CN214818580U - 一种分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂 - Google Patents
一种分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及机器人研究和工程领域,更具体地,涉及一种分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂。具体包括肩部模块、肘部模块、腕部模块以及将各模块相连的臂连接件,所述肩部模块、腕部模块为三自由度结构,所述肘部模块为单自由度结构,肩部模块通过一个臂连接件连接肘部模块,肘部模块也通过一个臂连接件连接腕部模块,臂连接件是连接各模块的关键部件,采用臂接口、模块接口的快速装配。该仿人臂整体呈现七自由度的转动,所述肩部模块、肘部模块、腕部模块分别连接有驱动机构,所述驱动机构联动各运动链组,分别驱使肩部模块、肘部模块、腕部模块运动。驱动机构独立于各模块之外设置,通过鲍登线管连接各模块进行驱动,从而减轻模块的整体重量。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人研究和工程领域,更具体地,涉及一种分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂。
背景技术
目前服务机器人在迎宾、教育、向导等方面应用比较多,这些机器人的共同特点是仅需语言交流,没有肢体动作,因此也被认为是“残疾人”。目前也有部分服务机器人拥有仿人臂,但主要以工业机械臂为主,仅在手臂自由度和外形上与人手臂相仿。工业机械臂在设计上,由于其驱动部分安装在关节处,手臂重量重、体积大、不能进行高速的人机交互,因此作为服务机器人使用存在效率低、安全性低等问题。目前解决手臂重量重的一个重要方法是将驱动机构与手臂关节分开布置,将驱动机构布置在肩基座,使得手臂重量大幅降低,而绳索传动可以满足该方法。绳索传动具有较高的柔顺性,相对于刚性传动机构如齿轮、凸轮、轴等其具有如下优点:1)绳索可以进行长距离传动,可以将较重的驱动机构布置在肩基座处减轻执行末端重量;2)绳索不需要润滑,传动效率高;3):绳索自重比大,可以承受较大的载荷;4)绳索传动路径容易改变,占用空间小;5)可以模仿人手肌腱驱动,具有较好的仿生性能等。
公开号为CN110666833A公开的一种基于并联机构的绳驱动七自由度仿人机械臂将腕部和肘部电机布置在肩部,关节与电机之间通过绳索传递运动与力,但其绳索传递路径布满整个手臂,腕部绳索经过肘部时需要进行解耦绕绳比较困难,拆解困难,不便于维护,
实用新型内容
本实用新型为克服上述现有技术所述解耦绕绳的缺陷,提供一种分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,模块化设计使得各模块可以独立于手臂进行单独驱动,通过模块化接口可以快速完成手臂装配与模块更换,而不需要重新缠绕绳索也没有绳索耦合。使用鲍登线管将驱动机构与各模块分开布置,使得手臂重量降低,此外,大部分结构可使用3D打印加工,使得制造成本非常低廉。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:
一种分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,包括肩部模块、肘部模块、腕部模块以及将各模块相连的臂连接件,所述肩部模块、腕部模块为三自由度结构,所述肘部模块为单自由度结构。肩部模块通过一个臂连接件连接肘部模块,肘部模块也通过一个臂连接件连接腕部模块,该仿人臂整体呈现七自由度的转动。
