[发明专利]一种基于柔性系绳驱动的机械手腕关节

权利要求书

1.一种基于柔性系绳驱动的机械手腕关节，其特征在于，包括机械手(20)、系绳收放模块、多自由度球铰模块；所述机械手(20)的手腕关节与多自由度球铰模块相连，多自由度球铰模块与系绳收放模块相连，系绳收放模块的驱动控制多自由度球铰模块的输出，使得多自由度球铰模块控制机械手(20)的手腕关节。

2.根据权利要求1所述的一种基于柔性系绳驱动的机械手腕关节，其特征在于，所述的多自由度球铰模块包括球铰套(2)、球铰底座(4)、输出杆(10)、外置自锁模块和内置球铰模块；

球铰底座(4)的下表面与系绳收放模块固定连接，球铰套(2)通过内置球铰模块安装在球铰底座(4)上，球铰套(2)的上部固定安装有外置自锁模块，外置自锁模块上固定安装有输出杆(10)，输出杆(10)与机械手(20)的手腕关节同轴固定连接，外置自锁模块和内置球铰模块之间通过螺纹配合，内置球铰模块与外置自锁模块之间通过螺纹固连，则球铰套(2)的轴向自锁；球铰底座(4)中开有沿圆周等间隔布置的多个系绳通孔(11)，系绳收放模块穿过系绳通孔(11)后与外置自锁模块固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于柔性系绳驱动的机械手腕关节，其特征在于，所述内置球铰模块包括球铰杆(1)和球铰杆顶盖(5)；

所述球铰套(2)的中部在竖直方向上开有安装通孔，安装通孔上部的直径大于安装通孔下部的直径并且安装通孔中部设置为漏斗状的圆弧孔，球铰杆(1)的一端设置为球状，球铰杆(1)的另一端设置为杆状，球铰杆(1)杆状的一端从上穿过安装通孔后与球铰底座(4)连接，球铰杆(1)球状的一端正好卡在安装通孔中部的漏斗状的圆弧孔中，从而使得球铰杆(1)固定安装在球铰套(2)的中部；靠近球铰杆(1)球状的一端的安装通孔上部还设置有球铰杆顶盖(5)，球铰杆顶盖(5)与球铰杆(1)球状的一端接触；球铰杆(1)球状一端的顶部还开设有盲孔，外置自锁模块的下部穿过球铰杆顶盖(5)后设置在盲孔中与球铰杆(1)球状的一端进行螺纹连接，从而实现球铰套(2)的轴向自锁。

4.根据权利要求2所述的一种基于柔性系绳驱动的机械手腕关节，其特征在于，所述外置自锁模块包括锁死电机(3)、传动销(7)、自锁螺杆(8)、内衬套(9)和球铰顶盖(21)；

球铰顶盖(21)固定安装在球铰套(2)上，球铰顶盖(21)上固定安装有输出杆(10)，球铰顶盖(21)的下表面与系绳收放模块之间固定连接，球铰顶盖(21)的中部开有顶盖通孔，顶盖通孔中安装有自锁螺杆(8)和内衬套(9)，自锁螺杆(8)外同轴套装有内衬套(9)，自锁螺杆(8)的上端设置有锁死电机(3)，锁死电机(3)的输出轴通过传动销(7)与自锁螺杆(8)的上端同轴固定连接，自锁螺杆(8)的下端与内置球铰模块的上部通过螺纹配合，锁死电机(3)的驱动，使得与锁死电机(3)的输出轴同轴连接的自锁螺杆(8)向下旋转运动后，自锁螺杆(8)的下端与内置球铰模块的上部通过螺纹固定连接，则实现球铰套(2)的轴向自锁。

5.根据权利要求1所述的一种基于柔性系绳驱动的机械假手腕关节，所述的系绳收放模块包括连接轴(13)、张紧轮(14)、轮毂电机(15)、系绳底座(16)、电机支架(17)和系绳(18)；

多自由度球铰模块与系绳底座(16)之间通过连接轴(13)进行连接，系绳底座(16)上沿圆周等间隔安装有多个电机支架(17)，每个电机支架(17)上安装有轮毂电机(15)，张紧轮(14)上设置拉力传感器，用于测量系绳(18)的拉力，每根系绳(18)的一端通过张紧轮(14)卷绕在轮毂电机(15)上，每根系绳(18)的另一端与多自由度球铰模块固定连接。