[发明专利]一种用于绳索驱动型柔性机械臂的驱动装置

说明书

本发明公开一种用于绳索驱动型柔性机械臂的驱动装置，包括支架、柔性机械臂、多根驱动绳索及多个驱动模块，驱动模块固定在支架的上部端板上，柔性机械臂固定在支架的下部端板上，驱动绳索为横截面成正方形的带齿驱动绳，配套的导向装置中将柔性机械臂的连接盘上的导线孔设计为十字形孔，每个十字形孔中安装有4个导向齿轮，能减小由于驱动绳与孔的间隙或驱动绳弹性变形而引起的绳驱动误差，驱动模块的收绳卷筒上加工有螺旋形V型收绳滚道和齿槽，通过螺旋驱动的方式，保证了收(放)绳过程中出绳口位置保持不变，改善了由于出绳口位置不断改变而引起的驱动误差。本发明能够减小绳驱动机械臂在驱动过程中出现的误差，提高了绳驱动的精度。

技术领域

本发明涉及机械臂的驱动装置，具体涉及一种用于绳索驱动型柔性机械臂的驱动装置

背景技术

绳索驱动的连续体机械臂的臂身通常由弹性体组成，在弹性体上固定刚性盘，并用三根或更多的驱动绳索依次穿过这些刚性盘的过线孔，通过驱动绳索的收放运动实现机械臂的空间运动。绳索驱动的方式是对传统机器人驱动方式的一种发展，但是由于绳索自身的物理特性使它存在一些缺点，一方面，它必须具有冗余力才可以实现力闭合；另一方面，现有的常规驱动绳索在大载荷下会产生较大的弹性变形。

公开号CN102672715A的中国专利公开了一种助老/助残用绳驱动机械臂，该发明的绳索采用拉线钢丝绳，绳索的导向是通过导向轮以及圆形光孔来实现，钢丝绳在穿过圆形光孔和绕过导向轮的时候易发生打滑，且钢丝绳与圆形光孔之间由于摩擦易存在较大间隙，钢丝绳在驱动过程中容易出现较大的误差，影响控制精度。

公开号CN205704177U的中国专利提供了一种绳驱动外骨骼机械臂的臂长调节机构，该机构的收绳装置是通过电机驱动绕线轮旋转绕绳来进行收放绳，由于绕线轮在收绳过程中，绳索绕入绕线轮的位置不断发生变化，使得电机旋转角位移和收绳量不成比例，加大了电机的控制难度。

发明内容

针对上述机械臂的不足，并基于绳索驱动柔性机械臂的特点，本发明旨在提供一种新型的驱动装置，用以减小绳索驱动型连续体机械臂的驱动误差和改善电机控制难度大的问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种用于绳索驱动型柔性机械臂的驱动装置，包括支架、柔性机械臂、多根驱动绳索及多个驱动模块，驱动模块固定在支架的上部端板上，柔性机械臂固定在支架的下部端板上，每根驱动绳索从每个驱动模块伸出后依次穿过柔性机械臂的各个连接盘的过线孔，直至与末端连接盘固连，单个驱动模块可实现对单根驱动绳索的拉伸运动；

所述的驱动绳索为横截面成正方形的带齿绳索，其主体用橡胶制成，在内部纵向上嵌有四条细钢丝，绳索的外部带有整周的梯形齿；

所述的柔性机械臂由多个连接盘、柔性体和手爪组成，连接盘的上下表面与柔性体相连，末端连接盘与手爪连接，用来抓取目标物体，除末端连接盘外，其余连接盘为带有四个均布的十字形孔的圆盘，驱动绳索通过导向装置A从十字形孔中穿过，所述导向装置A主要包括四个导向齿轮A、导向齿轮盖A，四个导向齿轮A安装在连接盘的十字形孔中且与导向齿轮盖A连接，导向齿轮盖A固定在连接盘上，四个导向齿轮A通过与驱动绳索的梯形齿相啮合，实现对驱动绳索的固定及导向；

所述的驱动模块包括箱体、导向装置B、动力装置、收绳装置以及编码器反馈装置，所述箱体包括皆为正方体壳形结构的上箱体和下箱体，上、下箱体通过螺栓连接，所述的导向装置B位于上箱体上，导向装置B主要包括四个导向齿轮B、导向齿轮盖B，导向装置B的安装结构相同于导向装置A，所述动力装置主要由电机、同步带轮A、同步带组成，其中电机通过螺钉固定在下箱体上，同步带轮A安装在电机轴上；