[发明专利]套索传动机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于套索传动的机械手，具体的说，是一种用于救灾等需要在狭小空间内作业的机械手，属于机器人技术领域。

背景技术

在过去的几十年中，人类遭受了很多自然的或人为的灾难，比如，地震、火灾、矿难以及恐怖袭击等等。在这些灾难发生后，在废墟或井下搜寻幸存者，给予必要的医疗救助，并尽快把被困者救出来是救援人员的首要任务。经验表明，灾后48小时之内是搜救被困在废墟中的幸存者的最佳时期，超过这段时间，被困人员的存活率就变得很低。由于灾难现场情况复杂，搜救人员直接进入灾难现场开展救援工作非常危险。此外，废墟中形成的狭小空间，救援人员甚至搜救犬都无法进入。这时就非常需要有一种灾难搜救机器人。灾难搜救机器人可以很好的解决上述问题。机器人可以在灾难发生后第一时间进入灾难现场搜救幸存者，对被困人员提供食物及基本的医疗救助服务，并将灾难现场的相关信息反馈给救援指挥中心。

救灾机器人是机器人的一个新兴发展领域，属于危险作业机器人的一个分支。国内外很多研究机构都在开展这方面的研究。美国iRobot公司研制了PackBot系列机器人，该机器人能适应不平的地形环境和爬楼梯。加拿大Inuktun公司开发了MicroVGTV多态搜救机器人，它可根据周围的作业环境灵活地调整形状和尺寸。为满足更狭小空间搜救的需要，研究人员根据生态学原理研制出了各式各样的仿生机器人。美国加州大学伯克利分校研制出世界第一个苍蝇机器人，通过装在它脑袋上的微型传感器及微型摄像机，可以到倒塌的建筑废墟底下或其他灾难场所寻找幸存者。日本大阪大学研制了一种用于搜救的蛇形机器人。国内在救灾机器人方面的研究才刚刚起步，中科院沈阳自动化研究所及国防科技大学均自主研制了各自的蛇形救灾机器人。

上述救灾机器人身上一般只携带摄像头、生命探测仪等搜索幸存者的设备，缺乏在废墟中的狭小空间中拆除危险物或对被困人员提供食物及基本医疗救助等服务的能力。因此，需要有一种能够实现灵巧动作的小型机械手来完成这项任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种结构简单、重量轻、传动机构的传动路线灵活、适合在狭小空间内作业的套索传动机械手。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种套索传动机械手，包括驱动模块、操作杆和末端机械手，末端机械手设在操作杆的末端，在驱动模块与末端机械手之间设有套索传动模块，套索传动模块的一端与驱动模块相连，套索传动模块的另一端与末端机械手相连，套索传动模块包含八件套索，套索由套管和绳索组成，绳索可滑动的设在套管内。

本发明可以进一步采取以下技术措施：

(1)驱动模块包括舵机固定板，在舵机固定板上固定有第一舵机模块、第二舵机模块、第三舵机模块、第四舵机模块、第五舵机模块，第一舵机模块、第二舵机模块、第三舵机模块、第四舵机模块或第五舵机模块由舵机和舵机端槽轮组成，舵机端槽轮设在舵机的输出轴上；

末端机械手包括移动关节、第一转动关节及相耦合的第二、第三转动关节，移动关节包括基座，在基座上滑动连接有滑动件，在基座设有导向槽，在滑动件上设有与导向槽相配合的销键，在基座与滑动件之间设有压缩弹簧，八件套索中的第一套索的第一套管的一端与基座相抵，第一套管的另一端与舵机固定板相抵，八件套索中的第一套索的第一绳索的一端与滑动件连接，第一绳索的另一端与第一舵机模块的舵机端槽轮连接，并且，第一绳索嵌入在第一舵机模块的舵机端槽轮的绳槽中；

所述的第一转动关节包括摆动件，在摆动件上固定有半槽轮，摆动件与滑动件转动连接，八件套索中的第二套索的第二套管的一端与滑动件相抵，八件套索中的第二套索的第二套管的另一端与舵机固定板相抵，八件套索中的第二套索的第二绳索的一端与半槽轮连接，第二套索的第二绳索的另一端与第二舵机模块的舵机端槽轮连接，八件套索中的第三套索的第三套管的一端与滑动件相抵，八件套索中的第三套索的第三套管的另一端与舵机固定板相抵，八件套索中的第三套索的第三绳索的一端与半槽轮连接，第三套索的第三绳索的另一端与第二舵机模块的舵机端槽轮连接，所述第二绳索嵌入半槽轮的绳槽及第二舵机模块的舵机端槽轮的绳槽中，所述第三绳索嵌入半槽轮的绳槽及第二舵机模块的舵机端槽轮的绳槽中；