所述肩部模块包括肩固定平台、肩活动平台以及用于连接肩固定平台、肩活动平台的肩连杆和若干运动链组,所述肩活动平台转动连接有肩转动体,并通过肩转动体端部连接臂连接件。肩连杆分别与肩固定平台、肩活动平台铰接,其中肩固定平台、肩活动平台之间有两个自由度,肩活动平台与肩转动体有一个自由度。
所述肘部模块包括肘固定平台、肘活动平台以及用于连接肘固定平台、肘活动平台的肘连杆和若干运动链组,所述肘固定平台、肘活动平台分别连接臂连接件。肘固定平台与肘活动平台有一个自由度,肘固定平台通过臂连接件连接肩转动体,肘活动平台通过另一臂连接件连接腕部模块的腕固定平台。
所述腕部模块包括腕固定平台、腕活动平台以及用于连接腕固定平台、腕活动平台的腕连杆和若干运动链组,所述腕固定平台连接有腕固定体,并通过腕固定体端部连接臂连接件。腕连杆分别与腕固定平台、腕活动平台铰接,腕固定平台与腕活动平台之间有两个自由度。腕部固定平台与腕部活动平台之间也是两个自由度,其原理与肩部模块相似,腕活动平台与手掌之间有一个自由度。
所述臂连接件两端均设有臂接口,所述肩部模块、肘部模块、腕部模块与臂连接件相接的一端均对应设有模块接口,所述臂接口与模块接口转动实现快速卡接。臂连接件是连接各模块的关键部件,采用臂接口、模块接口的快速装配,方便装拆,而且两端的连接结构具有通用性,尺寸规格保持一致。
进一步地,所述肩部模块、肘部模块、腕部模块分别连接有驱动机构,所述驱动机构联动各运动链组,分别驱使肩部模块、肘部模块、腕部模块运动。驱动机构独立于各模块之外设置,通过鲍登线管连接各模块进行驱动,从而减轻模块的整体重量,其中,一个自由度由一个驱动机构独立电机驱动。
进一步地,所述肩部模块、腕部模块均设有至少两组运动链组,不同方向的运动链组的运动方向相垂直。两个运动方向的运动链组控制的是两个自由度,同一方向的运动链组可以有多个。
进一步地,所述运动链组包括动滑轮、定滑轮以及绕动滑轮、定滑轮设置的驱动绳索,所述驱动绳索套入鲍登线管中,驱动绳索外接至单独设置的驱动机构。驱动机构拉动驱动绳索,从而动滑轮所在一端活动。
进一步地,所述肩活动平台固定连接有肩基座,所述肩转动体与肩基座转动连接;所述肩部模块还包括肩线轮和肩转动轴,所述肩线轮转动设于肩基座,肩线轮单独采用驱动绳索外接驱动机构;所述肩转动轴一端连接肩线轮,另一端连接肩转动体,驱动机构透过驱动绳索联动肩线轮、肩转动轴同步转动,从而联动肩转动体。驱动绳索拉动肩线轮,肩线轮联动肩转动体,此为单独一个自由度。
进一步地,所述腕部模块还包括腕线轮、腕转动轴和手掌,所述腕线轮转动设于腕固定平台,腕线轮单独采用驱动绳索外接驱动机构;所述腕转动轴一端连接腕线轮组,另一端连接手掌,所述手掌活动固定于腕活动平台外侧,驱动机构透过驱动绳索联动腕线轮、腕转动轴转动,从而联动手掌。驱动绳索拉动腕线轮,腕线轮、腕转动轴联动手掌转动,此为单独一个自由度,手掌活动固定在腕活动平台背向运动链组的一侧,腕转动轴可带动手掌相对于腕活动平台转动。腕部转动自由度通过位于腕固定平台下端的线轮经腕固定平台和腕活动平台之间的转动轴传递到腕活动平台处的手掌上。
进一步地,所述肘连杆两端分别与肘固定平台、肘活动平台铰接;所述肩连杆两端分别通过虎克铰与肩固定平台、肩活动平台转动连接;所述腕连杆两端分别通过虎克铰与腕固定平台、腕活动平台转动连接。
进一步地,所述肩部模块、腕部模块还设有导向滑轮组,所述导向滑轮组邻近定滑轮设置,所述驱动绳索绕过导向滑轮组外接至驱动机构。导向滑轮组包括多个固定设置的导向轮,主要用于驱动绳索的传导,缓冲拉力。
