[发明专利]一种关节驱动机构驱动方法和用途

说明书

本发明涉及到一种由计算机控制驱动器驱动钢丝绳牵动的，三关节驱动器组组成的三关节驱动机构，以及驱动方法和用途。

关节驱动机构，一般都是由多个关节、驱动器和传动机构组成的，目前公开的关节器的传动机构，其关节的活动都是由单独的齿轮等机械直接带动或者传动，或者由钢丝绳把单独的驱动器或机械的传动传到关节上，使之转动。钢丝绳牵动的关节驱动机构的用途极广，结构的形式多种多样，驱动的方法各有不同，其不同处体现在关节的个数，钢丝绳牵动的形式，驱动的形式。目前公开的牵动机构，多是钢丝绳和齿轮机构联合驱动，且都是特定单独的驱动器由钢丝绳对特定的关节进行驱动。由于是特定单独的驱动器由钢丝绳对特定的关节进行驱动，几个关节在总体上配合时，容易产生相互的失调，产生抖动，妨害关节动作的精度；机械直接带动关节的运动，由于机件和机件之间总会有一定的间隙，影响关节线性地协调地运动，影响关节运动的正确性、稳定性、灵巧性和可操作性。比如，涡流蜗杆的传动机构，能量传输效率太低，功率损耗太大，驱动器的能力不能充分的利用，再加上如前所说的问题，给比较精确的关节驱动机构，带来更多的麻烦。为解决以上的不足，在技术上可以采取一些补偿办法，但是它会使关节驱动器变的更加复杂。总之目前公开的关节驱动机构的弱点在于：①.关节驱动器各关节的运动是独立进行的，它们之间没有相互的配合，相互之间不能联合或者配合动作，造成在总体动作时，关节和关节间失调，发生抖动。②.机械直接传动，带来一些新的困难。

本发明的目的在于：在大量试验的基础上，提出一种新的设计方案，这个方案是由计算机控制驱动器，由驱动器驱动钢丝绳，由钢丝绳牵动的关节驱动机构，它包括关节驱动机构的设计、一种新的驱动方法和该驱动器的用途，即由三个驱动器驱动的由钢丝绳牵动的，三关节驱动器组组成的三关节驱动机构，以及驱动方法和用途。

本发明的技术方案是：(见图1)  关节器(51)装在基板(54)的支架(55)上，由计算机(59)控制驱动机构(53)，驱动机构(53)通过钢丝绳组(52)牵动各个关节器(51)的关节而实现的。本发明所用的钢丝绳是特制的，没有伸缩性的，所使用的钢丝绳套采用受压缩力而不缩短不变形的套管，因此它可以防止由于牵动使钢丝绳伸长所带来的误差。

本发明涉及到的技术方案是一种计算机控制的三个驱动器驱动的由钢丝绳牵动的三关节驱动器组组成的三关节驱动机构，以及驱动方法和用途。根据不同的要求，可以改变三关节驱动器的个数，组成新的关节驱动器。我们首先来叙述本发明的技术结构。它是一种由三个驱动器驱动的三关节驱动机构，该机构是由计算机控制的，由多个三关节驱动器组组成的。三关节驱动器组是由多个三关节驱动器组成的。其三关节驱动器的一种结构是由三个关节器(51)、三个驱动箱(53)、用九根钢丝绳及钢丝绳套组(52)、基板(54)和支架(55)联接而组成的，当本技术用来作机械手时，也会有许多不同的技术方案，我们拿其中的一种三指机械手为例，其技术在机构上的特征是：

1).其三关节驱动器的关节器的一种结构是，(见图2)由第一关节(27)、第二关节(26)、第三关节(24)和基关节(21)组成的三自由度关节器，它们之间经钢丝绳的牵动，由关节导轮(28)、(29)和(22)动连接，第三关节(24)可随关节导轮轴(65)作相对于基关节(21)±90度的转动(见图5)。基关节(21)固定在支架(55)上，支架(55)固定在基板(54)上；其第二关节(26)可随关节导轮(67)作相对于第三关节(24)±90度的转动(见图6)，其运动的平面和三关节(24)运动的平面相垂直；第一关节(27)可随关节导轮轴(66)作相对于第二关节(26)±90度的转动(见图7)，其运动的平面和第二关节(26)运动的平面相平行。

2).其三关节驱动器的驱动器的一种结构是(见图3)，驱动器的壳体内由箱板(64)、边滑道板(43)(45)、中滑道板(44)组成，在箱板(64)内部装有三个驱动器(1)、(18)、(34)，三个固定在驱动器轴上的绳轮(9)、(17)、(35)，两个装在滑块(5)、(13)上的滑轮滑动导轮(2)、(3)、(4)和(14)、(15)、(16)，两个定滑轮驱动箱导轮(6)、(12)固定在驱动箱板(64)上通过三根钢丝绳(48)、(49)、(60)的传动将驱动信号传到各关节，带动其转动。