[发明专利]过孔线缆对中装置、蛇形机械臂及其应用方法

说明书

本发明提供了一种过孔线缆对中装置、蛇形机械臂及其应用方法，其中，过孔线缆对中装置包含固定结构、调节结构以及滚珠；固定结构、调节结构上分别设置有第二通孔、穿接孔；所述调节结构轴向可调安装至第二通孔中；设置的线缆在长度延伸方向上贯穿第二通孔与穿接孔；固定结构、调节结构上分别设置有第一锥面、第二锥面，第一锥面与第二锥面相对设置，所述滚珠接触至第一锥面和/或第二锥面上；所述滚珠与线缆相接触，多个滚珠沿线缆的周向方向布置。本发明对于过线孔的加工精度要求降低，能够在大孔径条件下实现线缆在穿过小孔时的与小孔同轴，完成线缆对中。

技术领域

本发明涉及线缆驱动机械臂和蛇形臂机器人领域；具体地，涉及一种过孔线缆对中装置、蛇形机械臂及其应用方法。

背景技术

蛇形臂机器人是一种细长的、具有自支承能力的超冗余机械臂，采用线缆远距离驱动，面对复杂环境具有较好的避障能力和应变能力。蛇形臂机器人保持静止和运动过程等控制均线缆拉伸完成，因此线缆的长度变化误差和从小孔穿过的出入口准确位置会直接影响到控制精度和蛇形臂机器人的位置精度。

在专利CN205219114U及CN208497037U等关于线驱动蛇形机械臂结构设计的专利中并未对过线孔进行线缆对中处理，在进行实际机械臂控制时会产生误差。在论文《用于线绳传动机械臂的模块化驱动装置设计》中将过线孔直径减小到2mm,并在所在圆环区域开圆环槽并倒角以减小摩擦，但该方法并未解决对中性问题且要求每个孔的位置精度非常高。因此当前使线缆在穿过小孔时从孔正中心穿过，避免产生误差的方式主要是将小孔直径尽可能减小。但在实际工程中，这种处理的弊端主要有：①与壁面产生比较大的摩擦，拉伸线缆需要更大的驱动力；②在机器人运动过程中，线缆会产生磨损，使线缆生命周期变短，需要经常更换；③加工时，对于过线孔的加工精度要求较高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种过孔线缆对中装置、蛇形机械臂及其应用方法。

根据本发明提供的过孔线缆对中装置，包含固定结构、调节结构以及滚珠；

固定结构、调节结构上分别设置有第二通孔、穿接孔；所述调节结构轴向可调安装至第二通孔中；设置的线缆在长度延伸方向上贯穿第二通孔与穿接孔；

固定结构、调节结构上分别设置有第一锥面、第二锥面，第一锥面与第二锥面相对设置，所述滚珠接触至第一锥面和/或第二锥面上；

所述滚珠与线缆相接触，多个滚珠沿线缆的周向方向布置。

优选地，所述固定结构在长度延伸方向上的两端面分别形成第一端面、第二端面；

所述第二通孔位于第一端面的孔口的直径，大于第二通孔位于第二端面的孔口的直径；

所述调节结构从第一端面安装至第二通孔中。

优选地，所述调节结构通过螺纹结构轴向可调安装至固定结构中。

优选地，所述调节结构包含端盖部与调节部；所述调节部安装至第二通孔中；

所述端盖部上设置有调节孔洞。

优选地，所述固定结构包含主体部与外展部，所述第二通孔位于主体部上；

所述外展部上设置有第一通孔，多个第一通孔沿主体部周向方向布置。

优选地，还包含防松垫片，所述防松垫片上设置有第一开孔与第二开孔；

第一开孔、第二开孔分别与第一通孔、第二通孔相互连通。

优选地，所述防松垫片具有弯折部；所述端盖部的横截面形状为多边形，弯折部能够接触至端盖部的径向端面；

所述防松垫片包含单耳垫片，单耳垫片上仅设置有一个第一开孔。