Ⅰ驱动；

空心轴与上基座轴孔之间通过滚动轴承传动连接，滚动轴承安装在空心轴上，其外侧由孔用弹性挡圈定位；腕部柔绳Ⅰ的一端从空心轴穿过，该端缠绕于旋转关节轴，腕部柔绳Ⅰ的另一端沿配套使用的腕销轴Ⅰ、滚动轴套，伸至小臂中；旋转关节轴由腕部柔绳Ⅰ驱动，腕部柔绳Ⅰ动作时，手部同步旋转；

实心轴与下基座轴孔之间通过滚动轴承传动连接，下基座轴孔中安装滚动轴承，其外侧由孔用弹性挡圈定位；腕部柔绳Ⅱ的一端缠绕于实心轴的槽轮，腕部柔绳Ⅱ的另一端沿配套使用的腕销轴Ⅱ、滚动轴套，伸至小臂中；实心轴由腕部柔绳Ⅱ驱动，腕部柔绳Ⅱ动作，驱动实心轴左右摇摆。

所述的绳驱动多关节机器人，腕后部的前端轴孔：上基座轴孔、下基座轴孔的轴线与后端半轴：驱动半轴、从动半轴的轴线垂直，腕后部的驱动半轴、从动半轴分别穿过小臂上小臂侧板前部的滚动轴承的内孔，轴承外侧用弹性挡圈定位，腕后部的半轴通过键连接，腕后部的驱动半轴、从动半轴通过腕销轴Ⅰ连接，腕销轴Ⅰ外设有滚动轴套；腕后部上开设轴孔，轴孔装有腕销轴Ⅱ，腕销轴Ⅱ外侧装有滚动轴套。

所述的绳驱动多关节机器人，从动轮组件Ⅰ的轮槽中设置固定销，柔绳缠绕在从动轮组件Ⅰ的固定销上，同时柔绳通过垫片、固定销与从动轮组件Ⅰ的轮槽侧壁挤紧；从动轮组件Ⅱ、从动轮组件Ⅲ、从动轮组件Ⅳ的结构与此类同。

所述的绳驱动多关节机器人，小臂采取整体式结构或采用分体式结构，小臂内部中空，小臂由小臂基板、小臂基板两侧的小臂侧板组成，小臂基板和小臂侧板通过螺钉连接紧固；小臂侧板的前部设有滚动轴承，滚动轴承通过弹性挡圈定位，腕后部的半轴：驱动半轴、从动半轴装入滚动轴承的内孔中；小臂侧板的后部一侧轴孔设有键槽，通过键与主动半轴相连；小臂侧板的后部另一侧光孔装配从动半轴，由设在上臂外侧的从动轮组件Ⅱ与从动半轴键连接，小臂由从动轮组件Ⅱ驱动；小臂侧板上开设轴孔，轴孔装有小臂销轴Ⅰ，小臂销轴Ⅰ外侧装有小臂滚动轴套Ⅰ，小臂销轴Ⅰ与小臂滚动轴套Ⅰ配套使用；在小臂基板两侧位置的小臂侧板上开有长条孔，长条孔装有小臂销轴Ⅱ，小臂销轴Ⅱ外侧装有小臂滚动轴套Ⅱ，小臂销轴Ⅱ与小臂滚动轴套Ⅱ配套使用；小臂侧板的从动半轴、主动半轴通过小臂销轴Ⅲ连接，小臂销轴Ⅲ外设有小臂滚动轴套Ⅲ。

所述的绳驱动多关节机器人，上臂采用两段式的结构，该上臂分前段与后段，上臂前段的一端设有轴孔，连接小臂后部半轴：从动半轴、主动半轴，上臂前段的另一端与旋转关节轴相连，旋转关节轴圆周上均布销孔，销孔装有传动销，传动销的另一半则伸入到上臂前段的相应孔中，旋转关节轴伸至上臂前段中的部分由螺母锁紧；上臂前段侧面上开设轴孔，轴孔装有上臂销轴Ⅱ、上臂销轴Ⅲ，上臂销轴Ⅱ、上臂销轴Ⅲ外侧分别装有上臂滚动轴套Ⅱ、上臂滚动轴套Ⅲ，上臂销轴Ⅱ与上臂滚动轴套Ⅱ配套使用，上臂销轴Ⅲ与上臂滚动轴套Ⅲ配套使用；

上臂后段由旋转关节单元和上臂基座组成，上臂后段的一端装有旋转关节单元，该旋转关节单元的旋转关节轴为空心轴；上臂基座上侧面上安装有基座，基座通过螺钉紧固于上臂基座；基座有孔，孔内装有上臂销轴Ⅳ，上臂销轴Ⅳ外侧装有上臂滚动轴套Ⅳ，上臂销轴Ⅳ与上臂滚动轴套Ⅳ配套使用；上臂后段的另一端设有轴孔，两侧分别安装主动半轴和从动半轴，主动半轴、从动半轴与轴孔通过键连接，由设在肩部外侧的从动轮与从动半轴键连接，上臂由从动轮驱动；主动半轴和从动半轴之间安装有上臂销轴Ⅰ，上臂销轴Ⅰ外设上臂滚动轴套Ⅰ。

所述的绳驱动多关节机器人，肩部由肩组件、曲轴组件、柔绳导向座组件、基座部件、从动轮组件Ⅳ、轴端挡圈、螺钉组成，曲轴组件、柔绳导向座组件安装于基座部件，曲轴组件两端穿过基座部件的部分分别连接肩组件和从动轮组件Ⅳ，从动轮组件Ⅳ由轴端挡圈定位，螺钉锁紧，轴端挡圈、螺钉配套使用；

基座部件由钢球导向单元、基座组件及孔用弹性挡圈组成，基座组件采用剖分式结构，由基座、轴瓦及螺钉组成，基座与轴瓦形成的轴孔整体设有凹槽，以容纳弹性挡圈；基座组件的剖分式结构方便曲轴组件的安装，基座底面开孔，孔内安装钢球导向单元Ⅱ；

钢球导向单元Ⅱ由两侧板滚道基座Ⅰ和滚道基座Ⅱ夹钢球组成，滚道基座Ⅰ和滚道基座Ⅱ中心开孔，滚道基座Ⅰ和滚道基座Ⅱ内表面开有球形滚道，以容纳钢球，两侧板滚道基座Ⅰ和滚道基座Ⅱ通过螺钉紧固；钢球导向单元Ⅰ的结构尺寸与钢球导向单元Ⅱ相同；

