The invention provides a flexible cable-driven elastic mechanism for compensating the gravity moment of a manipulator, which comprises a large arm and a small arm connected by the head and tail of the elbow joint rotation shaft; the flexible cable-driven elastic mechanism comprises a central pulley and an eccentric pulley arranged on the large arm, and the central rotation axis of the central pulley is related to the elbow. The pitch axis is located in the same straight line; the elastic telescopic mechanism is also provided on the arm; the elastic telescopic mechanism includes a fixed end fixed on the arm and a movable end free to telescope; the flexible cable driving elastic mechanism also includes a flexible cable; the flexible cable is wound around the central pulley and the eccentric pulley, and one end of the flexible cable is provided. The movable end of the elastic telescopic mechanism is connected, and the other end is connected to the arm. The invention can eliminate the influence of arm rotation on the change of gravity moment of the small arm, compensate the gravity moment of the small arm to the elbow joint, have high compensation precision, small mechanical wear and long service life.
【技术实现步骤摘要】
一种用于机械臂重力矩补偿的柔索驱动弹性机构
本专利技术属于机器人的机械臂领域,涉及一种用于机械臂重力矩补偿的柔索驱动弹性机构。
技术介绍
移动机器人机械臂是装载在移动机器人底盘上的执行装置,可随机器人运动到任意位置并完成其作业任务,机械臂大多数采用的是关节式结构,在作业时关节驱动力矩除了克服外界负载,还需要克服机械臂自身重力对关节产生的转矩,不仅在一定程度上限制了机械臂的负载能力,而且在电机制动失效的情况下,由于机械臂自身重力造成机械臂下落,威胁到人员及机器人的安全。现有机械臂的重力矩补偿方式可以根据补偿方法分为两大类:一是主动式重力矩补偿,将机械臂关节的电机换成输出力矩更大的驱动电机,机械臂的位置变化时,通过控制驱动电机的输出力矩补偿重力矩,无需外加补偿装置,只需要根据机械臂的位置改变电机的电枢电压,就可以完成机械臂关节处的重力矩补偿,但更换电机带来机械臂各零部件尺寸的更改,成本也会相应增加;二是被动式重力矩补偿,根据静平衡原理,利用附加的平衡块、弹簧装置或外部装置来实现机械臂关节处的重力矩平衡,被动式补偿只需要在机械臂上配置一个额外的附加补偿装置,不需要额外提供能量。现有的被动式重力矩补偿的实现方式主要有结构补偿、配重补偿和弹簧设计补偿。结构补偿依靠机械结构的合理布置来实现,不适合用在复杂的机器人系统上;配重补偿依靠增加额外质量将机构的质心和轴心线重合,容易实现,但增大了装置的质量和惯性。
技术实现思路
为解决上述问题,本专利技术提供一种用于机械臂重力矩补偿的柔索驱动弹性机构,能够消除大臂转动给小臂重力矩变化带来的影响,补偿小臂对肘关节产生的重力矩,补偿精 ...
【技术保护点】
1.一种用于机械臂重力矩补偿的柔索驱动弹性机构,所述机械臂包括通过一肘关节转轴首尾相连的大臂(1)和小臂(2),所述小臂(2)可在大臂(1)和小臂(2)所在平面内,绕肘关节转轴旋转,其特征在于:所述柔索驱动弹性机构包括设置在大臂(1)上的中心滑轮(4)和偏心滑轮(5),并且所述中心滑轮(4)的中心转轴(3)与所述肘关节转轴位于同一直线;所述柔索驱动弹性机构还包括设置在所述小臂(2)上的弹性伸缩机构;所述弹性伸缩机构包括固定在小臂(2)上的固定端和可自由伸缩的活动端;当所述固定端位于活动端与中心转轴(3)之间,所述弹性伸缩机构为压缩状态;当所述活动端位于固定端与中心转轴(3)之间,所述弹性伸缩机构为拉伸状态;所述柔索驱动弹性机构还包括柔索(6);所述柔索(6)绕在中心滑轮(4)和偏心滑轮(5)上,并且柔索(6)一端连接在所述弹性伸缩机构的活动端,另一端连接在小臂(2)上。
【技术特征摘要】
1.一种用于机械臂重力矩补偿的柔索驱动弹性机构,所述机械臂包括通过一肘关节转轴首尾相连的大臂(1)和小臂(2),所述小臂(2)可在大臂(1)和小臂(2)所在平面内,绕肘关节转轴旋转,其特征在于:所述柔索驱动弹性机构包括设置在大臂(1)上的中心滑轮(4)和偏心滑轮(5),并且所述中心滑轮(4)的中心转轴(3)与所述肘关节转轴位于同一直线;所述柔索驱动弹性机构还包括设置在所述小臂(2)上的弹性伸缩机构;所述弹性伸缩机构包括固定在小臂(2)上的固定端和可自由伸缩的活动端;当所述固定端位于活动端与中心转轴(3)之间,所述弹性伸缩机构为压缩状态;当所述活动端位于固定端与中心转轴(3)之间,所述弹性伸缩机构为拉伸状态;所述柔索驱动弹性机构还包括柔索(6);所述柔索(6)绕在中心滑轮(4)和偏心滑轮(5)上,并且柔索(6)一端连接在所述弹性伸缩机构的活动端,另一端连接在小臂(2)上。2.根据权利要求1所述的用于机械臂重力矩补偿的柔索驱动弹性机构,其特征在于:所述柔索驱动弹性机构还包括设置在所述小臂(2)上的定滑轮(7);所述柔索(6)在中心滑轮(4)、偏心滑轮(5)和定滑轮(7)上缠绕若干圈;并且所述柔索(6)的另一端的固定...
【专利技术属性】
技术研发人员:柯建军,许映秋,钱瑞明,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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