进一步地,所述驱动机构包括电机和电机线轮,驱动绳索缠绕在电机线轮,电机线轮转动实现一端绳索收紧一端绳索放松。一组驱动机构单独控制一个自由度,驱动绳索两端分别绕过电机线轮、运动链组,电机驱动电机线轮转动,对驱动绳索进行收紧或放松,从而实现模块自由度的控制。
进一步地,所述臂接口为圆筒结构,所述模块接口则为套接圆筒的圆孔结构,圆筒外壁均匀设有外齿,圆孔内壁对应设有内齿;所述外齿远离圆筒端口的一面延伸限位块,限位块连接圆筒外壁,且各外齿的限位块均同侧设置;所述臂接口设有用于配合内齿与外齿转动卡接的避空位。其中,臂接口、模块接口之间,外齿、内齿通过齿间隙进入,转动相应角度至到内齿卡于外齿远离圆筒端口一面,并抵接限位块,在轴向上相互接触限制轴向移动,从而完成臂接口、模块接口的快速卡接,另外还可以采用螺钉进一步进行固定,防止两接口相对转动。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型提供了一种分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,利用臂接口、模块接口实现模块与臂连接件之间快速卡接,更加便于组装和拆卸,不需频繁进行解耦绕绳。而且,本实用新型将驱动机构独立于各模块之外设置,通过包在鲍登线管中的驱动绳索连接各模块进行驱动,相较于现有的其他绳驱动仿人臂本实用新型的仿人臂重量大大减轻,各模块关节的独立性得到提高。本实用新型的仿人臂结构简单轻巧、配件通用性高、具有较高的仿生性能,有较高的实用性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的整体结构示意图。
图2是本实用新型实施例的肩部模块整体结构示意图。
图3是本实用新型实施例的肘部模块整体结构示意图
图4是本实用新型实施例的腕部模块整体结构示意图
图5是本实用新型实施例的臂连接件结构示意图。
图6是本实用新型实施例的肩部模块局部结构示意图。
图7是本实用新型实施例的肘部模块局部结构示意图。
图8是本实用新型实施例的腕部模块局部结构示意图。
其中,1机架,2肩部模块,21肩固定平台,22肩活动平台,23肩基座,24肩转动体,25肩连杆,26肩线轮,27肩转动轴,28肩动滑轮,29肩动滑轮架,210肩动滑轮绳索导向架,211肩虎克铰,212肩定滑轮,213肩定滑轮架,214肩定滑轮绳索导向架,215肩导向滑轮,216肩导向滑轮架,217轴承,218肩转动基座导向滑轮,219肩转动基座盖,
3肘部模块,31肘固定平台,32肘活动平台,33肘动滑轮,34肘定滑轮,35肘连杆,
4腕部模块,41手掌,42腕活动平台,43腕固定平台,44腕虎克铰,45腕连杆,46腕定滑轮,47腕定滑轮架,48腕定滑轮绳索导向架,49腕动滑轮,410腕动滑轮架,411腕动滑轮绳索导向架,412腕转动轴,413腕线轮,414腕固定体,415腕导向滑轮,
5臂连接件,6运动链组,61驱动绳索,
7驱动机构,71电机,72电机线轮,73减速器,74电机座,75电机座导向滑轮,76鲍登线管,8臂接口,9模块接口。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。
实施例
如图1所示,本实用新型提供了一种分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,包括肩部模块2、肘部模块3、腕部模块4以及将各模块相连的臂连接件5,肩部模块2通过一个臂连接件5连接肘部模块3,肘部模块3也通过一个臂连接件5连接腕部模块4,肩部模块2、腕部模块4为三自由度结构,肘部模块3为单自由度结构,整体仿人臂整体呈现七自由度的转动。