柔绳导向座组件包括肩滚动轴套Ⅲ、肩销轴Ⅲ、导向座，柔绳导向座组件按不同的柔绳组，设置不同层次的肩销轴Ⅲ于导向座，肩销轴Ⅲ外设肩滚动轴套Ⅲ；

曲轴组件由螺钉、接盘、曲轴、轴承、肩销轴Ⅱ、肩滚动轴套Ⅱ、键组成，曲轴的一端为实心结构，其外侧安装从动轮组件Ⅳ；曲轴的另一端为空心结构，轴向相应部位在圆周面上开孔，孔内装有肩销轴Ⅱ，肩销轴Ⅱ外设肩滚动轴套Ⅱ，肩销轴Ⅱ与肩滚动轴套Ⅱ配套使用；接盘于曲轴的空心结构端与曲轴采用键连接，通过螺钉锁紧，通过接盘与肩组件连接；曲轴外侧与基座部件配合的部分安装轴承；

肩组采用U型结构的肩，肩的两侧板开孔，以安装配套使用的轴承及孔用弹性挡圈，并且与上臂相连；肩的一侧板安装有横向销轴和肩销轴Ⅰ，肩销轴Ⅰ外设肩滚动轴套Ⅰ，肩销轴Ⅰ与肩滚动轴套Ⅰ配套使用；横向销轴外设轴套，横向销轴与轴套配套使用；横向销轴与肩销轴Ⅰ的轴线垂直，肩的底板开孔，孔内设有钢球导向单元Ⅰ。

所述的绳驱动多关节机器人，腰部由滚动轴承、阶梯轴、推力轴承、钢框组件、气缸驱动单元Ⅰ、气缸驱动单元Ⅱ、顶板、底板组成，钢框组件为钢板拼焊成的框架结构，钢框组件上安装气缸驱动单元Ⅰ、气缸驱动单元Ⅱ，气缸驱动单元Ⅰ设置于钢框组件外侧，气缸驱动单元Ⅱ设置于钢框组件内侧；顶板的开孔与基座的开孔相对应，顶板上通过螺栓安装肩部；底板焊接有阶梯轴，阶梯轴与基座相连，阶梯轴上分别安装推力轴承和两个滚动轴承；

按不同的制动方式，气缸驱动单元Ⅰ、气缸驱动单元Ⅱ分两种：一种是柔绳制动方式，在柔绳张紧机构Ⅰ里增加制动器，通过制动导向轮Ⅱ的方式制动柔绳，导向轮Ⅰ为自由轮，选用普通气缸；另一种是活塞杆制动方式，选用带锁止功能的锁止气缸，直接使用柔绳张紧机构Ⅱ，带锁止功能的锁止气缸通过制动腰部柔绳Ⅱ的方式实现制动。

所述的绳驱动多关节机器人，带制动器的气缸驱动单元Ⅰ或带制动器的气缸驱动单元Ⅱ包括气缸座组件、普通气缸、柔绳张紧机构Ⅰ、柔绳接头单元，普通气缸的一端安装于气缸座组件，普通气缸的另一端通过柔绳接头单元安装柔绳张紧机构Ⅰ；

气缸带锁紧仓的气缸驱动单元包括气缸座组件、锁止气缸、柔绳张紧机构Ⅱ，锁止气缸的一端安装于气缸座组件，锁止气缸的另一端安装柔绳张紧机构Ⅱ；

柔绳张紧机构Ⅰ包括导向轮Ⅰ、导向轮Ⅱ、制动器、腰部柔绳Ⅰ，导向轮Ⅱ上安装制动器，导向轮Ⅰ上安装腰部柔绳Ⅰ；

柔绳张紧机构Ⅱ包括导向轮Ⅰ、导向轮Ⅱ、腰部柔绳Ⅰ，导向轮Ⅰ、导向轮Ⅱ通过腰部柔绳Ⅰ连接；

柔绳接头单元由钢板、夹板、腰部柔绳Ⅱ、螺钉、螺母组成，钢板上下表面加工有V形槽，以便腰部柔绳Ⅱ定位；钢板的一端加工有通孔，气缸的活塞杆穿过通孔，与柔绳接头单元连接；钢板的另一端上下设置夹板，夹板上开有夹板孔，腰部柔绳Ⅱ的一端沿V形槽穿过夹板孔，腰部柔绳Ⅱ通过夹板夹紧于钢板，夹板与钢板通过配套使用的螺钉、螺母连接。

所述的绳驱动多关节机器人，基座由基座组焊件及气缸驱动单元Ⅲ组成，基座组焊件下部为法兰面，基座通过法兰面与基础相连，基座组焊件上部加工有轴套，基座通过轴套与腰部的阶梯轴配合相连。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用“多关节的钢丝绳传动单元”技术，提供一种全绳驱动的多关节机器人，有效降低了机器人的成本。

2、本发明关节机器人分手部、腕部、小臂、上臂、肩部、腰部、基座，其中上臂采用两段式结构，可做相对转动。该机器人共8个自由度，可以更加充分地发挥钢丝绳传动的优点，如传动精度高，易于布置等。

