CN110014422A - 一种绳驱机械臂的绕线方式 - Google Patents

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季寿宏
章勤
卢建明
钱济人
陈建国
庞禹韬
贺磊盈
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Zhejiang Zheneng Gas Co Ltd
Zhejiang Sci Tech University ZSTU
Zhejiang University of Science and Technology ZUST
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Zhejiang Zheneng Gas Co Ltd
Zhejiang Sci Tech University ZSTU
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons

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Abstract

本发明涉及一种绳驱机器人。目的是提供一种绳驱机械臂的绕线方式，该方式应能减轻机械臂的重量，并能提高机械臂的便携性和操控性。技术方案是：一种绳驱机械臂的绕线方式，其特征在于：传动绳先沿着顺时针方向在底部绕线轮上缠绕若干圈，接着以逆时针方向绕过张紧装置的第二导向轮后向上依次穿过底板的绳孔与导向轴的定位孔，然后沿着逆时针方向在小臂绕线轮上缠绕若干圈后向下依次回穿所述定位孔与绳孔，再以顺时针方向绕过张紧装置的第一导向轮，最后回缠在底部绕线轮上。

Description

一种绳驱机械臂的绕线方式
技术领域
本发明涉及一种绳驱机器人，具体是一种轻型绳驱机器人机械臂的绕线方式。
背景技术
绳索作为一种可靠的柔性传动介质，有着传动振动小以及能达到刚性传动精度的独特优势，使得绳驱动具有精度高、噪声低、传动平稳、无需润滑、易于安装和维护等特点，在国外已被用到机器人和精密传动装置等领域。在机器人技术中，绳驱动主要应用于并联机构和机器人手爪的传动，绳驱动可以实现远距离传动，有效降低关节的重量，实现机械臂的轻量化，因此绳驱动技术的研究越来越受到人们的重视和关注。
而现有的绳驱机械臂的控制及安装均比较复杂。例如，控制大臂的大臂电机与控制小臂的小臂电机均安装在大臂底部的同一轴线上，当大臂电机控制大臂转动时，小臂会发生同比例的转动，要想保持大臂与小臂的夹角不变，两个电机必须同时工作，这就给控制带来了较大的麻烦。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种绳驱机械臂的绕线方式，该方式应能减轻机械臂的重量，并能提高机械臂的便携性和操控性。
本发明的技术方案是：
一种绳驱机械臂的绕线方式，其特征在于：传动绳先沿着顺时针方向在底部绕线轮上缠绕若干圈，接着以逆时针方向绕过张紧装置的第二导向轮后向上依次穿过底板的绳孔与导向轴的定位孔，然后沿着逆时针方向在小臂绕线轮上缠绕若干圈后向下依次回穿所述定位孔与绳孔，再以顺时针方向绕过张紧装置的第一导向轮，最后回缠在底部绕线轮上。
所述传动绳在底部绕线轮上缠绕四圈。
所述传动绳在小臂绕线轮上缠绕三圈。
本发明的有益效果是：
本发明通过将大臂电机和小臂电机分开布置，在大臂运动时可保持小臂的相对位置不变，大大简化了控制方式，从而降低了生产和维护成本。
附图说明
图1是传动绳绕线方式的示意图。
图2是绳驱机械臂的立体结构示意图之一。
图3是绳驱机械臂的立体结构示意图之二。
图4是绳驱机械臂的仰视结构示意图。
图5是张紧装置的立体结构示意图之一。
图6是张紧装置的立体结构示意图之二。
图7是张紧装置的放大结构示意图。
图8是张紧装置中预紧块安装板的放大结构示意图。
图9是张紧装置中预紧块的放大结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，一种绳驱机械臂的绕线方式，其中：传动绳4先沿着顺时针方向在底部绕线轮3上缠绕若干圈，接着以逆时针方向绕过张紧装置的第二导向轮4.2后向上依次穿过底板的绳孔9与导向轴10的定位孔10.1(导向轴为大臂与底板之间的铰接轴)，然后沿着逆时针方向在小臂绕线轮5.2上缠绕若干圈后向下依次往回穿过导向轴的定位孔与底板的绳孔，再以顺时针方向绕过张紧装置的第一导向轮4.1，最后回缠在底部绕线轮上。
