[发明专利]绕绳机构及使用该绕绳机构的多自由度绳驱并联机器人

说明书

绕绳机构及使用该绕绳机构的多自由度绳驱并联机器人，涉及一种绕绳机构及多自由度绳驱并联机器人。本发明解决了现有的绳驱串联式机器人存在机械误差偏大、安全性差以及工作精度低的问题。本发明包括四个绕绳机构(B)、四个过线结构(C)和四根绳索(D)，四个绕绳机构(B)分别安装在空间矩形框(A)的下部四角上，四个过线结构(C)分别安装在空间矩形框(A)的上部四角上，每根绳索(D)的一端均与一个绕绳机构(B)连接后沿空间矩形框(A)的高度方向向上绕过过线结构(C)后与物体(D)的一角连接。本发明用于飞行模拟器、工业机械臂、外科手术、大型射电望远镜等需要移动物体的过程中。

技术领域

本发明涉及一种绕绳机构及多自由度绳驱并联机器人，具体涉及一种转台式绕绳机构及使用该绕绳机构的多自由度绳驱并联机器人，属于绳驱机器人领域。

背景技术

目前，市面上所能见到的绳驱机器人以绳驱串联式机器人为主，现有的绳驱并联机器人存在以下几点问题：

第一：由于采用齿轮传动来进行减速，不但传动环节机构复杂，而且存在机械误差偏大的问题；

第二：滑轮只能在很小的角度内改变出索方向，存在导线单元设计方案不合理，安全性差的问题；

第三：绕线时未进行精密布线，如对绳索交叉缠绕，导致出索每圈长度不一致，无法精确控制出索，进而导致绳驱并联机器人的工作精度比较低，难以实现先进制造行业对于高精度的要求。

第四：现有的绳驱串联机器人由于自身结构串联导致其误差累积的结构缺陷导致其稳定性也比较差，工作范围较为有限。

综上所述，现有的绳驱串联式机器人存在机械误差偏大、安全性差以及工作精度低的问题。

发明内容

本发明为了解决现有的绳驱串联式机器人存在机械误差偏大、安全性差以及工作精度低的问题。进而提供了一种绕绳机构及使用该绕绳机构的多自由度绳驱并联机器人。

本发明的技术方案是一种绕绳机构，它包括结构框架、扭矩电机、绕线卷筒、直线导轨滑台电机、直线导轨线性滑台、布线转台、布线滑轮、后走线滑轮、后走线转台、张力测量滑轮、张力传感器、测量圈数的编码器、前走线滑轮、前走线转台、前过线孔板、后过线孔板和安装架，结构框架为矩形框架，绕线卷筒转动安装在结构框架内的宽度方向一侧，扭矩电机安装在结构框架的外侧壁上，且扭矩电机的输出轴与绕线卷筒连接，直线导轨线性滑台安装在绕线卷筒的一侧，直线导轨滑台电机安装在结构框架的外侧壁上并与直线导轨线性滑台连接，布线转台转动安装在直线导轨滑台电机上，布线滑轮安装在布线转台上；安装架平行于结构框架的长边安装在结构框架的宽边上，前走线转台和后走线转台由前至后转动安装在安装架的两端上部，前走线滑轮和后走线滑轮分别安装在前走线转台和后走线转台上，测量圈数的编码器安装在前走线滑轮的侧端面上，前过线孔板和后过线孔板由前至后安装在前走线转台和后走线转台之间的安装架上，张力测量滑轮安装在前过线孔板和后过线孔板之间的安装架上，张力传感器安装在张力测量滑轮的侧端面上。

进一步地，布线转台、后走线转台和前走线转台均为无阻尼转台。

进一步地，前过线孔板和后过线孔板上的孔洞设有倒角并抛光。

本发明还提供了一种使用绕绳机构的多自由度绳驱并联机器人，它包括四个绕绳机构、四个过线结构和四根绳索，四个绕绳机构分别安装在空间矩形框的下部四角上，四个过线结构分别安装在空间矩形框的上部四角上，每根绳索的一端均与一个绕绳机构连接后沿空间矩形框的高度方向向上绕过过线结构后与物体的一角连接。