3、本发明利用成本低的优势，使本类型传动机器人可以大面积推广应用。

附图说明

图1-图2是绳驱动多关节机器人结构示意图。其中，图1是立体图一；图2是立体图二。

图3是腕部柔绳绕线示意图。

图4是手部示意图。

图5（a）-（c）是腕部示意图。其中，图5（a）为主视图；图5（b）为立体图一；图5（c）为立体图二。

图6（a）-（b）是腕前部示意图。其中，图6（a）为立体图一；图6（b）为立体图二。

图7是腕后部示意图。

图8是从动轮组件Ⅰ的机构示意图。

图9（a）-（b）是小臂示意图。其中，图9（a）为立体图；图9（b）为主视图。

图10（a）-（c）是上臂示意图。其中，图10（a）为主视图；图10（b）为立体图；图10（c）为分解图。

图11（a）-（b）是肩部示意图。其中，图11（a）为立体图；图11（b）为主视图。

图12-图16是肩部各组成部分示意图。其中，

图12为基座组件示意图；

图13（a）-（b）为钢球导向单元示意图；其中，图13（a）为立体图；图13（b）为主视图。

图14（a）-（b）为柔绳导向座组件示意图；其中，图14（a）为立体图；图14（b）为主视图。

图15（a）-（b）为曲轴组件示意图；其中，图15（a）为立体图；图15（b）为主视图。

图16（a）-（b）为曲轴组件示意图；其中，图16（a）为立体图；图16（b）为主视图。

图17（a）-（b）是腰部示意图。其中，图17（a）为主视图；图17（b）为立体图。

图18是基座示意图。

图19（a）-（b）是带制动器的气动驱动单元示意图。其中，图19（a）为立体图一；图19（b）为立体图二。

图20（a）-（b）是气缸带锁紧仓的气动驱动单元示意图。其中，图20（a）为立体图一；图20（b）为立体图二。

图21是对应于图19的柔绳张紧机构Ⅰ653示意图。

图22是对应于图20的柔绳张紧机构Ⅱ653A示意图。

图23（a）-（b）是柔绳接头单元示意图。其中，图23（a）为立体图；图23（b）为主视图。

图中，1手部；2腕部；3小臂；4上臂；5肩部；6腰部；7基座；8从动轮组件Ⅰ；9小臂柔绳；10从动轮组件Ⅱ；11肩部柔绳Ⅰ；12柔绳；13固定销；14垫片；15键槽；16气缸；17键槽孔；18从动轮组件Ⅲ；

21腕前部；211孔用弹性挡圈；2110腕部柔绳Ⅰ；2111腕销轴Ⅰ；2112滚动轴套；212滚动轴承；213空心轴；214腕部柔绳Ⅱ；215实心轴；216滚动轴承；217孔用弹性挡圈；218旋转关节轴；219键；221驱动半轴；222从动半轴；223腕销轴Ⅱ；224滚动轴套；22腕后部；23螺母；24上基座；25下基座；26上基座轴孔；27下基座轴孔；

301小臂侧板；302弹性挡圈；303滚动轴承；304小臂销轴Ⅰ；305小臂滚动轴套Ⅰ；306小臂销轴Ⅱ；307小臂滚动轴套Ⅱ；308小臂基板；309小臂销轴Ⅲ；310小臂滚动轴套Ⅲ；311从动半轴；312主动半轴；313螺钉；

41前段；42后段；4211旋转关节轴；4212传动销；4213上臂柔绳；43螺母；44主动半轴；45从动半轴；46上臂销轴Ⅰ；47上臂滚动轴套Ⅰ；48键；411上臂销轴Ⅱ；412上臂滚动轴套Ⅱ；413上臂销轴Ⅲ；414上臂滚动轴套Ⅲ；415滚动轴承；416弹性挡圈；421旋转关节单元；422上臂基座；4221上臂销轴Ⅳ；4222上臂滚动轴套Ⅳ；4223基座；4224螺钉；

51肩组件；511轴承；512孔用弹性挡圈；513横向销轴；514轴套；515肩销轴Ⅰ；516肩滚动轴套Ⅰ；517钢球导向单元Ⅰ；518肩；52曲轴组件；521螺钉；522接盘；523曲轴；524轴承；525肩销轴Ⅱ；526肩滚动轴套Ⅱ；527键；53柔绳导向座组件；531肩滚动轴套Ⅲ；532肩销轴Ⅲ；533导向座；534肩部柔绳Ⅱ；54基座部件；541钢球导向单元Ⅱ；542基座组件；543孔用弹性挡圈；5411螺钉；5412钢球；5413滚道基座Ⅰ；5414滚道基座Ⅱ；5421基座；5422轴瓦；5423；螺钉；55从动轮组件Ⅳ；56轴端挡圈；57螺钉；

61滚动轴承；62阶梯轴；63推力轴承；64钢框组件；65气缸驱动单元Ⅰ；651气缸座组件；652普通气缸；652A锁止气缸；653柔绳张紧机构Ⅰ；6531导向轮Ⅰ；6532导向轮Ⅱ；6533制动器；653A柔绳张紧机构Ⅱ；653A1腰部柔绳Ⅰ；66气缸驱动单元Ⅱ；661气缸座组件；662普通气缸；662A锁止气缸；663柔绳接头单元；6631钢板；6632夹板；6633腰部柔绳Ⅱ；6634螺钉；6635螺母；6636通孔；6637夹板孔；6638V形槽；67顶板；68底板；

71基座组焊件；72气缸驱动单元Ⅲ；73轴套；74法兰面；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-23所示，本发明绳驱动多关节机器人分为手部1、腕部2、小臂3、上臂4、肩部5、腰部6及基座7，基座7上设置腰部6，腰部6通过曲轴组件52与肩部5连接，肩部5通过上臂4的旋转关节轴与上臂4连接，通过从动轮组件Ⅲ18驱动上臂；上臂4通过小臂3的旋转关节轴上与小臂3连接，通过从动轮组件Ⅱ10驱动小臂；小臂3通过腕部2的旋转关节轴与腕部2连接，通过从动轮组件Ⅰ8驱动腕部；腕部2通过旋转关节轴与手部1连接，相互连接的各个部分之间形成多个关节，多关节的绳传动单元通过柔绳12分别与腰部6、肩部5、上臂4、小臂3、腕部2、手部1之一或两个以上连接，经过各个部分的柔绳分别为：腕部柔绳（腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214）、小臂柔绳9、上臂柔绳4213、肩部柔绳（肩部柔绳Ⅰ11、肩部柔绳Ⅱ534）、腰部柔绳（腰部柔绳Ⅰ653A1、腰部柔绳Ⅱ6633）等，形成绳驱动多关节机器人。

各个部分的动作采用“多关节的绳传动单元”来驱动，“多关节的绳传动单元”的具体结构采用中国专利申请：“一种多关节的绳传动单元（申请号：201210450779.8）”。

如图4所示，手部1采用气缸16直接驱动，手部1的具体结构采用中国专利申请：“一种机械手（申请号：201210450764.1）”。

如图5（a）-（c）、图6（a）-（b）和图7所示，腕部2包括：腕前部21、孔用弹性挡圈211、腕部柔绳Ⅰ2110、腕销轴Ⅰ2111、滚动轴套2112、滚动轴承212、空心轴213、腕部柔绳Ⅱ214、实心轴215、滚动轴承216、孔用弹性挡圈217、旋转关节轴218、键219、驱动半轴221、从动半轴222、腕销轴Ⅱ223、滚动轴套224、腕后部22、螺母23、上基座24、下基座25、上基座轴孔26、下基座轴孔27等，具体结构如下：

