CN108818511A - 一种线驱动柔性机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及柔性机器人技术领域，且公开了一种线驱动柔性机器人,包括导轨座，导轨座为上端开口的中空结构，导轨座上安装有驱动装置，且驱动装置上安装有机器人基座，机器人基座上的一端对称连接有第一驱动电机和第二驱动电机，第一驱动电机的输出端通过联轴器连接有第一转动盘，第二驱动电机的输出端通过联轴器连接有第二转动盘，机器人基座上的另一端中心处固定连接有固定座，固定座内固定设有轴承座，固定座上以轴承座为圆心呈矩阵均匀等距的开设有四个贯穿孔，轴承座内固定转动连接有两端开口的橡胶管。该一种线驱动柔性机器人，能够解决调整柔性机械臂长度时需要消耗大量的时间，而且效率低下的问题。

Description

一种线驱动柔性机器人
技术领域
本发明涉及柔性机器人技术领域，具体为一种线驱动柔性机器人。
背景技术
传统的串并联机器人例如达芬奇机器人，都是有多个刚性的连杆和关节构成，在较大的外力作用下也能够实现精准定位，但是通常它们的体积很大，自由度有限，因此在狭小的空间内操作不便；而连续性机器人虽然更适用于狭小的空间，但是由于其刚性太差，所以承受负载能力差，定位准确度较低。
经检索，中国专利申请号为CN201720812285.8的专利提出了一种线驱动柔性机器人，柔性机械臂设置在机器人基座前端，第一伺服电机、第二伺服电机上下对称设置在机器人基座上，每两个相邻的椎体可以构成一个球关节，每个椎体上设有中空的中央腔和位于中央腔外部均布的导孔，两对牵引绳通过导孔将各个椎体连接起来，每一对牵引绳的末端固定在同一个伺服电机上，手术器械可以通过中央腔到达机器人末端，机器人基座固定在导轨上，步进电机通过带动丝杠而使得机器人基座前后移动；第一伺服电机控制柔性机械臂的左右弯曲运动，第二伺服电机控制柔性机械臂的上下弯曲运动。上述专利中线驱动柔性机器人存在以下缺陷：由于柔性机械臂包括基椎体、多个中间椎体和末端椎体组成，每次需要调整柔性机械臂的长度时都需要先将牵引绳拆下，再将末端椎体拆卸下，增加或减少中间椎体，需要消耗大量的时间，而且效率低下。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种线驱动柔性机器人，具备可以轻松精准的调整柔性机械臂长度等优点，解决了现有技术中调整柔性机械臂长度时需要消耗大量的时间，而且效率低下的问题。
(二)技术方案
为实现轻松精准的调整柔性机械臂长度的目的，本发明提供如下技术方案：一种线驱动柔性机器人，包括导轨座，所述导轨座为上端开口的中空结构，所述导轨座上安装有驱动装置，且所述驱动装置上安装有机器人基座，所述机器人基座上的一端对称连接有第一驱动电机和第二驱动电机，所述第一驱动电机的输出端通过联轴器连接有第一转动盘，所述第二驱动电机的输出端通过联轴器连接有第二转动盘，所述机器人基座上的另一端中心处固定连接有固定座，所述固定座内固定设有轴承座，所述固定座上以轴承座为圆心呈矩阵均匀等距的开设有四个贯穿孔，所述轴承座内固定转动连接有两端开口的橡胶管，所述橡胶管内插设有软管，所述软管远离轴承座的一端穿过橡胶管远离轴承座的开口端并向外延伸，所述软管远离轴承座一端位置的管壁上以软管为圆心呈矩阵均匀等距的连接有四根贯穿管，每根所述贯穿管均对应一个所述贯穿孔设置，所述第一转动盘和第二转动盘上均缠绕有一圈牵引绳，每根所述牵引绳依次穿过对应的贯穿孔和贯穿管设置，所述软管靠近轴承座一端位置的管壁上对称开设有固定槽，所述固定槽的槽底固定连接有弹簧，所述弹簧的另一端固定连接有固定块，所述橡胶管的筒壁上沿直线方向对应固定块的位置均匀等距的开设有若干个固定孔，所述固定块远离弹簧的一端穿过固定槽的槽口并向外延伸至对应的其中一个所述固定孔中。
