[发明专利]一种两自由度联动关节段与柔性机械臂

说明书

本发明公开了一种两自由度联动关节段与柔性机械臂，关节段包括第一臂段、第二臂段、第一连接件、第二连接件、短联动绳、第一长联动绳与第二长联动绳，第一臂段的首端与第一连接件转动连接，第一臂段的尾端以及第二连接件的首端均与第二连接件转动连接，且第一臂段与第二臂段的转动方向相互垂直；短联动绳分别与第一连接件、第二连接件的同一侧连接；第一长联动绳的尾端与第二臂段固定，首端从第一臂段的外部绕过该第一臂段后位于尾端的对侧，第一长联动绳与第二长联动绳分别相对第一臂段的轴心对称。本发明有助于减少机械臂的装配工作量，提升装配效率。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是一种基于两自由度联动关节段，以及应用该联动关节组的柔性机械臂。

背景技术

当前，大量高效率、高精度的工业级机器人已经在电气、化工、机械等制造业领域取得较为广阔的应用，但是传统的工业机器人受限于其结构过大或刚性过高，无法适应于极端狭窄与极端危险的工作环境，如管道清洁等。

与传统机械臂相比，柔性机械臂由于其固有的超冗余度特性，可以实现多个连续部分的弯曲、伸缩、扭转，在受限空间中的运动和操作能力远高于传统的多关节刚性连接杆机器人。为了使柔性机械臂的弯曲精度更为可控，现有的柔性机械臂多采用联动绳对关节进行连接，从而实现整个机械臂等曲率的弯曲。

现有技术中的联动绳两端通常位于机械臂的同一侧，而且由于现有机械臂的联动臂段包含有多个关节，导致联动绳的长度很长，如果联动绳位于关节臂的外部会干扰机械臂运动，故现有技术中联动绳均从关节臂的内部穿过，而联动绳在穿入或者穿出关节臂的槽口位置会发生摩擦，影响联动绳的使用寿命，基于此，现有联动绳的外侧必须套有软管，而软管的安装十分繁琐，从而极大地影响了机械臂的装配效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种两自由度联动关节段，用于解决现有技术中软管安装繁琐、装配效率低下的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种两自由度联动关节段，包括第一臂段、第二臂段、第一连接件、第二连接件、短联动绳、第一长联动绳与第二长联动绳，第一臂段的首端与第一连接件转动连接，第一臂段的尾端以及第二臂段的首端均与第二连接件转动连接，且第一臂段与第二臂段的转动方向相互垂直；

短联动绳分别与第一连接件、第二连接件的同一侧连接；第一长联动绳的尾端与第二臂段固定，首端从第一臂段的外部绕过该第一臂段后位于第一长联动绳的尾端的对侧，第一长联动绳与第二长联动绳分别相对第一臂段的轴心对称。

作为上述方案的进一步改进方式，短联动绳为闭合的绳环，短联动绳分别绕设在第一连接件、第二连接件，且在第一连接件、第二连接件之间交叉。

作为上述方案的进一步改进方式，包括导向杆，导向杆沿第一臂段的轴向固定在第一臂段之上，导向杆上滑动连接有张紧滑块，张紧滑块上设有绳孔，短联动绳穿过绳孔，随张紧滑块沿导向杆的滑动，短联动绳的张紧程度可调。

作为上述方案的进一步改进方式，短联动绳包括第一短联动绳与第二短联动绳，第一短联动绳的两端分别与第一连接件、第二连接件固定连接，第二短联动绳的两端分别与第一连接件、第二连接件固定连接，且第一短联动绳与第二短联动绳在第一连接件、第二连接件之间交叉。

作为上述方案的进一步改进方式，

第一连接件上设有相互垂直的第一转轴与第二转轴，第二连接件上设有相互垂直的第三转轴与第四转轴，第一转轴与第三转轴平行，第二转轴与第四转轴平行；

第一臂段的首端通过第一转轴与第一连接件转动连接，第一臂段的尾端通过第三转轴与第二连接件转动连接，第二臂段的首端通过第四转轴与第二连接件转动连接。

作为上述方案的进一步改进方式，