具体地,如图2所示,肩部模块2包括肩固定平台21、肩活动平台22、肩基座23、肩转动体24以及用于连接肩固定平台21、肩活动平台22的肩连杆25和若干运动链组6,肩连杆25两端分别通过肩虎克铰211与肩固定平台21、肩活动平台22转动连接。肩部模块2设有四组运动链组6,不同方向的运动链组6的运动方向相垂直,其中每两组运动链组6为同一方向,两个运动方向相垂直,控制的是两个自由度。
肩活动平台22固定连接肩基座23,肩转动体24与肩基座23转动连接,肩部模块2通过肩转动体24端部连接臂连接件5。如图2所示。另外,肩固定平台21另一方面安装设置于机架1上,机架1为Y型分叉设计,上部两个分叉可同时安装两个仿人臂,下部底座进行固定,作为生产加工的智能机械手使用,如图1所示。
具体地,如图3、7所示,肘部模块3包括肘固定平台31、肘活动平台32以及用于连接肘固定平台31、肘活动平台32的肘连杆35和若干运动链组6,肘连杆35两端分别与肘固定平台31、肘活动平台32铰接,各组运动链组6都是同方向且设置,控制的是一个自由度。另外,肘固定平台31、肘活动平台32则分别连接臂连接件5。
具体地,如图4所示,腕部模块4包括腕固定平台43、腕活动平台42、腕固定体414以及用于连接腕固定平台43、腕活动平台42的腕连杆45和若干运动链组6,腕连杆45两端分别通过腕虎克铰44与腕固定平台43、腕活动平台42转动连接。腕部模块4与肩部模块2相似,设有四组运动链组6,不同方向的运动链组6的运动方向相垂直,其中每两组运动链组6为同一方向,两个运动方向相垂直,控制的是两个自由度。另外,腕固定平台43连接腕固定体414,并通过腕固定体414端部连接臂连接件5,腕活动平台42外侧设有手掌41。
具体地,如图5所示,臂连接件5两端均设有臂接口8,肩部模块2、肘部模块3、腕部模块4与臂连接件5相接的一端均对应设有模块接口9,臂接口8与模块接口9快速实现转动卡接。具体地,臂接口8为圆筒结构,模块接口9则为套接圆筒的圆孔结构,圆筒外壁均匀设有外齿,圆孔内壁对应设有内齿。外齿远离圆筒端口的一面延伸限位块,限位块连接圆筒外壁,且各外齿的限位块均同侧设置。臂接口8设有用于配合内齿与外齿转动卡接的避空位。利用臂接口8、模块接口9实现模块与臂连接件5之间快速卡接,更加便于组装和拆卸,不需频繁进行解耦绕绳。操作时,臂接口8、模块接口9之间,外齿、内齿通过齿间隙进入,转动相应角度至到内齿卡于外齿远离圆筒端口一面,并抵接限位块,在轴向上相互接触限制轴向移动,从而完成臂接口8、模块接口9的快速卡接,另外还可以采用螺钉进一步进行固定,防止两接口相对转动。
同时,肩部模块2、肘部模块3、腕部模块4分别连接有驱动机构7,驱动机构7联动各运动链组6,分别驱使肩部模块2、肘部模块3、腕部模块4运动,驱动机构7独立于各模块之外设置,通过鲍登线管76连接各模块进行驱动,从而减轻模块的整体重量,其中,一个自由度由一个驱动机构7独立电机驱动。具体地,本实施例的运动链组6包括动滑轮、定滑轮以及绕动滑轮、定滑轮设置的驱动绳索61,驱动绳索61套入鲍登线管76中,驱动绳索61外接至单独设置的驱动机构7。
具体地,驱动机构7包括电机71和电机线轮72,根据现有技术通常还包括减速器73、电机座74、电机座导向滑轮74等部件,驱动绳索61缠绕在电机线轮72,电机线轮72转动实现一端绳索收紧一端绳索放松,驱动绳索61运动状态通过鲍登线管76传递到各模块驱动关节运动。
此外,如图6所示,肩部模块2还包括肩线轮26和肩转动轴27,肩线轮26转动设于肩基座23,肩线轮26单独采用驱动绳索61外接驱动机构7,控制的是一个自由度。肩转动轴27一端连接肩线轮26,另一端连接肩转动体24,驱动机构7透过驱动绳索61联动肩线轮26、肩转动轴27同步转动,从而联动肩转动体24,如图3所示。