优选的，所述驱动装置包括两个轴承，两个所述轴承对称固定设在导轨座的对应内侧壁内，两个所述轴承的内圈上共同固定转动连接有一根丝杆，所述丝杆的一端依次贯穿对应的一个轴承和导轨座的侧壁并向外延伸，所述丝杆上螺纹连接有螺纹块，所述螺纹块上沿水平直线方向开设有与丝杆相匹配的丝杆孔，所述丝杆贯穿且螺纹连接丝杆孔设置，所述机器人基座的下端固定连接在螺纹块的上端。
优选的，所述固定块靠近弹簧一端位置的侧壁上对称连接有滑块，所述固定槽的对应槽壁上对称开设有与滑块相匹配的滑槽，所述滑块滑动连接在对应的滑槽中。
优选的，所述螺纹块的底部固定连接有移动块，所述导轨座内的底部开设有移动槽，所述移动块滑动连接在移动槽的槽底。
优选的，位于所述导轨座外一端的丝杆上固定连接有握把。
优选的，所述滑块远离固定块的一端开设有滚动槽，所述滚动槽内设有滚动的滚珠，所述滚珠远离滚动槽槽底的一端穿过滚动槽的槽口并向外延伸，且所述滚珠滚动连接在滑槽的槽底，所述滚珠的球径大于滚动槽的槽口。
优选的，所述移动块远离螺纹块的一端对称连接有固定板，两块所述固定板之间通过转动轴固定转动连接有滚轮，所述滚轮滚动连接在移动槽的槽底。
三有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种线驱动柔性机器人，具备以下有益效果：
1、该线驱动柔性机器人，通过设置橡胶管、软管、贯穿管、固定槽、弹簧、固定块和固定孔，需要调整柔性机械臂的长度时，先对位于固定孔被固定块施加一个朝向弹簧方向的压力，固定块受力压缩弹簧并进入到固定槽中，即可移动软管在橡胶管中的位置，将软管移动至橡胶管中指定的位置，固定块受到弹簧的弹力并弹至对应的固定孔中，将软管在橡胶管中的位置进行固定，进而调整了柔性机械臂的长度。
2、该线驱动柔性机器人，通过设置丝杆和螺纹块，需要移动机器人基座时，转动丝杆，由于螺纹块上开设有螺纹孔，随着丝杆的转动螺纹块带动机器人基座做水平方向的移动。
附图说明
图1为本发明提出的一种线驱动柔性机器人的结构示意图；
图2为本发明提出的一种线驱动柔性机器人的俯视图；
图3为图1中A部分的放大图；
图4为图1中B部分的放大图。
图中：1导轨座、2机器人基座、3第一驱动电机、4第二驱动电机、5第一转动盘、6第二转动盘、7固定座、8轴承座、9贯穿孔、10橡胶管、11软管、12贯穿管、13固定槽、14弹簧、15固定块、16固定孔、17丝杆、18螺纹块、19滑块、20滑槽、21移动块、22移动槽、23握把、24滚动槽、25滚珠、26固定板、27滚轮、28牵引绳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，一种线驱动柔性机器人，包括导轨座1，导轨座1为上端开口的中空结构，导轨座1上安装有驱动装置，且驱动装置上安装有机器人基座2，机器人基座2上的一端对称连接有第一驱动电机3和第二驱动电机4，第一驱动电机3的输出端通过联轴器连接有第一转动盘5，第二驱动电机4的输出端通过联轴器连接有第二转动盘6，机器人基座2上的另一端中心处固定连接有固定座7，固定座7内固定设有轴承座8，固定座7上以轴承座8为圆心呈矩阵均匀等距的开设有四个贯穿孔9，轴承座8内固定转动连接有两端开口的橡胶管10，橡胶管10内插设有软管11，软管11远离轴承座8的一端穿过橡胶管10远离轴承座8的开口端并向外延伸，软管11远离轴承座8一端位置的管壁上以软管11为圆心呈矩阵均匀等距的连接