[发明专利]七自由度模块化绳驱机械臂

说明书

本发明涉及七自由度模块化绳驱机械臂，其模块化关节包括驱动电机，驱动电机带动减速机构，所述减速机构的输出轴穿过绳轮的中间孔带动所述绳轮转动，还带动所述绳轮上方设置的第一轴承的轴承内圈；设置第二轴承与所述第一轴承的轴线平行，第一、第二轴承的轴承外圈固定法兰之间固定连接、外圈轴承座固定连接；所述绳轮与所述第二轴承的内圈轴承座之间缠绕有驱动绳索。本发明的模块化关节中，驱动电机带动绳轮以及第一轴承运动，绳轮上的驱动绳索带动第二轴承转动，结构简单合理，并且具有一定在载荷能力；将模块化关节按一定方式布局、连接，形成七自由度模块化绳驱机械臂，质量小，精度高，且提升机械臂转动时的安全性能。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及七自由度模块化绳驱机械臂。

背景技术

随着机器人技术的发展，传统工业机器人的机械结构已经基本固定,其关节一般由电机、谐波减速器或RV减速器、轴承等构成，机械结构较为复杂，尤其对其中的关键零部件质量要求高；同时，传统工业机器人的机械臂的体积大，质量大，危险性高，在人机交互时存在安全隐患。

现有技术中有关于绳驱机械臂的记载，绳驱机械臂相较于传统工业机器人的机械臂，质量和体积大幅减小，但绳驱机械臂中的绳索在受力时容易发生弹性变形或塑性变形，使机械臂的整体刚度不足，承载能力有限；且部分绳驱机械臂的关节之间存在运动耦合、控制精度不高、装配工艺复杂等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供七自由度模块化绳驱机械臂，利用本发明的装置，可以使模块化关节以及绳驱机械臂轻便安全、结构简单合理、运动精度高，并且具有一定载荷能力。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：七自由度模块化绳驱机械臂，其特征在于，包括模块化关节，所述模块化关节包括：驱动电机，所述驱动电机带动减速机构，所述减速机构的输出轴穿过绳轮的中间孔带动所述绳轮转动，还带动所述绳轮上方设置的第一轴承的轴承内圈；所述第一轴承旁设置第二轴承，所述第一轴承与所述第二轴承的轴线平行，且所述第一、第二轴承的轴承外圈固定法兰之间固定连接，所述第一、第二轴承的外圈轴承座固定连接；所述绳轮与所述第二轴承的内圈轴承座之间缠绕有驱动绳索；

所述第二轴承的正面设置内圈固定法兰，所述内圈固定法兰与所述第二轴承的内圈固定连接；所述第二轴承的背面设置盖板；

还包括：基座、肩部、肘部以及腕部，所述肩部与所述肘部之间设置第一连接臂，所述肘部与所述腕部之间设置第二连接臂；

所述模块化关节在所述肩部分布有三个，为第一、第二、第三模块化关节，第一模块化关节的第二轴承的外圈轴承座与所述基座固定连接；第二模块化关节的第二轴承的外圈轴承座与所述第一模块化关节的第二轴承的内圈固定法兰固定连接；第三模块化关节的第二轴承的外圈轴承座与所述第二模块化关节的第二轴承的内圈固定法兰固定连接，同时所述第三模块化关节的内圈固定法兰与所述第一连接臂固定连接；

所述模块化关节在所述肘部分布有一个，为第四模块化关节，所述第四模块化关节，其第二轴承的内圈固定法兰与所述第一连接臂固定连接，其盖板与所述第二连接臂固定连接；

所述模块化关节在所述腕部分布有三个，为第五、第六、第七模块化关节，第五模块化关节的第二轴承的盖板与所述第二连接臂固定连接，第六模块化关节的第二轴承的外圈轴承座与所述第五模块化关节的第二轴承的内圈固定法兰固定连接；第七模块化关节的第二轴承的外圈轴承座与所述第六模块化关节的第二轴承的内圈固定法兰固定连接。

在一种优选的实施方式中，两根所述驱动绳索相对所述绳轮对称设置，每根所述驱动绳索在绳轮上饶一圈半后，穿过所述第二轴承的外圈轴承座的侧壁上开设的小孔，在所述第二轴承的内圈轴承座的走线槽内绕线半圈后，固定在所述第二轴承的内圈轴承座的走线槽内。

在一种优选的实施方式中，所述第一轴承为深沟球轴承。

在一种优选的实施方式中，所述第二轴承为交叉滚子轴承。