[发明专利]一种回转式机械臂的钢丝绳传动机构

摘要

本发明公开了一种回转式机械臂的钢丝绳传动机构，特征是由钢丝绳驱动器带动左旋钢丝绳和右旋钢丝绳分别在由弹性金属丝/片绕管长度方向螺旋绕制而成的左、右护套内腔内沿其轴线运动，采用左、右卡箍限制护套的径向和轴向运动，实现钢丝绳沿护套轴线的导向运动，本级机械臂的钢丝绳护套轴向弯曲以适应其余各前级机械臂间的转角变化，实现钢丝绳非直线状态下的动力传递。各级机械臂的钢丝绳驱动器位于支撑基座上，有效降低了机械臂的自重和内部消耗，提高了多级机械臂串接扩展后的末端携载能力，尤其适用于狭小纵深空间内的多级机械臂避障和末端执行操作的应用场合。

主权项

一种回转式机械臂的钢丝绳传动机构，包括：一级机械臂（4）和二级机械臂（1）均为中空筒状，在一级机械臂（4）前端和二级机械臂（1）的两端平行于机械臂长度方向设有相互平行的上、下两个凸台，二级机械臂（1）后端的上、下凸台的外侧面置于一级机械臂（4）前端的上、下凸台的内侧面之间，分别通过转轴和轴承相互连接并保持相对自由转动；一级关节驱动轮（2）的转轴凸缘与二级机械臂（1）后端的上、下凸台的内侧面固定连接；一级左旋钢丝绳（3a）和一级右旋钢丝绳（3b）的一端与一级关节驱动轮（2）固定后分别按逆时针和顺时针方向缠绕在一级关节驱动轮（2）的两道轮缘凹槽内，钢丝绳的另一端经一级机械臂（4）的内部分别连接至固定在支撑基座（8）的上端面的一级钢丝绳驱动器（10）；所述一级机械臂（4）的后端通过法兰（7）固定在支撑基座（8）上；其特征在于：所述一级左旋钢丝绳（3a）和一级右旋钢丝绳（3b）分别经由固定在一级机械臂（4）内壁的一级左、右近关节端卡箍（5a、5b）和固定在基座（8）上端面的一级左、右近驱动器端卡箍（9a、9b）之间的一级左、右护套（6a、6b）后，连接固定至一级钢丝绳驱动器（10）上相应的两道轮缘凹槽内；该一级钢丝绳驱动器（10）包括一级驱动器电机（12）、一级驱动器法兰盘（13）和一级驱动器电机驱动轮（11）：一级驱动器电机（12）通过一级驱动器法兰盘（13）固定在支撑基座（8）的上端面上，一级驱动器电机驱动轮（11）固定安装在一级驱动器电机（12）输出轴一端高于支撑基座（8）的上端面之上的位置，一级驱动器电机（12）输出轴的轴线与支撑基座（8）的上端面垂直；一级驱动器电机驱动轮（11）的轮缘内开有与一级关节驱动轮（2）的轮缘凹槽结构相同的两道凹槽，用来缠绕并固定一级左旋钢丝绳（3a）和一级右旋钢丝绳（3b）；所述一级左、右近关节端卡箍（5a、5b）和一级左、右近驱动器端卡箍（9a、9b）的结构相同，各卡箍端部一侧开有同轴心关系的卡箍盲孔（51）和卡箍通孔（52），垂直于其根部凸缘（53）下端面开有凸缘螺纹孔（54），各卡箍根部凸缘（53）通过螺钉分别固定在一级机械臂（4）的内壁和支撑基座（8）的上端面，并使卡箍通孔（52）和卡箍盲孔（51）处于钢丝绳穿过的位置上；用于钢丝绳穿过的卡箍通孔（52）的孔径大于钢丝绳的直径且小于护套的外径，用于限制固定护套的卡箍盲孔（51）的孔径大小与护套的外径相同；所述一级左护套（6a）和一级右护套（6b）为结构、截面尺寸、材质均相同的柔 性中空细长金属管，由弹性金属丝/片在绕管的长度方向上螺旋绕制而成，护套的内腔直径为钢丝绳绳径的1.1~1.5倍，护套的外径为钢丝绳绳径的2~2.5倍；所述一级左旋钢丝绳（3a）和一级右旋钢丝绳（3b）分别穿过一级左护套（6a）和一级右护套（6b）的内腔，一级左护套（6a）和一级右护套（6b）的两端分别嵌入相应侧的一级左、右近关节端卡箍（5a、5b）的卡箍盲孔（51）内和一级左、右近驱动器端卡箍（9a、9b）的卡箍盲孔（51）内以限制护套径向运动；护套两端的端面止于卡箍盲孔（51）与卡箍通孔（52）之间的阶梯面，以限制护套轴向运动。