有四根贯穿管12，每根贯穿管12均对应一个贯穿孔9设置，第一转动盘5和第二转动盘6上均缠绕有一圈牵引绳28，每根牵引绳28依次穿过对应的贯穿孔9和贯穿管12设置，软管11靠近轴承座8一端位置的管壁上对称开设有固定槽13，固定槽13的槽底固定连接有弹簧14，弹簧14的另一端固定连接有固定块15，橡胶管10的筒壁上沿直线方向对应固定块15的位置均匀等距的开设有若干个固定孔16，固定块15远离弹簧14的一端穿过固定槽13的槽口并向外延伸至对应的其中一个固定孔16中，需要调整柔性机械臂的长度时，先对位于固定孔16被固定块15施加一个朝向弹簧14方向的压力，固定块15受力压缩弹簧14并进入到固定槽13中，即可移动软管11在橡胶管10中的位置，将软管11移动至橡胶管10中指定的位置，固定块15受到弹簧14的弹力并弹至对应的固定孔16中，将软管11在橡胶管10中的位置进行固定，进而调整了柔性机械臂的长度。
驱动装置包括两个轴承，两个轴承对称固定设在导轨座1的对应内侧壁内，两个轴承的内圈上共同固定转动连接有一根丝杆17，丝杆17的一端依次贯穿对应的一个轴承和导轨座1的侧壁并向外延伸，丝杆17上螺纹连接有螺纹块18，螺纹块18上沿水平直线方向开设有与丝杆17相匹配的丝杆孔，丝杆17贯穿且螺纹连接丝杆孔设置，机器人基座2的下端固定连接在螺纹块18的上端，需要移动机器人基座2时，转动丝杆17，由于螺纹块18上开设有螺纹孔，随着丝杆17的转动螺纹块18带动机器人基座2做水平方向的移动。
固定块15靠近弹簧14一端位置的侧壁上对称连接有滑块19，固定槽13的对应槽壁上对称开设有与滑块19相匹配的滑槽20，滑块19滑动连接在对应的滑槽20中，固定块15移动时带动滑块19在滑槽20中做同步运动，使得固定块15移动的更加稳定。
螺纹块18的底部固定连接有移动块21，导轨座1内的底部开设有移动槽22，移动块21滑动连接在移动槽22的槽底，螺纹块18移动时带动移动块21在移动槽22中运动，保证螺纹块18随着丝杆17的运动进行水平方向的运动。
位于导轨座1外一端的丝杆17上固定连接有握把23，握住握把23方便的带动丝杆17转动。
滑块19远离固定块15的一端开设有滚动槽24，滚动槽24内设有滚动的滚珠25，滚珠25远离滚动槽24槽底的一端穿过滚动槽24的槽口并向外延伸，且滚珠25滚动连接在滑槽20的槽底，滚珠25的球径大于滚动槽24的槽口，滑块19运动时带动滚珠25在滑槽20的槽底滚动，减小滑块19在滑槽20中运动所受的摩擦阻力。
移动块21远离螺纹块18的一端对称连接有固定板26，两块固定板26之间通过转动轴固定转动连接有滚轮27，滚轮27滚动连接在移动槽22的槽底，移动块21移动时带动滚轮27在移动槽22的槽底滚动，减小移动块21在移动槽22中运动所受的摩擦阻力。
综上所述，该线驱动柔性机器人，需要调整柔性机械臂的长度时，先对位于固定孔16被固定块15施加一个朝向弹簧14方向的压力，固定块15受力压缩弹簧14并进入到固定槽13中，即可移动软管11在橡胶管10中的位置，将软管11移动至橡胶管10中指定的位置，固定块15受到弹簧14的弹力并弹至对应的固定孔16中，将软管11在橡胶管10中的位置进行固定，进而调整了柔性机械臂的长度；需要移动机器人基座2时，转动丝杆17，由于螺纹块18上开设有螺纹孔，随着丝杆17的转动螺纹块18带动机器人基座2做水平方向的移动。