腕部2分两部分，由腕前部21和腕后部22组成，能分别完成摇摆运动和俯仰运动。腕前部21为框架结构，所述框架结构中设有旋转关节轴218，旋转关节轴218的一端伸至所述框架结构外侧，旋转关节轴218与手部1的键槽孔17相连，通过螺母23锁紧；腕前部21的上下分别为上基座24和下基座25，上基座24设有空心轴213，下基座25设有实心轴215，实心轴215与下基座25通过键219连接。空心轴213与实心轴215同心，二者轴线与旋转关节轴218的轴线垂直。腕后部22为U形结构，所述U形结构的端部分别开有上基座轴孔26、下基座轴孔27，上基座轴孔26、下基座轴孔27相对设置，所述U形结构的根部轴孔两侧分别安装驱动半轴221和从动半轴222。基座上下两轴分别穿过腕后部22一端相应的轴孔，上基座24的空心轴213穿过上基座轴孔26，下基座25的实心轴215穿过下基座轴孔27。腕后部22的根部与小臂3前端相连，由设在小臂3外侧的从动轮组件Ⅰ8与从动半轴222键连接，腕后部22由从动轮组件Ⅰ8（相对安装于腰部上的气缸驱动而言，故称从动轮，下同）驱动。

空心轴213与上基座轴孔26之间通过滚动轴承212传动连接，滚动轴承212安装在空心轴213上，其外侧由孔用弹性挡圈211定位。腕部柔绳Ⅰ2110的一端从空心轴213穿过，该端缠绕于旋转关节轴218，腕部柔绳Ⅰ2110的另一端沿配套使用的腕销轴Ⅰ2111、滚动轴套2112（滚动轴套2112套装于腕销轴Ⅰ2111），伸至小臂3中。旋转关节轴218由腕部柔绳Ⅰ2110（如钢丝绳，下同）驱动，腕部柔绳Ⅰ2110动作时，可实现手部1的同步旋转。

实心轴215与下基座轴孔27之间通过滚动轴承216传动连接，下基座轴孔27中安装滚动轴承216，其外侧由孔用弹性挡圈217定位。腕部柔绳Ⅱ214的一端缠绕于实心轴215的槽轮，腕部柔绳Ⅱ214的另一端沿配套使用的腕销轴Ⅱ223、滚动轴套224（滚动轴套224套装于腕销轴Ⅱ223），伸至小臂3中。实心轴215由腕部柔绳Ⅱ214驱动，腕部柔绳Ⅱ214动作，驱动实心轴215实现左右摇摆。

其中，腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214于小臂3中汇集。

如图5（a）-（c）、图7、图9（a）-（b）所示，腕后部22的前端轴孔（上基座轴孔26、下基座轴孔27）轴线与后端半轴（驱动半轴221、从动半轴222）轴线垂直，腕后部22的驱动半轴221、从动半轴222分别穿过小臂3上小臂侧板301前部的滚动轴承303的内孔，轴承外侧用弹性挡圈302定位。腕后部22的半轴通过键连接（下同）。为了增加整体的刚度，腕后部22的驱动半轴221、从动半轴222通过腕销轴Ⅰ2111连接，腕销轴Ⅰ2111外设有若干滚动轴套2112，起给柔绳导向的作用（小臂、上臂相应部分也采用此种结构，不再赘述）。腕后部22上开设若干轴孔，轴孔装有腕销轴Ⅱ223，腕销轴Ⅱ223外侧装有滚动轴套224，以给腕部柔绳（腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214）导向。

如图8所示，从动轮组件Ⅰ8与多关节的绳传动单元的一种固定连接结构，从动轮组件Ⅰ8的轮槽中设置固定销13，多关节的绳传动单元的柔绳12缠绕在从动轮组件Ⅰ8的固定销13上，同时柔绳通过垫片14、固定销13与从动轮组件Ⅰ8的轮槽侧壁挤紧，这样就可靠的保证了钢丝绳与从动轮组件Ⅰ8之间没有相对运动。根据需要，钢丝绳可在从动轮组件Ⅰ8上缠绕1圈或多圈。该结构具有最小的轴向尺寸，布置简洁，外形美观。从动轮组件Ⅱ10、从动轮组件Ⅲ18、从动轮组件Ⅳ55的结构与此类同，从动轮组件中心设有带动驱动对象（如旋转关节）做旋转的键槽15。

如图9（a）-（b）所示，小臂3可采取整体式结构，如铸件；或采用分体式结构，如组装件，但无论哪种结构，其基本特征是内部中空，以便腕部柔绳（腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214）、小臂柔绳9通过，同时还可减轻重量（下同，如上臂）。小臂3由小臂基板308、小臂基板308两侧的小臂侧板301组成，小臂基板308和小臂侧板301通过螺钉313连接紧固。小臂侧板301的前部设有滚动轴承303，滚动轴承303通过弹性挡圈302定位，腕后部22的半轴（驱动半轴221、从动半轴222）装入滚动轴承303的内孔中；小臂侧板301的后部一侧轴孔设有键槽，通过键与主动半轴312相连；小臂侧板301的后部另一侧光孔装配从动半轴311，由设在上臂4外侧的从动轮组件Ⅱ10与从动半轴311键连接，小臂3由从动轮组件Ⅱ10驱动。小臂侧板301上开设若干轴孔，轴孔装有小臂销轴Ⅰ304，小臂销轴Ⅰ304外侧装有小臂滚动轴套Ⅰ305，小臂销轴Ⅰ304与小臂滚动轴套Ⅰ305配套使用；在小臂基板308两侧位置的小臂侧板301上开有长条孔，长条孔装有小臂销轴Ⅱ306，小臂销轴Ⅱ306外侧装有小臂滚动轴套Ⅱ307，小臂销轴Ⅱ306与小臂滚动轴套Ⅱ307配套使用；小臂侧板301的从动半轴311、主动半轴312通过小臂销轴Ⅲ309连接，小臂销轴Ⅲ309外设有若干小臂滚动轴套Ⅲ310，起给柔绳导向的作用。小臂销轴Ⅰ304与小臂销轴Ⅲ309的轴线平行，小臂销轴Ⅰ304、小臂销轴Ⅲ309与小臂销轴Ⅱ306的轴线垂直。

如图10（a）-（c）所示，上臂4可采用与小臂3同样的结构，但那样将减少一个自由度，从而失去灵活性（根据工作对象而言）。为了使机器人工作范围更广，适应能力更强，也即更具灵活性，仿照人类上臂的活动功能，本发明机器人的上臂4采用两段式的结构，该上臂4分前段41与后段42，即增加了一个自由度。

