[发明专利]一种绳驱式串联机械臂

说明书

本发明涉及机械臂，特别涉及一种绳驱式串联机械臂。包括主驱动绳、主驱动绳轮、单元内部驱动绳及多级单元关节；多级单元关节包括依次串联，并且相互铰接的多个单元关节，各单元关节的底部均对称设有至少两个主驱动绳轮；各主驱动绳轮上均缠绕有单元内部驱动绳，主驱动绳轮的末端与下一级的单元关节连接；主驱动绳至少为两根，每根主驱动绳依次缠绕于相对应的各主驱动绳轮上。本发明通过串联各离散化单元实现整个臂的耦合联动，达到空间内的弯曲，相比于传统绳驱臂具有驱动源数目少，控制简单的优点。

技术领域

本发明涉及机械臂，特别涉及一种绳驱式串联机械臂。

背景技术

现有技术绳驱式机械臂，在采用离散单元的基础上，多为每个关节单元需要2-3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。随着绳驱式机械臂的发展，存在将整个机械臂分段驱动的形式，通过每段单元内部之间的耦合联动，来实现这个臂的运动。甚至，有的通过对基座驱动源的运动形式进行分析，对驱动数目进行简化，来减少整机重量。但是，仍存在着驱动形式复杂，驱动源数目过多，基座过大等问题。这些问题一定程度上限制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绳驱式串联机械臂，该机械臂相比于传统的刚性臂具有更大的操作空间，具备更多元化的柔性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种绳驱式串联机械臂，包括主驱动绳、主驱动绳轮、单元内部驱动绳及多级单元关节；

所述多级单元关节包括依次串联，并且相互铰接的多个单元关节，各单元关节的底部均对称设有至少两个主驱动绳轮；

各所述主驱动绳轮上均缠绕有单元内部驱动绳，所述单元内部驱动绳的末端与下一级的单元关节连接；

所述主驱动绳至少为两根，每根所述主驱动绳依次缠绕于相对应的各所述主驱动绳轮上。

所述单元关节包括单元基座及设置于所述单元基座上的单元支架，所述主驱动绳轮设置于所述单元基座上，所述单元支架的上端与下一级所述单元关节中的所述单元基座铰接。

所述单元基座上设有位于所述主驱动绳轮外侧的单元驱动绳轮及驱动绳穿过孔，所述主驱动绳穿过所述驱动绳穿过孔后，经过所述单元驱动绳轮的导向再缠绕于所述主驱动绳轮上。

所述主驱动绳轮上连接有两根所述单元内部驱动绳，两根所述单元内部驱动绳分别位于所述主驱动绳的两侧。

所述主驱动绳轮上设有用于缠绕所述主驱动绳和所述单元内部驱动绳的绕绳槽。

所述单元内部驱动绳的上端与下一级单元关节中所述单元基座上设有的驱动绳固定座连接。

所述单元支架包括单元支架Ⅰ和单元支架Ⅱ，其中单元支架Ⅱ的下端与所述单元基座连接，上端与所述单元支架Ⅰ的下端可滑动地连接，所述单元支架Ⅰ的上端通过十字轴与下一级单元关节的所述单元基座铰接。

所述单元基座为“十”字形结构。

所述单元基座上对称设有四个主驱动绳轮。

本发明的优点及有益效果是：本发明的机械臂通过电机控制输入绳，通过每个单元末端存在输出作为下一单元的输入驱动，将整个单元关节串联起来，来驱动每个单元的运动。同时每个单元的输入驱动分为两部分，一部分作为下一单元的输入进行输出，一部分作为内部单元的驱动。电机通过控制四根驱动绳的运动，来控制整个机械臂的偏转弯曲，进而实现机械臂的动作。

附图说明

图1为本发明绳驱式串联机械臂的结构示意图；

图2为本发明的单元关节的结构示意图；

图3为本发明中单元支架的结构示意图；