[发明专利]基于闭环驱动绳索的超冗余联动柔性机械臂

说明书

基于闭环驱动绳索的超冗余联动柔性机械臂，包括机械臂组(1)、驱动绳索组(2)和驱动部(3)，驱动部(3)牵引驱动绳索组(2)，驱动绳索组(2)拉动机械臂组(1)并使其摆动；驱动绳索组(2)包括第一驱动绳索(21)和第二驱动绳索(22)，第一驱动绳索(21)的首端(21a)和第二驱动绳索(22)的首端(22a)分别与机械臂组(1)连接；第一驱动绳索(21)的末端(21b)与驱动部(3)连接，第二驱动绳索(22)的末端(22b)穿过绳索中转部(4)与驱动部(3)连接；绳索中转部(4)使第二驱动绳索(22)牵引机械臂组(1)的方向和第一驱动绳索(21)牵引机械臂组(1)的方向相反。本发明能够一定程度上减少驱动部(3)的数量。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及基于闭环驱动绳索的超冗余联动柔性机械臂。

背景技术

工业级机器人已经广泛应用在电气、化工、机械等制造业领域，但是受限于其结构过大或刚性过高，传统的多关节部刚性工业机器人难以适应狭窄的工作环境，如管道清洁等。与传统的机械臂相比，超冗余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，在狭窄空间中的运动和操作能力远胜于传统的多关节部刚性连接杆机器人。

在超冗余机械臂当中，随着关节部的增多，其整臂冗余度也增多，相应的驱动元件的数目也增多，也导致了机械臂的控制难度，并且增加了机械臂的重量和成本。

发明内容

本发明为了一定程度上解决超冗余机械臂上的电机数目过多的技术问题，提出了一种基于闭环驱动绳索的超冗余联动柔性机械臂。

基于闭环驱动绳索的超冗余联动柔性机械臂，包括机械臂组、驱动绳索组和驱动部，所述驱动部牵引所述驱动绳索组，所述驱动绳索组拉动所述机械臂组并使其摆动；所述驱动绳索组包括第一驱动绳索和第二驱动绳索，所述第一驱动绳索的首端和所述第二驱动绳索的首端分别与所述机械臂组连接；所述第一驱动绳索的末端与所述驱动部连接，所述第二驱动绳索的末端穿过绳索中转部与所述驱动部连接；所述绳索中转部使所述第二驱动绳索牵引所述机械臂组的方向和所述第一驱动绳索牵引所述机械臂组的方向相反。

优选地，所述驱动部包括第一滑块和驱动所述第一滑块滑动的驱动电机；所述第一驱动绳索设置在所述第一滑块的前进方向上，所述第一驱动绳索的末端连接到所述第一滑块；所述绳索中转部设置在所述第一滑块的后退方向上，所述第二驱动绳索的末端穿过所述绳索中转部，连接到所述第一滑块。

进一步优选地，所述第一滑块上设置有第一滑轮和第二滑轮；所述第一驱动绳索的末端穿过所述第一滑轮被固定到所述第一滑块的前进方向上；所述第二驱动绳索的末端依次穿过所述绳索中转部和所述第二滑轮，被固定到所述第一滑块的后退方向上。

优选地，一组所述机械臂组上，连接有两组所述驱动绳索组，两组所述驱动绳索组分别通过两个所述驱动部驱动；在所述机械臂组上，一组所述驱动绳索组的所述第一驱动绳索和所述第二驱动绳索，分别设置在所述机械臂组的径向的两侧，另一组所述驱动绳索组的所述第一驱动绳索和所述第二驱动绳索，也分别设置在所述机械臂组的径向的两侧；两组所述驱动绳索组的所述第一驱动绳索和所述第二驱动绳索，沿所述机械臂组的周向，均匀分布。

进一步优选地，所述机械臂组包括多组，相邻的所述机械臂组通过关节部铰接。

更进一步优选地，还包括箱体，所述驱动部包括多个，沿所述箱体的边缘部的周向分布，并安装到所述箱体上。

更进一步优选地，所述绳索中转部包括多处，沿所述箱体的中部的周向分布，并安装到所述箱体上，所述绳索中转部在所述箱体上的安装高度不同。

优选地，还包括环形的中转座，所述中转座设置在所述箱体的中部，所述中转座上设置有多处高度分别不同的安装座，所述绳索中转部分别安装在所述安装座上。