此外,如图8所示,腕部模块4还包括腕线轮413、腕转动轴412和手掌41,腕线轮413转动设于腕固定平台43,腕线轮413单独采用驱动绳索61外接驱动机构7,控制的是一个自由度。腕转动轴412一端连接腕线轮413组,另一端连接手掌41,手掌41活动固定于腕活动平台42外侧,驱动机构7透过驱动绳索61联动腕线轮413、腕转动轴412转动,从而联动手掌41,如图3所示。
具体地,肩部模块2、腕部模块4还可以设有导向滑轮组,导向滑轮组邻近定滑轮设置,驱动绳索61绕过导向滑轮组外接至驱动机构7,导向滑轮组包括多个固定设置的导向轮,主要用于驱动绳索61的传导,缓冲拉力。
为了更加清楚地表示本实施例的各个模块结构,以下进行为本实施例的具体实施方案,如图1-8所示。
其中,肩部模块2包括肩固定平台21、肩活动平台22、肩动滑轮28、肩动滑轮架29、肩动滑轮绳索导向架210、肩虎克铰211、肩连杆25、驱动绳索61、肩定滑轮212、肩定滑轮架213、肩定滑轮绳索导向架214、肩导向滑轮215、肩导向滑轮架216。肩连杆25位于肩活动平台22与肩固定平台21之间,肩活动平台22、肩固定平台21与肩连杆25均通过肩虎克铰211进行连接。肩定滑轮212、肩定滑轮架213、肩定滑轮绳索导向架214与肩动滑轮28、肩动滑轮架29、肩动滑轮绳索导向架210以及驱动绳索61组合成肩部模块2的自由度运动链组6,两个运动链组6驱动一个自由度运动,每个自由度由一个电机71驱动,四个运动链组6均匀对称分布在肩部四个方向。肩导向滑轮215架分别安装在肩固定平台21上,肩导向滑轮架216内部有一个肩导向滑轮215,四个肩导向滑轮215架安装在四根驱动绳索61入口,与安装在肩固定平台21内部的肩导向滑轮215配合作为肩驱动绳索61传动路径。肩部模块2初始状态为肩活动平台22与肩固定平台21均与竖直方向成45°夹角,且两平台之间夹角为90°侧面保持平行。肩部模块2的运动范围为上下0°-180°、前后-90°-+90°,0°位置为初始位置。
同时,肩部模块2还包括肩基座23、肩转动体24、肩转动轴27、轴承217、肩线轮26、模块接口9、肩转动基座导向滑轮218、肩转动基座盖219。肩线轮26安装在肩转动轴27上,两个轴承217安装在肩线轮26两侧,用于支撑肩转动轴27,肩转动基座盖219用于限制轴承217运动。肩转动基座导向滑轮218为该转动自由度的驱动绳索61改变运动路径,使转动自由度驱动绳索61可以沿鲍登线管76轴线进入鲍登线管76内部。肩转动体24安装在肩转动轴27上,随肩转动轴27转动,肩转动体24上有用于连接臂连接件5的模块接口9。肩转动自由度的肩基座23与肩部活动平台22连接,肩转动自由度可独立于肩部模块2实现运动。肩部的驱动机构7为肩部模块2提供驱动力,鲍登线管76为驱动绳索61提供运动路径,肩部的驱动机构7的驱动力通过驱动绳索61经鲍登线管76传递到肩部模块2的肩动滑轮28、肩定滑轮212以及肩线轮26,进而驱动肩部模块2运动。鲍登线管76长度根据实际需要进行确定,肩部的驱动机构7可安装在任意位置。
另外,肘部模块3包括肘固定平台31、肘活动平台32、肘动滑轮33、肘定滑轮34、驱动绳索61、肘连杆35、肘部的驱动机构7、鲍登线管76、模块接口9。肘活动平台32与肘固定平台31两端均有模块接口9,分别用于连接两侧的臂连接件5。肘连杆35连接肘活动平台32与肘固定平台31,肘定滑轮34安装在肘固定平台31上,肘动滑轮33安装在肘活动平台32上,驱动绳索61缠绕在肘动滑轮33与肘定滑轮34上,肘动滑轮33与肘定滑轮34组成肘部的运动链组6,驱动肘部模块3运动需要至少两组运动链组6,分别安装在肘部模块3上下两侧。肘部的驱动机构7为肘部模块3提供驱动力,其驱动原理与肩部一致,驱动肘部模块3实现在0-180°范围内运动,肘部的驱动机构7可布置在任意位置。
