[发明专利]一种拉线式串行机械手

权利要求书

1.一种拉线式串行机械手，包括腕关节(1)、肘关节(2)、肩关节(3)和底座驱动箱(4)，腕关节(1)具有腕关节杆(10)的摆动和机械手末端(11)的轴向旋转两个自由度，肘关节(2)具有一个自由度，肩关节(3)具有两个自由度，用于控制机械手各关节运动的电机都安装在底座驱动箱(4)中，其特征在于：腕关节(1)和肘关节(2)中的每个自由度的正反运动均由一个相应的电机绕线机构(15)带动拉线驱动，一个自由度对应一条拉线和一个电机绕线机构(15)；拉线缠绕在电机绕线机构(15)的螺旋圆柱(16)的螺纹槽内，每条拉线的两端绕过若干滑轮与相应关节连接，在电机绕线机构(15)的驱动电机驱动下实现相应自由度的正反运动；所述肘关节(2)包括肘关节杆(8)、肘关节轴(24)和肘关节操纵拉线(23，25)，肘关节杆(8)通过肘关节轴(24)与肩关节杆(6)连接，肘关节操纵拉线(23，25)两端分别固接在以肘关节轴(24)为中心的肘关节杆(8)的两端，其中肘关节操纵拉线的一端绕过安装在肩关节杆(6)内槽中的第十二滑轮(221)和第十三滑轮(20)，最后缠绕在相应电机绕线机构的螺旋圆柱螺纹槽内，另一端绕过安装在肩关节杆(6)内槽中的第十四滑轮(222)和第十五滑轮(21)，最后缠绕在相应电机绕线机构的螺旋圆柱螺纹槽内。

2.根据权利要求1所述的一种拉线式串行机械手，其特征在于所述腕关节(1)包括腕关节轴向旋转机构(12)、腕关节杆(10)、腕关节轴(29)和腕关节摆动操纵拉线(28、30)；腕关节杆(10)通过腕关节轴(29)与肘关节杆(8)连接，腕关节摆动操纵拉线(28、30)两端分别固接在以腕关节轴(29)为中心的腕关节杆(10)的两端，腕关节摆动操纵拉线(28、30)中的一端绕过安装在肘关节杆(8)内槽中的第一滑轮(271)和第二滑轮(31)，最后缠绕在相应电机绕线机构的螺旋圆柱螺纹槽内，另一端绕过安装在肘关节杆(8)内槽中的第三滑轮(272)和第四滑轮(26)，最后缠绕在相应电机绕线机构的螺旋圆柱螺纹槽内；腕关节轴向旋转机构(12)包括旋转螺杆(33)、轴承(34)、腕关节轴向旋转操纵拉线(35，37)、驱动滑块(36)和机械手末端(11)，旋转螺杆(33)通过轴承(34)安装在腕关节杆(10)上，驱动滑块(36)的斜齿与旋转螺杆(33)的螺纹槽相啮合；轴向旋转操纵拉线(35，37)一端与驱动滑块(36)的一端固接，操纵拉线的该端绕过安装在腕关节杆上的第五滑轮(38)、安装在腕关节轴上的第六滑轮(291)、安装在肘关节杆外表面的第七滑轮(131)和第八滑轮(132)，最后缠绕在相应电机绕线机构的螺旋圆柱螺纹槽内；轴向旋转操纵拉线的另一端与驱动滑块(36)的另一端固接，绕过安装在腕关节轴上的第九滑轮(292)、安装在肘关节杆外表面的第十滑轮(133)和第十一滑轮(134)，最后缠绕在相应电机绕线机构的螺旋圆柱螺纹槽内。

3.根据权利要求1所述的一种拉线式串行机械手，其特征在于所述肩关节(3)包括肩关节杆(6)、肩关节旋转和上下移动机构(5)，肩关节杆(6)与肩关节旋转和上下移动机构(5)相连，直接安装在底座驱动箱(4)上。

4.根据权利要求1所述的一种拉线式串行机械手，其特征在于所述电机绕线机构(15)包括螺旋圆柱(16)和驱动电机(19)，操纵拉线缠绕在螺旋圆柱(16)的螺旋纹内，电机转动时，使缠绕在螺纹槽内的操纵拉线(17，18)一端伸长，另一端缩短。

5.根据权利要求1所述的一种拉线式串行机械手，其特征在于所述腕关节(1)和肘关节(2)中每个自由度正反运动的相应电机绕线机构均安装在底座驱动箱(4)上，操纵拉线通过电机绕线机构和滑轮将各电机的转动分别传递给相应关节的相应自由度实现运动。

6.根据权利要求2所述的一种拉线式串行机械手，其特征在于所述第二滑轮(31)和第四滑轮(26)布置在肘关节杆(8)内槽边缘的两侧，第一滑轮(271)和第三滑轮(272)为同轴的两个滑轮，安装在肘关节杆上的滑槽内。

7.根据权利要求2所述的一种拉线式串行机械手，其特征在于所述第八滑轮(132)和第十一滑轮(134)布置在肘关节杆(8)外表面边缘的两侧，第七滑轮(131)和第十滑轮(133)为同轴的两个滑轮，安装在肘关节杆上的滑槽内；第六滑轮(291)和第九滑轮(292)为同轴的两个滑轮，安装在肘关节杆外侧的腕关节轴上。