[发明专利]一种基于耦合联动的绳驱式机械臂

说明书

本发明涉及机械臂技术领域，特别涉及一种基于耦合联动的绳驱式机械臂。包括：底座、机械臂本体、传动绳组件Ⅰ、传动绳组件Ⅱ及输入绳驱动组件，其中机械臂本体设置于底座上，并且可相对底座转动；传动绳组件Ⅰ和传动绳组件Ⅱ均设置于机械臂本体上，分别用于驱动机械臂本体正、反向转动；输入绳驱动组件设置于底座上，用于控制传动绳组件Ⅰ和传动绳组件Ⅱ动作。本发明的各单元之间采用耦合联动的形式传递运动，极大减少了驱动源数目，同时控制简单，操作方便，减小了绳驱式机械臂基座尺寸。

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，特别涉及一种基于耦合联动的绳驱式机械臂。

背景技术

现有绳驱式机械臂在采用离散单元的基础上，多为每个关节单元需要两到三根绳驱动，若有n个单元的话，就需要n根驱动绳，即n个驱动电机。为了简化机构，对有耦合关系的单元之间采用同一个电机控制，这样电机数目进行了减少，也有采用分段驱动的形式，对整体臂分成若干段，每段分别采用绳驱控制，而段内采用耦合联动的方式，虽然降低了驱动单元的数目，但仍需多个驱动源进行控制。驱动单元数目过多，基座尺寸大一定程度上阻碍了绳驱式机械臂的发展。

发明内容

针对上述绳驱式机械臂存在的问题，本发明的目的在于提供一种耦合联动的绳驱式机械臂。

为了实现上述目的，本发明采用一些技术方案：

一种基于耦合联动的绳驱式机械臂，包括：底座、机械臂本体、传动绳组件Ⅰ、传动绳组件Ⅱ及输入绳驱动组件，其中机械臂本体设置于所述底座上，并且可相对所述底座转动；传动绳组件Ⅰ和传动绳组件Ⅱ均设置于所述机械臂本体上，分别用于驱动所述机械臂本体正、反向转动；输入绳驱动组件设置于所述底座上，用于控制所述传动绳组件Ⅰ和传动绳组件Ⅱ动作。

所述机械臂本体包括依次铰接的多级单元关节。

所述传动绳组件Ⅰ和传动绳组件Ⅱ均包括绕绳轮组Ⅰ、绕绳轮组Ⅱ及多段传动绳，其中绕绳轮组Ⅰ和绕绳轮组Ⅱ由下至上依次间隔交替地设置于所述机械臂本体的各关节处，并且相邻的绕绳轮组Ⅰ和绕绳轮组Ⅱ之间通过一段传动绳连接。

所述绕绳轮组Ⅰ包括同轴安装的外侧导绳轮Ⅰ和内侧导绳轮Ⅰ，并且所述外侧导绳轮Ⅰ和内侧导绳轮Ⅰ可相对转动；

所述外侧导绳轮Ⅰ与所述底座或上一级的单元关节固定连接，并且所述外侧导绳轮Ⅰ与下一级的传动绳连接；

所述内侧导绳轮Ⅰ与下一级的单元关节连接，并且所述内侧导绳轮Ⅰ与上一级的传动绳连接。

所述外侧导绳轮Ⅰ的一侧设有导绳轮轴Ⅰ，所述导绳轮轴Ⅰ与所述底座或上一级的单元关节固定连接；所述内侧导绳轮Ⅰ可转动地套设于所述导绳轮轴Ⅰ上，并且位于所述外侧导绳轮Ⅰ和所述单元关节之间。

所述绕绳轮组Ⅱ包括同轴安装的外侧导绳轮Ⅱ和内侧导绳轮Ⅱ；

所述内侧导绳轮Ⅱ的一侧设有导绳轮轴Ⅱ，所述导绳轮轴Ⅱ与上一级的所述单元关节固定连接，所述内侧导绳轮Ⅱ的轮毂上沿周向设有弧形槽；

所述外侧导绳轮Ⅱ的一侧设有可在所述内侧导绳轮Ⅱ上的弧形槽内滑动的连接块，所述连接块与下一级的所述单元关节连接。

所述外侧导绳轮Ⅱ通过传动绳与上一级的所述外侧导绳轮Ⅰ连接；所述内侧导绳轮Ⅱ通过传动绳与下一级的所述内侧导绳轮Ⅰ连接。

所述输入绳驱动组件包括输入轴绕绳轮、输入绳Ⅰ及输入绳Ⅱ，其中输入轴绕绳轮可转动地设置于所述底座上，所述输入绳Ⅰ和所述输入绳Ⅱ的一端分别缠绕在所述输入轴绕绳轮上，并且缠绕方向相反；所述输入绳Ⅰ和所述输入绳Ⅱ的另一端分别缠绕在所述传动绳组件Ⅰ和所述传动绳组件Ⅱ的绕绳轮组Ⅰ上，并且缠绕方向相反。

所述输入轴绕绳轮与旋转驱动电机连接。