此外,腕部模块4包括手掌41、腕活动平台42、腕固定平台43、腕虎克铰44、腕腕连杆45、腕定滑轮46、腕定滑轮架47、腕定滑轮绳索导向架48、腕动滑轮49、腕动滑轮架410、腕动滑轮绳索导向架411、腕转动轴412、腕线轮413、腕固定体414、腕导向滑轮415、模块接口9、驱动绳索61、鲍登线管76、腕部的驱动机构7。腕连杆45位于腕活动平台42与腕固定平台43之间,并通过腕虎克铰44与腕活动平台42、腕固定平台43相连。腕定滑轮46架、腕定滑轮46、腕定滑轮绳索导向架48与腕动滑轮49、腕动滑轮架410、腕动滑轮绳索导向架411以及驱动绳索61组合成腕运动链组6,驱动绳索61缠绕在腕定滑轮46与腕动滑轮49上,腕滑轮组均匀布置在腕活动平台42与腕固定平台43四面,用于驱动腕部模块4实现两个自由度运动。
同时,腕线轮413安装在腕固定平台43底部的腕转动轴412上,手掌41安装在腕活动平台42外侧,也即连接在腕转动轴412上,腕转动轴412将腕固定平台43底部腕线轮413的转动运动传递到腕活动平台42顶部即腕部模块4的手掌41,腕转动轴412上有万向节可随该转动自由度进行偏转。腕部的模块接口9位于腕固定体414端部,腕线轮413位于腕固定体414空腔内部,腕导向滑轮415安装在腕固定体414空腔内,用于为腕线轮413的驱动绳索61改变路径。腕部的驱动机构7通过鲍登线管76为腕部模块4提供驱动力,其原理与肩部的驱动机构7一致,鲍登线管76为驱动绳索61提供导向作用,腕部的驱动机构7可安装在任意位置。
腕部固定平台与腕部活动平台之间也是两个自由度,其原理与肩部模块相似,但转动自由度的布置有区别。腕部转动自由度通过位于腕固定平台下端的线轮经腕固定平台和腕活动平台之间的转动轴传递到腕活动平台处的手掌上,腕部活动平台只能实现上下左右四个方向的偏转而不能转动,转动由手掌实现。
臂连接件5两端设置有臂接口8,各模块的模块接口9为内圈带齿的圆筒,臂接口8则为外圈带齿的圆筒,模块接口9的内圈直径与臂接口8的外圈直径相等,臂接口8可沿轴向插入模块接口9内部,模块接口9内圈齿在轴向的长度与臂接口8的外圈齿在轴向上的长度相等,其大小为两者配合长度的一半,均分布在接口边缘侧。臂接口8的外圈齿在轴向方向远离圆筒端口的一面延伸限位块,两接口配合时模块接口9的齿沿臂接口8的齿间隙进入,转动相应角度至臂接口8的限位块,两接口齿在轴向上相互接触限制轴向移动,可以增加螺钉进一步限制模块接口9转动。
显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,包括肩部模块、肘部模块、腕部模块以及将各模块相连的臂连接件,所述肩部模块、腕部模块为三自由度结构,所述肘部模块为单自由度结构,其特征在于:
所述肩部模块包括肩固定平台、肩活动平台以及用于连接肩固定平台、肩活动平台的肩连杆和若干运动链组,所述肩活动平台转动连接有肩转动体,并通过肩转动体端部连接臂连接件;
所述肘部模块包括肘固定平台、肘活动平台以及用于连接肘固定平台、肘活动平台的肘连杆和若干运动链组,所述肘固定平台、肘活动平台分别连接臂连接件;
所述腕部模块包括腕固定平台、腕活动平台以及用于连接腕固定平台、腕活动平台的腕连杆和若干运动链组,所述腕固定平台连接有腕固定体,并通过腕固定体端部连接臂连接件;
所述臂连接件两端均设有臂接口,所述肩部模块、肘部模块、腕部模块与臂连接件相接的一端均对应设有模块接口,所述臂接口与模块接口快速实现转动卡接。