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种线驱动柔性机器人，包括导轨座(1)，其特征在于：所述导轨座(1)为上端开口的中空结构，所述导轨座(1)上安装有驱动装置，且所述驱动装置上安装有机器人基座(2)，所述机器人基座(2)上的一端对称连接有第一驱动电机(3)和第二驱动电机(4)，所述第一驱动电机(3)的输出端通过联轴器连接有第一转动盘(5)，所述第二驱动电机(4)的输出端通过联轴器连接有第二转动盘(6)，所述机器人基座(2)上的另一端中心处固定连接有固定座(7)，所述固定座(7)内固定设有轴承座(8)，所述固定座(7)上以轴承座(8)为圆心呈矩阵均匀等距的开设有四个贯穿孔(9)，所述轴承座(8)内固定转动连接有两端开口的橡胶管(10)，所述橡胶管(10)内插设有软管(11)，所述软管(11)远离轴承座(8)的一端穿过橡胶管(10)远离轴承座(8)的开口端并向外延伸，所述软管(11)远离轴承座(8)一端位置的管壁上以软管(11)为圆心呈矩阵均匀等距的连接有四根贯穿管(12)，每根所述贯穿管(12)均对应一个所述贯穿孔(9)设置，所述第一转动盘(5)和第二转动盘(6)上均缠绕有一圈牵引绳(28)，每根所述牵引绳(28)依次穿过对应的贯穿孔(9)和贯穿管(12)设置，所述软管(11)靠近轴承座(8)一端位置的管壁上对称开设有固定槽(13)，所述固定槽(13)的槽底固定连接有弹簧(14)，所述弹簧(14)的另一端固定连接有固定块(15)，所述橡胶管(10)的筒壁上沿直线方向对应固定块(15)的位置均匀等距的开设有若干个固定孔(16)，所述固定块(15)远离弹簧(14)的一端穿过固定槽(13)的槽口并向外延伸至对应的其中一个所述固定孔(16)中。
2.根据权利要求1所述的一种线驱动柔性机器人，其特征在于：所述驱动装置包括两个轴承，两个所述轴承对称固定设在导轨座(1)的对应内侧壁内，两个所述轴承的内圈上共同固定转动连接有一根丝杆(17)，所述丝杆(17)的一端依次贯穿对应的一个轴承和导轨座(1)的侧壁并向外延伸，所述丝杆(17)上螺纹连接有螺纹块(18)，所述螺纹块(18)上沿水平直线方向开设有与丝杆(17)相匹配的丝杆孔，所述丝杆(17)贯穿且螺纹连接丝杆孔设置，所述机器人基座(2)的下端固定连接在螺纹块(18)的上端。
3.根据权利要求1所述的一种线驱动柔性机器人，其特征在于：所述固定块(15)靠近弹簧(14)一端位置的侧壁上对称连接有滑块(19)，所述固定槽(13)的对应槽壁上对称开设有与滑块(19)相匹配的滑槽(20)，所述滑块(19)滑动连接在对应的滑槽(20)中。
4.根据权利要求2所述的一种线驱动柔性机器人，其特征在于：所述螺纹块(18)的底部固定连接有移动块(21)，所述导轨座(1)内的底部开设有移动槽(22)，所述移动块(21)滑动连接在移动槽(22)的槽底。
5.根据权利要求2所述的一种线驱动柔性机器人，其特征在于：位于所述导轨座(1)外一端的丝杆(17)上固定连接有握把(23)。
6.根据权利要求3所述的一种线驱动柔性机器人，其特征在于：所述滑块(19)远离固定块(15)的一端开设有滚动槽(24)，所述滚动槽(24)内设有滚动的滚珠(25)，所述滚珠(25)远离滚动槽(24)槽底的一端穿过滚动槽(24)的槽口并向外延伸，且所述滚珠(25)滚动连接在滑槽(20)的槽底，所述滚珠(25)的球径大于滚动槽(24)的槽口。
7.根据权利要求4所述的一种线驱动柔性机器人，其特征在于：所述移动块(21)远离螺纹块(18)的一端对称连接有固定板(26)，两块所述固定板(26)之间通过转动轴固定转动连接有滚轮(27)，所述滚轮(27)滚动连接在移动槽(22)的槽底。
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