上臂前段41的一端设有轴孔，所述轴孔中设置配套使用的滚动轴承415、弹性挡圈416，以便连接小臂3后部半轴（从动半轴311、主动半轴312），上臂前段41的另一端与旋转关节轴4211相连，旋转关节轴4211圆周上均布3个销孔，销孔装有传动销4212，传动销4212的另一半则伸入到上臂前段41的相应孔中，以传递扭矩，旋转关节轴4211伸至上臂前段41中的部分由螺母43锁紧。上臂前段41侧面上开设若干轴孔，轴孔装有上臂销轴Ⅱ411、上臂销轴Ⅲ413，上臂销轴Ⅱ411、上臂销轴Ⅲ413外侧分别装有上臂滚动轴套Ⅱ412、上臂滚动轴套Ⅲ414，上臂销轴Ⅱ411与上臂滚动轴套Ⅱ412配套使用，上臂销轴Ⅲ413与上臂滚动轴套Ⅲ414配套使用，上臂销轴Ⅱ411、上臂销轴Ⅲ413的轴线垂直，以给腕部柔绳（腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214）、小臂柔绳9、上臂柔绳4213导向。

上臂后段42由旋转关节单元421和上臂基座422组成，上臂后段42的一端装有旋转关节单元421，该旋转关节单元421的旋转关节轴4211为空心轴，以使腕部柔绳（腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214）、小臂柔绳9、上臂柔绳4213通过。上臂基座422上侧面上安装有基座4223，基座4223通过螺钉4224紧固于上臂基座422；基座4223有孔，孔内装有上臂销轴Ⅳ4221，上臂销轴Ⅳ4221外侧装有上臂滚动轴套Ⅳ4222，上臂销轴Ⅳ4221与上臂滚动轴套Ⅳ4222配套使用，以给腕部柔绳（腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214）、小臂柔绳9、上臂柔绳4213导向。上臂后段42的另一端设有轴孔，两侧分别安装主动半轴44和从动半轴45，主动半轴44、从动半轴45与轴孔通过键48连接，由设在肩部5外侧的从动轮与从动半轴45键连接，上臂4由从动轮驱动。主动半轴44和从动半轴45之间安装有上臂销轴Ⅰ46，上臂销轴Ⅰ46外设若干上臂滚动轴套Ⅰ47，以给腕部柔绳（腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214）、小臂柔绳9、上臂柔绳4213导向。

如图11（a）所示，肩部5由肩组件51、曲轴组件52、柔绳导向座组件53、基座部件54、从动轮组件Ⅳ55、轴端挡圈56、螺钉57组成，曲轴组件52、柔绳导向座组件53安装于基座部件54，曲轴组件52两端穿过基座部件54的部分分别连接肩组件51和从动轮组件Ⅳ55，从动轮组件Ⅳ55由轴端挡圈56定位，螺钉57锁紧，轴端挡圈56、螺钉57配套使用。

如图11（b）、图12、图13（a）-（b）所示，基座部件54由钢球导向单元541、基座组件542及孔用弹性挡圈543组成，基座组件542采用剖分式结构，由基座5421、轴瓦5422及螺钉5423组成，基座5421与轴瓦5422形成的轴孔整体加工有凹槽，以容纳弹性挡圈543。基座组件542的剖分式结构方便曲轴组件52的安装，基座5421底面开孔，孔内安装钢球导向单元Ⅱ541，方便腕部柔绳（腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214）、小臂柔绳9、上臂柔绳4213、肩部柔绳Ⅰ11穿过。

如图13（a）-（b）所示，钢球导向单元Ⅱ541由两侧板滚道基座Ⅰ5413和滚道基座Ⅱ5414夹若干钢球组成，滚道基座Ⅰ5413和滚道基座Ⅱ5414中心开孔，滚道基座Ⅰ5413和滚道基座Ⅱ5414内表面开有球形滚道，以容纳钢球5412，两侧板滚道基座Ⅰ5413和滚道基座Ⅱ5414通过螺钉5411紧固。钢球导向单元Ⅰ517的结构尺寸与钢球导向单元Ⅱ541相同。

如图14（a）-（b）所示，柔绳导向座组件53包括肩滚动轴套Ⅲ531、肩销轴Ⅲ532、导向座533，柔绳导向座组件53按不同的柔绳组（每组柔绳对应一个气缸，以驱动不同的关节），设置不同层次的肩销轴Ⅲ532于导向座533，肩销轴Ⅲ532外设若干肩滚动轴套Ⅲ531，以利腕部柔绳（腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214）、小臂柔绳9、上臂柔绳4213、肩部柔绳Ⅰ11、肩部柔绳Ⅱ534传动。

如图15（a）-（b）所示，曲轴组件52由螺钉521、接盘522、曲轴523、轴承524、肩销轴Ⅱ525、肩滚动轴套Ⅱ526、键527等组成，曲轴523的一端为实心结构，其外侧安装从动轮组件Ⅳ55；曲轴523的另一端为空心结构，轴向相应部位在圆周面上开孔，孔内装有肩销轴Ⅱ525，肩销轴Ⅱ525外设肩滚动轴套Ⅱ526，肩销轴Ⅱ525与肩滚动轴套Ⅱ526配套使用。接盘522于曲轴523的空心结构端与曲轴523采用键527连接，通过螺钉521锁紧，通过接盘522与肩组件51连接。曲轴523外侧与基座部件54（基座5421与轴瓦5422形成的轴孔）配合的部分安装轴承524。

如图16（a）-（b）所示，肩组51采用U型结构的肩518，肩518的两侧板开孔，以安装配套使用的轴承511及孔用弹性挡圈512，并且与上臂4相连；肩518的一侧板安装有横向销轴513和肩销轴Ⅰ515，肩销轴Ⅰ515外设肩滚动轴套Ⅰ516，肩销轴Ⅰ515与肩滚动轴套Ⅰ516配套使用；横向销轴513外设轴套514，横向销轴513与轴套514配套使用；横向销轴513与肩销轴Ⅰ515的轴线垂直。肩518的底板开孔，孔内设有钢球导向单元Ⅰ517。