2.根据权利要求1所述分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,其特征在于:所述肩部模块、肘部模块、腕部模块分别连接有驱动机构,所述驱动机构联动各运动链组,分别驱使肩部模块、肘部模块、腕部模块运动。
3.根据权利要求2所述分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,其特征在于:所述肩部模块、腕部模块均设有至少两组运动链组,不同方向的运动链组的运动方向相垂直。
4.根据权利要求3所述分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,其特征在于:所述运动链组包括动滑轮、定滑轮以及绕动滑轮、定滑轮设置的驱动绳索,所述驱动绳索套入鲍登线管中,驱动绳索外接至单独设置的驱动机构。
5.根据权利要求4所述分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,其特征在于:所述肩活动平台固定连接有肩基座,所述肩转动体与肩基座转动连接;
所述肩部模块还包括肩线轮和肩转动轴,所述肩线轮转动设于肩基座,肩线轮单独采用驱动绳索外接驱动机构;所述肩转动轴一端连接肩线轮,另一端连接肩转动体,驱动机构透过驱动绳索联动肩线轮、肩转动轴同步转动,从而联动肩转动体。
6.根据权利要求5所述分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,其特征在于:所述腕部模块还包括腕线轮、腕转动轴和手掌,所述腕线轮转动设于腕固定平台,腕线轮单独采用驱动绳索外接驱动机构;所述腕转动轴一端连接腕线轮,另一端连接手掌,所述手掌活动固定于腕活动平台外侧,驱动机构透过驱动绳索联动腕线轮、腕转动轴转动,从而联动手掌转动。
7.根据权利要求4-6任一项所述分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,其特征在于:所述肘连杆两端分别与肘固定平台、肘活动平台铰接;所述肩连杆两端分别通过虎克铰与肩固定平台、肩活动平台转动连接;所述腕连杆两端分别通过虎克铰与腕固定平台、腕活动平台转动连接。
8.根据权利要求7所述分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,其特征在于:所述肩部模块、腕部模块还设有导向滑轮组,所述导向滑轮组邻近定滑轮设置,所述驱动绳索绕过导向滑轮组外接至驱动机构。
9.根据权利要求8所述分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,其特征在于:所述驱动机构包括电机和电机线轮,驱动绳索缠绕在电机线轮,电机线轮转动实现一端绳索收紧一端绳索放松。
10.根据权利要求9所述分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂,其特征在于:所述臂接口为圆筒结构,所述模块接口则为套接圆筒的圆孔结构,圆筒外壁均匀设有外齿,圆孔内壁对应设有内齿;所述外齿远离圆筒端口的一面延伸限位块,限位块连接圆筒外壁,且各外齿的限位块均同侧设置;所述臂接口设有用于配合内齿与外齿转动卡接的避空位。
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CN202121056829.5U CN214818580U (zh) | 2021-05-17 | 2021-05-17 | 一种分体式模块化七自由度绳驱动仿人臂 |
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