所述底部绕线轮与小臂绕线轮上绕线圈数根据需要而定，一般情况下，传动绳在底部绕线轮上缠绕四圈，传动绳在小臂绕线轮上缠绕三圈。缠绕在底部绕线轮上的四圈传动绳，两两相邻圈的传动绳并行排列，不得发生叠压现象；缠绕在小臂绕线轮上的三圈传动绳，两两相邻圈的传动绳也并行排列，不得发生叠压现象。
如图2所示，绳驱动机械臂的结构中，大臂7可转动地铰接在底板上，小臂6可转动地铰接在大臂上(大臂由大臂电机驱动，图中省略)，小臂上设有小臂绳轮5.2(小臂绳轮与小臂的铰接轴同轴固定；小臂也与小臂的铰接轴固定)；底板底部设有由小臂电机2驱动的底部绕线轮(小臂电机通过电机支座2-1固定在底板上，小臂电机的转轴轴线平行于底板的平面)，小臂绳轮与底部绕线轮之间缠绕有传动绳4，底板上设有供传动绳穿越的绳孔9，底板底部还设有与传动绳配合的张紧装置。小臂电机带动底部绕线轮转动时，底部绕线轮通过传动绳带动小臂绳轮转动，从而实现机械臂小臂的运动。
所述张紧装置包括预紧块安装板8-1、预紧块8-2、第一导向轮4.1、第二导向轮4.2以及调节机构。
所述预紧块安装板固定在底板1上(两块板的平面相互垂直)，预紧块安装板上设有滑槽8-1-8，滑槽的长度方向垂直于底板。所述第一导向轮可转动地定位在预紧块安装板上，第一导向轮的转动轴线平行于底板的平面。
所述预紧块上设有两个嵌入滑槽的滑块8-2-8，另有起限位作用的滑块垫片 8-5通过滑块螺栓8-4固定在滑块上(滑块垫片及滑块螺栓直径大于滑槽宽度，避免滑块从滑槽中脱出)，滑块的长度(即滑块在图9中左右方向的长度)稍大于预紧块安装板的厚度，以通过滑槽与滑块的配合可确保预紧块在预紧块安装板上移动。所述第二导向轮可转动地定位在预紧块上，第二导向轮的转动轴线平行于第一导向轮的转动轴线。
所述第一导向轮、第二导向轮的位置与绳孔的位置相对应。所述第一导向轮包括第一支撑轴8-1-2与第一轴套8-1-5，第一支撑轴垂直固定在预紧块安装板上，第一轴套可转动地定位在第一支撑轴上，第一支撑轴上还设有第一挡片用于限制第一轴套的轴向位移，第一挡片8-1-4通过第一螺钉8-1-3固定在第一支撑轴上，使得第一轴套只能转动。所述第二导向轮包括第二支撑轴8-2-2 与第二轴套8-2-5，第二支撑轴垂直固定在预紧块上，第二轴套可转动地定位在第二支撑轴上，第二支撑轴上还设有第二挡片用于限制第二轴套的轴向位移，第二挡片8-2-3通过第二螺钉8-2-4固定在第二支撑轴上，使得第二轴套只能转动。
所述调节机构包括连接块8-1-6与调节螺栓8-3。所述连接块固定在预紧块安装板上，预紧块上设有调节孔8-2-7(调节孔设有内螺纹)，调节螺栓与调节孔螺纹啮合，调节螺栓的前端穿过调节孔后可转动地抵靠在连接块上，调节螺栓的长度方向平行于滑槽的长度方向。

Claims (3)

1.一种绳驱机械臂的绕线方式，其特征在于：传动绳4先沿着顺时针方向在底部绕线轮3上缠绕若干圈，接着以逆时针方向绕过张紧装置的第二导向轮4.2后向上依次穿过底板的绳孔9与导向轴的定位孔10.1，然后沿着逆时针方向在小臂绕线轮5.2上缠绕若干圈后向下依次回穿所述定位孔与绳孔，再以顺时针方向绕过张紧装置的第一导向轮4.1，最后回缠在底部绕线轮上。
2.根据权利要求1所述的一种绳驱机械臂的绕线方式，其特征在于：所述传动绳在底部绕线轮上缠绕四圈。
3.根据权利要求2所述的一种绳驱机械臂的绕线方式，其特征在于：所述传动绳在小臂绕线轮上缠绕三圈。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113297952A (zh) * 2021-05-21 2021-08-24 哈尔滨工业大学（深圳） 一种复杂环境下绳驱柔性机器人的测量方法和系统
CN113662673A (zh) * 2021-08-25 2021-11-19 深圳市精锋医疗科技有限公司 机械臂、从操作设备及手术机器人

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