[发明专利]一种刚柔耦合绳、杆、弹簧混合作用下的超冗余机器人

说明书

本发明实施例公开了一种刚柔耦合绳、杆、弹簧混合作用下的超冗余机器人，包括基座、若干安装于所述基座上的电机、若干绳索支链、若干并联模块、若干刚系支链；所述若干并联模块依次由所述绳索支链与所述基座上的电机的收线轮盘连接。所述若干并联模块包括第一平台、第二平台，所述刚系支链一端垂直固定设置于所述第一平台的中心处，另一端与所述第二平台的中心处转动连接，所述刚系支链上固定设置有第三平台，所述第三平台与所述第二平台之间转动设置有至少三个弹簧支链。本发明具有工作空间大、制造成本低和易于安装等特点，可用于应用于海底打捞、运动场摄像系统、工艺雕刻、运动模拟、定位焊接以及位置跟踪等方面。

技术领域

本发明涉及机器人技术、机械制造等领域，尤其涉及一种刚柔耦合绳－杆－弹簧混合作用下的超冗余机器人，可以应用于海底打捞、运动场摄像系统、工艺雕刻、运动模拟、定位焊接以及位置跟踪等方面。

背景技术

刚柔耦合绳－杆－弹簧混合作用下的超冗余机器人不仅融合了绳索驱动与杆支撑机构的优点，还利用了弹簧缓冲提供被动力与力矩的特点，具有结构简单紧凑、惯性小、工作空间体积比大和响应速度快的特点，在高速机器人、超大工作空间的轻型机器人、大型轮船舰艇制造、机械加工、医疗康复和航天航空等方面都具有良好的应用前景。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种刚柔耦合绳、杆、弹簧混合作用下的超冗余机器人。可提供更大的工作空间以及实现了机器人的轻量化，并可简化控制程序。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种刚柔耦合绳、杆、弹簧混合作用下的超冗余机器人，包括基座、若干安装于所述基座上的电机、若干绳索支链、若干并联模块、若干刚系支链；

所述若干并联模块由所述若干刚系支链串接成一体结构，并连接在所述基座上；

所述若干并联模块依次由所述绳索支链与所述基座上的电机的收线轮盘连接。

进一步地，所述若干并联模块包括第一平台、第二平台，所述刚系支链一端垂直固定设置于所述第一平台的中心处，另一端与所述第二平台的中心处转动连接，所述刚系支链上固定设置有第三平台，所述第三平台与所述第二平台之间转动设置有至少三个弹簧支链，所述绳索支链末端连接于所述第二平台上。

更进一步地，所述弹簧支链一端转动设置于所述第二平台上的所述绳索支链的连接端。

更进一步地，所述弹簧支链包括一对固结滑轮、弹簧，所述一对固结滑轮分别设置于所述弹簧两端。

更进一步地，所述刚系支链包括由下至上依次设置的主动伸缩杆支链以及顶部设置的转动副、虎克铰。

更进一步地，所述主动伸缩杆支链由液压或者滚珠丝杠驱动。

本发明采用绳－杆混合驱动支链作为主动支链，弹簧支链提供被动力与力矩，具有工作空间大、结构简单、制造成本低和易于安装等特点，可用于应用于海底打捞、运动场摄像系统、工艺雕刻、运动模拟、定位焊接以及位置跟踪等方面。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明刚柔耦合绳－杆－弹簧混合作用下的超冗余机器人一般形态；

图3是本发明的一个简化并联模块的结构示意图。

其中，1基座，2并联模块1，3并联模块2，4并联模块3，5并联模块4，6并联模块5，7并联模块6，8刚性支链6，9刚性支链5，10刚性支链4，11刚性支链3，12刚性支链2，13刚性支链1，14电机，15机架，16平台1，17平台2，18平台3，19平台4，20平台5，21平台6，22平台7，23基座，24收线轮盘，25绳索，26第三平台，27转动副，28虎克铰，29转动副、30电机，31主动伸缩杆，32滑轮，33弹簧，34虎克铰，35滑轮，36第二平台。