如图17（a）-（b）所示，腰部6由滚动轴承61、阶梯轴62、推力轴承63、钢框组件64、气缸驱动单元Ⅰ65、气缸驱动单元Ⅱ66、顶板67、底板68等组成，钢框组件64为钢板拼焊成的框架结构，钢框组件64上焊接有螺柱，加工有光孔，以安装气缸驱动单元Ⅰ65、气缸驱动单元Ⅱ66，气缸驱动单元Ⅰ65设置于钢框组件64外侧，气缸驱动单元Ⅱ66设置于钢框组件64内侧；顶板67的开孔与基座5421的开孔相对应，以让腕部柔绳（腕部柔绳Ⅰ2110、腕部柔绳Ⅱ214）、小臂柔绳9、上臂柔绳4213、肩部柔绳（肩部柔绳Ⅰ11、肩部柔绳Ⅱ534）、腰部柔绳（腰部柔绳Ⅰ653A1、腰部柔绳Ⅱ6633）穿过，顶板67上通过螺栓安装肩部5；底板68焊接有阶梯轴62，阶梯轴62与基座1相连，阶梯轴上分别安装推力轴承63和两个滚动轴承61，以承受不同方向的负载。

按不同的制动方式，气缸驱动单元Ⅰ65、气缸驱动单元Ⅱ66分两种。一种是柔绳制动方式，即在柔绳张紧机构Ⅰ653里增加制动器6533，通过制动导向轮Ⅱ6532的方式制动柔绳，导向轮Ⅰ6531为自由轮，此时只需选用普通气缸652、662（见图19）；另一种是活塞杆制动方式，此时只需选用带锁止功能的锁止气缸652A、662A，柔绳张紧机构Ⅰ653将不需要制动器6533，直接使用柔绳张紧机构Ⅱ653A。此时，带锁止功能的锁止气缸652A、662A将通过制动腰部柔绳Ⅰ653A1的方式实现制动（见图22）。

如图19（a）所示，带制动器的气缸驱动单元Ⅰ65包括气缸座组件651、普通气缸652、柔绳张紧机构Ⅰ653、柔绳接头单元663，普通气缸652的一端安装于气缸座组件651，普通气缸652的另一端通过柔绳接头单元663安装柔绳张紧机构Ⅰ653。

如图19（b）所示，带制动器的气缸驱动单元Ⅱ66包括气缸座组件661、普通气缸662、柔绳接头单元663、柔绳张紧机构Ⅰ653，普通气缸662的一端安装于气缸座组件661，普通气缸662的另一端通过柔绳接头单元663安装柔绳张紧机构Ⅰ653。

如图20（a）所示，气缸带锁紧仓的气缸驱动单元包括气缸座组件651、锁止气缸652A、柔绳张紧机构Ⅱ653A，锁止气缸652A的一端安装于气缸座组件651，锁止气缸652A的另一端安装柔绳张紧机构Ⅱ653A。

如图20（b）所示，气缸带锁紧仓的气缸驱动单元包括气缸座组件661、锁止气缸662A、柔绳张紧机构Ⅱ653A，锁止气缸662A的一端安装于气缸座组件661，普通气缸662的另一端安装柔绳张紧机构Ⅱ653A。

如图21所示，柔绳张紧机构Ⅰ653包括导向轮Ⅰ6531、导向轮Ⅱ6532、制动器6533、腰部柔绳Ⅰ653A1，导向轮Ⅱ6532上安装制动器6533，导向轮Ⅰ6531上安装腰部柔绳Ⅰ653A1。

如图22所示，柔绳张紧机构Ⅱ653A包括导向轮Ⅰ6531、导向轮Ⅱ6532、腰部柔绳Ⅰ653A1，导向轮Ⅰ6531、导向轮Ⅱ6532通过腰部柔绳Ⅰ653A1连接。

如图23（a）-（b）所示，柔绳接头单元663由钢板6631、夹板6632、腰部柔绳Ⅱ6633、螺钉6634、螺母6635等组成，钢板6631上下表面加工有V形槽6638，以便腰部柔绳Ⅱ6633定位；钢板6631的一端加工有通孔6636，气缸的活塞杆穿过通孔6636，与柔绳接头单元663连接；钢板6631的另一端上下设置夹板6632，夹板6632上开有夹板孔6637，腰部柔绳Ⅱ6633的一端沿V形槽6638穿过夹板孔6637，腰部柔绳Ⅱ6633通过夹板6632夹紧于钢板6631，夹板6632与钢板6631通过配套使用的螺钉6634、螺母6635连接。

如图18所示，基座7由基座组焊件71及气缸驱动单元Ⅲ72组成。基座组焊件71下部为法兰面74，基座7通过法兰面74与基础相连，基座组焊件71上部加工有轴套73，基座7通过轴套73与腰部6的阶梯轴62配合相连。气缸驱动单元Ⅲ72的结构同上述气缸驱动单元Ⅰ65、气缸驱动单元Ⅱ66。

在气动驱动单元的作用下，机器人各转动部位即可实现联动，又可单独动作。具体参见“一种多关节的钢丝绳传动单元”。如果采用传感器检测各轴转角并进行反馈，在控制系统的作用下，就可对机器人的动作实现精确的控制。

实际上，对于驱动单元，出气动、液动外，也可直接选用电机、马达等进行驱动，这样，对该种机器人而言，由于动力源可灵活布置在基座等处，减轻了机械臂的额外重量，从而在相同条件下，提高了对外做功的能力。

本发明中，柔绳优选钢丝绳，但不局限于钢丝绳，也可以是其他材料（如非金属材料）的绳子。

Claims (10)

1.一种绳驱动多关节机器人，其特征在于，该绳驱动多关节机器人分为手部、腕部、小臂、上臂、肩部、腰部及基座，基座上设置腰部，腰部通过曲轴组件与肩部连接，肩部通过上臂的旋转关节轴与上臂连接，从动轮组件Ⅲ驱动上臂；上臂通过小臂的旋转关节轴与小臂连接，从动轮组件Ⅱ驱动小臂；小臂通过腕部的旋转关节轴与腕部连接，从动轮组件Ⅰ驱动腕部；腕部通过旋转关节轴与手部连接，相互连接的各个部分之间形成多个关节，多关节的绳传动单元通过柔绳分别与腰部、肩部、上臂、小臂、腕部、手部之一或两个以上连接，经过各个部分的柔绳分别为：腕部柔绳、小臂柔绳、上臂柔绳、肩部柔绳、腰部柔绳，形成绳驱动多关节机器人。

