[发明专利]一种柔性传动机械手臂及控制系统

说明书

本发明涉及多关节机器人领域，具体地说是一种柔性传动机械手臂及控制系统，包括基座、大臂和小臂，基座和大臂通过一轴转动连接，大臂和小臂通过二轴转动连接，包括拉索驱动装置、拉索卷筒、拉索和齿轮组件，所述拉索驱动装置和拉索卷筒设置于基座内，且拉索卷筒通过所述拉索驱动装置驱动旋转，所述齿轮组件设置于大臂与小臂连接一端，所述拉索卷筒通过拉索与所述齿轮组件中的主动齿轮轮轴相连，所述齿轮组件中的从动输出齿轮设置在所述二轴上。本发明有效减小运动构件的运动惯量，消耗功率小，更加节能，且耐冲击，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及多关节机器人领域，具体地说是一种柔性传动机械手臂及控制系统。

背景技术

水平多关节机器人(中文译名：选择顺应性装配机器手臂)具有四个轴和四个运动自由度：X,Y,Z方向的平动自由度和绕Z轴的转动自由度，其在X,Y方向上具有顺从性，而在Z轴方向上具有良好的刚度。水平多关节机器人的基本构型包括基座、大臂、小臂和末端组件四个部分，其中大臂和小臂是串联的两杆结构，类似人的手臂，可以伸进有限的空间中进行作业并收回，基座和大臂连接于一轴，大臂和小臂连接于二轴，三轴和四轴位于小臂和末端构件之间。现有技术中，驱动二轴的电机和减速机以及驱动三轴和四轴的电机均布置于小臂上，对于高速运动的机械手惯量较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性传动机械手臂及控制系统，驱动装置设置于基座内，有效减小运动构件的运动惯量，消耗功率小，更加节能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种柔性传动机械手臂及控制系统，包括基座、大臂和小臂，基座和大臂通过一轴转动连接，大臂和小臂通过二轴转动连接，包括拉索驱动装置、拉索卷筒、拉索和齿轮组件，所述拉索驱动装置和拉索卷筒设置于基座内，且拉索卷筒通过所述拉索驱动装置驱动旋转，所述齿轮组件设置于大臂与小臂连接一端，所述拉索卷筒通过拉索与所述齿轮组件中的主动齿轮轮轴相连，所述齿轮组件中的从动输出齿轮设置在所述二轴上。

所述拉索驱动装置的动力输出轴上设有两个拉索卷筒，在所述齿轮组件的主动齿轮轮轴上设有两个被动轮，所述两个拉索卷筒分别通过不同的拉索与所述两个被动轮相连。

所述拉索包括拉索套和钢丝绳，钢丝绳设置于所述拉索套中，所述拉索套一端与基座的壳体固连，另一端与大臂和小臂连接一端固连，所述两条拉索内的钢丝绳一端分别缠绕在不同的拉索卷筒上，另一端分别缠绕在不同的被动轮上。

所述两个拉索卷筒同轴设置且设有拉索预紧装置。

所述拉索预紧装置包括第一凸耳、第二凸耳和弹簧，第一凸耳固装于第一拉索卷筒上，第二凸耳与第一凸耳同侧且穿过所述第一拉索卷筒后与第二拉索卷筒固连，相邻的第一凸耳和第二凸耳为一组并通过弹簧相连，沿着圆周方向均布有多组第一凸耳和第二凸耳。

所述拉索预紧装置为弹簧，在两个拉索卷筒上沿着周向设有多个弧形槽，每个弧形槽内均设有弹簧，且所述弹簧两端分别与不同拉索卷筒相连。

所述大臂上设有一个齿轮箱，所述齿轮组件中的主动齿轮轮轴设置于所述齿轮箱内，所述齿轮组件中的从动输出齿轮设置在所述二轴上。

所述二轴通过轴承安装于大臂端部，在所述二轴上下两端均设有旋转密封。

在所述大臂端部一侧设有油压平衡装置。

所述油压平衡装置为波纹管。

在所述大臂端部内设有伺服码盘，在所述二轴两端设有电器构件。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明将拉索驱动装置设置于基座内，大臂和小臂中只含有质量较小的轻量化传动构件和伺服码盘，相较于现有技术，运动构件运动惯量小，这样伺服再生电阻消耗功率小，更加节能。