[发明专利]一种绳驱式剪叉伸缩臂

说明书

本发明涉及机械臂，特别涉及一种绳驱式剪叉伸缩臂。包括基座、绕绳模块、剪叉驱动模块、驱动绳及多级单元关节，其中多级单元关节的下端与基座铰接，剪叉驱动模块为多组，并且分别设置于多级单元关节与基座之间及多级单元关节中相邻两个单元关节之间的连接处，多组剪叉驱动模块依次铰接；绕绳模块设置于基座上，驱动绳一端与绕绳模块连接，另一端依次与各组剪叉驱动模块连接，用于驱动多组剪叉驱动模块耦合联动，实现多级单元关节的弯曲。本发明通过绳索控制其运动，在保持运动的同时使其具备一定的柔性，合乎柔性臂的使用要求。回复过程通过弹簧存储的能量使其动作，减少驱动数目。

技术领域

本发明涉及机械臂，特别涉及一种绳驱式剪叉伸缩臂。

技术背景

随着机器人技术的发展，对能在复杂环境下执行任务的特种机器人的需求日益增加。柔性臂的发展得到很大程度的关注，柔性机器人的构型种类较多，其中做的比较多的是绳驱式臂和气动臂，但绳驱臂存在驱动源数目过多的问题，气动臂又有制备设备繁重的问题，使其使用受限。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种绳驱式剪叉伸缩臂，以解决现有绳驱式臂和气动臂所存在的驱动源数目过多及制备设备繁重的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种绳驱式剪叉伸缩臂，包括基座、绕绳模块、剪叉驱动模块、驱动绳及多级单元关节，其中多级单元关节的下端与基座铰接，所述剪叉驱动模块为多组，并且分别设置于所述多级单元关节与基座之间及多级单元关节中相邻两个单元关节之间的连接处，多组剪叉驱动模块依次铰接；所述绕绳模块设置于所述基座上，所述驱动绳一端与所述绕绳模块连接，另一端依次与各组所述剪叉驱动模块连接，用于驱动多组所述剪叉驱动模块耦合联动，实现多级单元关节的弯曲。

所述剪叉驱动模块包括运动剪叉、左侧轴套、弹簧、右侧轴套、剪叉铰接座及运动轴，其中运动轴设置于所述多级单元关节中各单元关节的底部，所述运动轴的中间位置设有剪叉铰接座，所述左侧轴套和所述右侧轴套可滑动地套设于所述运动轴上，并且分别位于所述剪叉铰接座的两侧，所述左侧轴套和所述右侧轴套与所述剪叉铰接座之间均设有弹簧；所述运动剪叉的下端与所述基座或上一级的剪叉铰接座铰接，上端与所述左侧轴套和所述右侧轴套铰接。

所述运动剪叉包括左剪叉杆和右剪叉杆，所述左剪叉杆的下端与所述右剪叉杆的下端铰接，所述左剪叉杆的上端与所述左侧轴套铰接，所述右剪叉杆的上端与所述右侧轴套铰接。

所述剪叉铰接座上设有三个穿线孔，所述驱动绳依次经过第一穿线孔、左侧轴套、第二穿线孔、右侧轴套及第三穿线孔后与下一级的所述剪叉驱动模块连接，所述驱动绳可驱动所述左侧轴套和所述右侧轴套相互靠近，从而压缩所述弹簧。

所述多级单元关节中的各级单元关节均包括伸缩缸、连杆架和底端连杆架，其中连杆架的一端与底端连杆架的下端铰接，另一端与所述运动轴连接；所述伸缩缸铰接在所述连杆架上，并且输出端与所述底端连杆架铰接。

所述基座上设有用于与所述剪叉驱动模块铰接的剪叉固定座。

所述绕绳模块包括驱动电机和绕绳轮，所述绕绳轮可转动地设置于所述基座上，所述驱动电机设置于所述基座上，并且输出端与所述绕绳轮连接，用于驱动所述绕绳轮转动。

本发明的优点及有益效果是：本发明采用单电机驱动，极大减少了驱动源数目，扩大了该臂的使用环境。传动基于剪叉原理设计，通过绳索控制其运动，在保持运动的同时使其具备一定的柔性，合乎柔性臂的使用要求。回复过程通过弹簧存储的能量使其动作，减少驱动数目。

本发明的驱动形式为绳驱，以绳驱来控制每个单元剪叉的开合进而实现关节的相对运动，剪叉之间放置有弹簧储能元件，通过释放其储存的势能达到被动打开的目的。

附图说明

图1为本发明绳驱式剪叉伸缩臂的结构示意图；