2.按照权利要求1所述的绳驱动多关节机器人，其特征在于，腕部包括：腕前部、孔用弹性挡圈、腕部柔绳Ⅰ、腕销轴Ⅰ、滚动轴套、滚动轴承、空心轴、腕部柔绳Ⅱ、实心轴、滚动轴承、孔用弹性挡圈、旋转关节轴、键、驱动半轴、从动半轴、腕销轴Ⅱ、滚动轴套、腕后部、螺母、上基座、下基座、上基座轴孔、下基座轴孔，具体结构如下：

腕部分两部分，由腕前部和腕后部组成，腕前部为框架结构，所述框架结构中设有旋转关节轴，旋转关节轴的一端伸至所述框架结构外侧，旋转关节轴与手部的键槽孔相连，通过螺母锁紧；腕前部的上下分别为上基座和下基座，上基座设有空心轴，下基座设有实心轴，实心轴与下基座通过键连接；空心轴与实心轴同心，二者轴线与旋转关节轴的轴线垂直；腕后部为U形结构，所述U形结构的端部分别开有上基座轴孔、下基座轴孔，上基座轴孔、下基座轴孔相对设置，所述U形结构的根部轴孔两侧分别安装驱动半轴和从动半轴；基座上下两轴分别穿过腕后部一端相应的轴孔，上基座的空心轴穿过上基座轴孔，下基座的实心轴穿过下基座轴孔；腕后部的根部与小臂前端相连，由设在小臂外侧的从动轮组件Ⅰ与从动半轴键连接，腕后部由从动轮组件Ⅰ驱动；

空心轴与上基座轴孔之间通过滚动轴承传动连接，滚动轴承安装在空心轴上，其外侧由孔用弹性挡圈定位；腕部柔绳Ⅰ的一端从空心轴穿过，该端缠绕于旋转关节轴，腕部柔绳Ⅰ的另一端沿配套使用的腕销轴Ⅰ、滚动轴套，伸至小臂中；旋转关节轴由腕部柔绳Ⅰ驱动，腕部柔绳Ⅰ动作时，手部同步旋转；

实心轴与下基座轴孔之间通过滚动轴承传动连接，下基座轴孔中安装滚动轴承，其外侧由孔用弹性挡圈定位；腕部柔绳Ⅱ的一端缠绕于实心轴的槽轮，腕部柔绳Ⅱ的另一端沿配套使用的腕销轴Ⅱ、滚动轴套，伸至小臂中；实心轴由腕部柔绳Ⅱ驱动，腕部柔绳Ⅱ动作，驱动实心轴左右摇摆。

3.按照权利要求2所述的绳驱动多关节机器人，其特征在于，腕后部的前端轴孔：上基座轴孔、下基座轴孔的轴线与后端半轴：驱动半轴、从动半轴的轴线垂直，腕后部的驱动半轴、从动半轴分别穿过小臂上小臂侧板前部的滚动轴承的内孔，轴承外侧用弹性挡圈定位，腕后部的半轴通过键连接，腕后部的驱动半轴、从动半轴通过腕销轴Ⅰ连接，腕销轴Ⅰ外设有滚动轴套；腕后部上开设轴孔，轴孔装有腕销轴Ⅱ，腕销轴Ⅱ外侧装有滚动轴套。

4.按照权利要求1所述的绳驱动多关节机器人，其特征在于，从动轮组件Ⅰ的轮槽中设置固定销，柔绳缠绕在从动轮组件Ⅰ的固定销上，同时柔绳通过垫片、固定销与从动轮组件Ⅰ的轮槽侧壁挤紧；从动轮组件Ⅱ、从动轮组件Ⅲ、从动轮组件Ⅳ的结构与此类同。

5.按照权利要求1所述的绳驱动多关节机器人，其特征在于，小臂采取整体式结构或采用分体式结构，小臂内部中空，小臂由小臂基板、小臂基板两侧的小臂侧板组成，小臂基板和小臂侧板通过螺钉连接紧固；小臂侧板的前部设有滚动轴承，滚动轴承通过弹性挡圈定位，腕后部的半轴：驱动半轴、从动半轴装入滚动轴承的内孔中；小臂侧板的后部一侧轴孔设有键槽，通过键与主动半轴相连；小臂侧板的后部另一侧光孔装配从动半轴，由设在上臂外侧的从动轮组件Ⅱ与从动半轴键连接，小臂由从动轮组件Ⅱ驱动；小臂侧板上开设轴孔，轴孔装有小臂销轴Ⅰ，小臂销轴Ⅰ外侧装有小臂滚动轴套Ⅰ，小臂销轴Ⅰ与小臂滚动轴套Ⅰ配套使用；在小臂基板两侧位置的小臂侧板上开有长条孔，长条孔装有小臂销轴Ⅱ，小臂销轴Ⅱ外侧装有小臂滚动轴套Ⅱ，小臂销轴Ⅱ与小臂滚动轴套Ⅱ配套使用；小臂侧板的从动半轴、主动半轴通过小臂销轴Ⅲ连接，小臂销轴Ⅲ外设有小臂滚动轴套Ⅲ。

6.按照权利要求1所述的绳驱动多关节机器人，其特征在于，上臂采用两段式的结构，该上臂分前段与后段，上臂前段的一端设有轴孔，连接小臂后部半轴：从动半轴、主动半轴，上臂前段的另一端与旋转关节轴相连，旋转关节轴圆周上均布销孔，销孔装有传动销，传动销的另一半则伸入到上臂前段的相应孔中，旋转关节轴伸至上臂前段中的部分由螺母锁紧；上臂前段侧面上开设轴孔，轴孔装有上臂销轴Ⅱ、上臂销轴Ⅲ，上臂销轴Ⅱ、上臂销轴Ⅲ外侧分别装有上臂滚动轴套Ⅱ、上臂滚动轴套Ⅲ，上臂销轴Ⅱ与上臂滚动轴套Ⅱ配套使用，上臂销轴Ⅲ与上臂滚动轴套Ⅲ配套使用；

上臂后段由旋转关节单元和上臂基座组成，上臂后段的一端装有旋转关节单元，该旋转关节单元的旋转关节轴为空心轴；上臂基座上侧面上安装有基座，基座通过螺钉紧固于上臂基座；基座有孔，孔内装有上臂销轴Ⅳ，上臂销轴Ⅳ外侧装有上臂滚动轴套Ⅳ，上臂销轴Ⅳ与上臂滚动轴套Ⅳ配套使用；上臂后段的另一端设有轴孔，两侧分别安装主动半轴和从动半轴，主动半轴、从动半轴与轴孔通过键连接，由设在肩部外侧的从动轮与从动半轴键连接，上臂由从动轮驱动；主动半轴和从动半轴之间安装有上臂销轴Ⅰ，上臂销轴Ⅰ外设上臂滚动轴套Ⅰ。

