[实用新型]方形模块化力位双闭环控制的超冗余绳驱动机器人

说明书

本实用新型属于机械臂技术领域，特别涉及一种方形模块化力位双闭环控制的超冗余绳驱动机器人。包括机械臂、绳驱组件、驱动模块及箱体，其中箱体为方形结构，驱动模块设置于箱体内，机械臂设置于箱体的外侧，机械臂的各关节分别通过一组绳驱组件与驱动模块连接。机械臂包括固定段及与固定段连接的柔性段，固定段与箱体连接，柔性段包括通过虎克铰依次铰接的多个连接筒；每组绳驱组件包括三个钢丝绳组件，三个钢丝绳组件的一端与一虎克铰连接，另一端与驱动模块连接。本实用新型的机械臂和驱动装置含有模块化的，具有不同的传动系数，能够实现合理的传动比匹配，能够在不影响机械臂负载能力的前提下，提高了机械臂的运行速度。

技术领域

本实用新型属于机械臂技术领域，特别涉及一种方形模块化力位双闭环控制的超冗余绳驱动机器人。

背景技术

传统机械臂关节多采用电机等机构直接在关节处进行驱动，虽然机构简单但增加了机械臂负载并且结构不紧凑，无法满足狭小空间或恶劣环境的作业要求。目前，虽然出现了连续体机械臂，采用柔性结构体以实现类圆弧变形运动，但负载能力较弱和末端运动精度不够高。因此，现有的超冗余绳驱动机器人普遍存在负载能力差，运动速度低，控制精度低，安装拆卸不便等问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种方形模块化力位双闭环控制的超冗余绳驱动机器人，以解决现有连续体机械臂存在负载能力差，运动速度低，控制精度低，安装拆卸不便等问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种方形模块化力位双闭环控制的超冗余绳驱动机器人，包括机械臂、绳驱组件、驱动模块及箱体，其中箱体为方形结构，所述驱动模块设置于箱体内，所述机械臂设置于所述箱体的外侧，所述机械臂的各关节分别通过一组绳驱组件与所述驱动模块连接。

所述机械臂包括固定段及与所述固定段连接的柔性段，所述固定段与所述箱体连接，所述柔性段包括通过虎克铰依次铰接的多个连接筒；

每组所述绳驱组件包括三个钢丝绳组件，三个钢丝绳组件的一端与一所述虎克铰连接，另一端与所述驱动模块连接。

所述固定段包括钢丝绳导向块a、钢丝绳导向块b及机械臂前固定板，其中钢丝绳导向块a和钢丝绳导向块b连接在机械臂前固定板的两端，并且钢丝绳导向块a的直径小于钢丝绳导向块b的直径，所述钢丝绳导向块a和所述钢丝绳导向块b上沿周向均设有多个钢丝绳导向孔。

所述钢丝绳组件包括钢丝绳导管、导管固定座及钢丝绳，其中钢丝绳导管的两端通过导管固定座分别与所述驱动模块和所述钢丝绳导向块b上的钢丝绳导向孔连接，所述钢丝绳穿过所述钢丝绳导管并且两端分别与所述驱动模块和所述虎克铰连接。

所述驱动模块包括多个平行设置的丝杠驱动机构，各所述丝杠驱动机构分别与一所述钢丝绳组件连接；

所述丝杠驱动机构包括底板、丝杠、导轨滑块、钢丝绳固定座、浮动支撑机构及丝杠驱动模块，其中底板与所述箱体连接，所述导轨滑块和丝杠平行设置于所述底板上；所述钢丝绳固定座的一端与所述导轨滑块连接，另一端与所述丝杠螺纹连接，所述钢丝绳固定座用于固定所述钢丝绳组件；

所述浮动支撑机构和丝杠驱动模块设置于所述底板的后端，所述浮动支撑机构用于支撑所述丝杠，所述丝杠驱动模块与所述丝杠连接，用于驱动所述丝杠旋转。

所述浮动支撑机构包括滑块导向光轴、丝杠轴承、单压式传感器及轴承固定座，其中滑块导向光轴设置于所述底板上且与所述丝杠平行，所述轴承固定座与所述滑块导向光轴滑动连接，所述单压式传感器连接在所述轴承固定座与所述底板之间；所述丝杠轴承设置于所述轴承固定座内，用于支撑所述丝杠。

所述丝杠驱动模块包括减速机和电机，所述减速机设置于所述底板上且输入端与电机连接；所述减速机的输出轴通过联轴器与所述丝杠连接；所述电机上设有编码器和抱闸。