7.按照权利要求1所述的绳驱动多关节机器人，其特征在于，肩部由肩组件、曲轴组件、柔绳导向座组件、基座部件、从动轮组件Ⅳ、轴端挡圈、螺钉组成，曲轴组件、柔绳导向座组件安装于基座部件，曲轴组件两端穿过基座部件的部分分别连接肩组件和从动轮组件Ⅳ，从动轮组件Ⅳ由轴端挡圈定位，螺钉锁紧，轴端挡圈、螺钉配套使用；

基座部件由钢球导向单元、基座组件及孔用弹性挡圈组成，基座组件采用剖分式结构，由基座、轴瓦及螺钉组成，基座与轴瓦形成的轴孔整体设有凹槽，以容纳弹性挡圈；基座组件的剖分式结构方便曲轴组件的安装，基座底面开孔，孔内安装钢球导向单元Ⅱ；

钢球导向单元Ⅱ由两侧板滚道基座Ⅰ和滚道基座Ⅱ夹钢球组成，滚道基座Ⅰ和滚道基座Ⅱ中心开孔，滚道基座Ⅰ和滚道基座Ⅱ内表面开有球形滚道，以容纳钢球，两侧板滚道基座Ⅰ和滚道基座Ⅱ通过螺钉紧固；钢球导向单元Ⅰ的结构尺寸与钢球导向单元Ⅱ相同；

柔绳导向座组件包括肩滚动轴套Ⅲ、肩销轴Ⅲ、导向座，柔绳导向座组件按不同的柔绳组，设置不同层次的肩销轴Ⅲ于导向座，肩销轴Ⅲ外设肩滚动轴套Ⅲ；

曲轴组件由螺钉、接盘、曲轴、轴承、肩销轴Ⅱ、肩滚动轴套Ⅱ、键组成，曲轴的一端为实心结构，其外侧安装从动轮组件Ⅳ；曲轴的另一端为空心结构，轴向相应部位在圆周面上开孔，孔内装有肩销轴Ⅱ，肩销轴Ⅱ外设肩滚动轴套Ⅱ，肩销轴Ⅱ与肩滚动轴套Ⅱ配套使用；接盘于曲轴的空心结构端与曲轴采用键连接，通过螺钉锁紧，通过接盘与肩组件连接；曲轴外侧与基座部件配合的部分安装轴承；

肩组采用U型结构的肩，肩的两侧板开孔，以安装配套使用的轴承及孔用弹性挡圈，并且与上臂相连；肩的一侧板安装有横向销轴和肩销轴Ⅰ，肩销轴Ⅰ外设肩滚动轴套Ⅰ，肩销轴Ⅰ与肩滚动轴套Ⅰ配套使用；横向销轴外设轴套，横向销轴与轴套配套使用；横向销轴与肩销轴Ⅰ的轴线垂直，肩的底板开孔，孔内设有钢球导向单元Ⅰ。

8.按照权利要求1所述的绳驱动多关节机器人，其特征在于，腰部由滚动轴承、阶梯轴、推力轴承、钢框组件、气缸驱动单元Ⅰ、气缸驱动单元Ⅱ、顶板、底板组成，钢框组件为钢板拼焊成的框架结构，钢框组件上安装气缸驱动单元Ⅰ、气缸驱动单元Ⅱ，气缸驱动单元Ⅰ设置于钢框组件外侧，气缸驱动单元Ⅱ设置于钢框组件内侧；顶板的开孔与基座的开孔相对应，顶板上通过螺栓安装肩部；底板焊接有阶梯轴，阶梯轴与基座相连，阶梯轴上分别安装推力轴承和两个滚动轴承；

按不同的制动方式，气缸驱动单元Ⅰ、气缸驱动单元Ⅱ分两种：一种是柔绳制动方式，在柔绳张紧机构Ⅰ里增加制动器，通过制动导向轮Ⅱ的方式制动柔绳，导向轮Ⅰ为自由轮，选用普通气缸；另一种是活塞杆制动方式，选用带锁止功能的锁止气缸，直接使用柔绳张紧机构Ⅱ，带锁止功能的锁止气缸通过制动腰部柔绳Ⅱ的方式实现制动。

9.按照权利要求1所述的绳驱动多关节机器人，其特征在于，带制动器的气缸驱动单元Ⅰ或带制动器的气缸驱动单元Ⅱ包括气缸座组件、普通气缸、柔绳张紧机构Ⅰ、柔绳接头单元，普通气缸的一端安装于气缸座组件，普通气缸的另一端通过柔绳接头单元安装柔绳张紧机构Ⅰ；

气缸带锁紧仓的气缸驱动单元包括气缸座组件、锁止气缸、柔绳张紧机构Ⅱ，锁止气缸的一端安装于气缸座组件，锁止气缸的另一端安装柔绳张紧机构Ⅱ；

柔绳张紧机构Ⅰ包括导向轮Ⅰ、导向轮Ⅱ、制动器、腰部柔绳Ⅰ，导向轮Ⅱ上安装制动器，导向轮Ⅰ上安装腰部柔绳Ⅰ；

柔绳张紧机构Ⅱ包括导向轮Ⅰ、导向轮Ⅱ、腰部柔绳Ⅰ，导向轮Ⅰ、导向轮Ⅱ通过腰部柔绳Ⅰ连接；

柔绳接头单元由钢板、夹板、腰部柔绳Ⅱ、螺钉、螺母组成，钢板上下表面加工有V形槽，以便腰部柔绳Ⅱ定位；钢板的一端加工有通孔，气缸的活塞杆穿过通孔，与柔绳接头单元连接；钢板的另一端上下设置夹板，夹板上开有夹板孔，腰部柔绳Ⅱ的一端沿V形槽穿过夹板孔，腰部柔绳Ⅱ通过夹板夹紧于钢板，夹板与钢板通过配套使用的螺钉、螺母连接。

10.按照权利要求1所述的绳驱动多关节机器人，其特征在于，基座由基座组焊件及气缸驱动单元Ⅲ组成，基座组焊件下部为法兰面，基座通过法兰面与基础相连，基座组焊件上部加工有轴套，基座通过轴套与腰部的阶梯轴配合相连。

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