本实用新型专利技术公开了多自由度绳驱刚性机械臂，其特征在于，包括基座、关节部分和绳驱部分组成，所述关节部分包括n个执行关节组，n为大于2的整数，所述绳驱部分包括n‑1组驱动绳组，每个关节组对应一组驱动绳组件，所述绳驱部分第i组左右驱动绳用于驱动所述关节部分第i个执行关节蜗杆独立运动，i为1至n‑1的整数。本实用新型专利技术的有益效果是：本实用新型专利技术采用绳驱技术与蜗轮蜗杆的结合实现机械臂刚性及多个自由度，关节之间之间由蜗轮蜗杆直接驱动，蜗轮蜗杆既实现了两个关节之间的自锁及刚性，同时蜗杆驱动蜗轮减速增矩，极大降低了驱动关节运动时驱动绳的输入力矩，同时也降低了驱动绳对所经过关节的作用力，使得机械臂自由度增加不受限制。
【技术实现步骤摘要】
多自由度绳驱刚性机械臂
本技术涉及机械人领域、手术机器人领域，尤其涉及多自由度绳驱刚性机械臂。
技术介绍
在机器人领域，通常在机械臂关节处放置电机及减速器，以实现关节的驱动，这导致机械臂外形笨重、自身负载重、体积大，成本高。在一些特种领域，如手术机器人领域，机械臂如要进入人体工作，这对机械臂外形尺寸要求很高，同时也对机械臂工作力矩输出要求很高，具体在腹腔镜手术机器人领域，芬奇手术机器人其持械臂关节驱动采用绳驱技术连接，在持械臂工作时驱动绳需保持张紧状态，以保证持械臂的刚性和传动精度，这对驱动绳的要求也大大提高，同时驱动绳对所经过的关节有较大作用力，这也导致持械臂末端无法保持或输出较大力矩，关节自由度数量也受到受限，且关节加工复杂，成本高昂。因此，本申请人经过锐意研究，现提出多自由度绳驱刚性机械臂的技术方案。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
中提出的问题，本技术公开了多自由度绳驱刚性机械臂，包括基座、关节部分和绳驱部分组成，所述关节部分包括n个执行关节组，n为大于2的整数，在第i个执行关节组包括第i执行关节、第i执行关节蜗杆安装轴、第i执行关节蜗杆、第i+1执行关节蜗轮安装轴、第i+1执行关节蜗轮左定位套、第i+1执行关节右定位套，其中第i+1个执行关节首端通过第i个执行关节蜗轮安装轴与第i个执行关节的末端铰接，所述第i+1个执行关节首端设置有蜗轮，所述i为1至n-1的整数；所述绳驱部分包括n-1组驱动绳，每个关节包括一组驱动绳组，在第i组驱动绳组包括第i执行关节左驱动绳，第i执行关节左驱动绳固定套，第i执行关节右驱动绳，第i执行关节右驱动绳固定套；所述绳驱部分第i组驱动绳组的第i执行关节左驱动绳、第i执行关节右驱动绳于驱动所述关节部分第i个执行关节蜗杆独立运动，所述第i个执行关节组蜗杆驱动与之啮合传动的第i+1个执行关节首端设置的蜗轮转动，从而实现各关节独立运动。所述第i组驱动绳组，第i执行关节左驱动绳一端固定于第i执行关节左驱动绳固定套内，第i执行关节左驱动绳固定套固定于第i执行关节蜗杆左侧，第i执行关节左驱动绳顺时针绕卷在第i执行关节蜗杆左侧，第i执行关节右驱动绳一端固定于第i执行关节右驱动绳固定套内，第i执行关节右驱动绳固定套固定于第i执行关节蜗杆右侧，第i执行关节右驱动绳顺时针绕卷在第i执行关节蜗杆右侧。所述关节部分第i+1执行关节首端端加工成多个蜗轮齿轮，并在蜗轮齿轮转轴处设置有通孔。所述关节部分第i个执行关节末端端设置有的铰接孔。所述关节部分第i个执行关节铰接孔一端的下方设置有空间垂直的贯穿孔。所述关节部分第i个执行关节铰接孔一端下方的设置为中空结构。所述第i执行关节蜗杆两端设置有通孔，驱动绳通过驱动绳固定套安装在蜗杆通孔内。所述关节部分第i个执行关节轴向设置有多个穿线孔。第i执行关节蜗杆安装轴固定于第i执行关节贯穿孔内，第i执行关节蜗杆可转动安装于第i执行关节蜗杆安装轴上，第i+1个执行关节首端蜗轮处通孔通过第i个执行关节蜗轮安装轴与第i个执行关节的末端铰接，第i个执行关节蜗轮安装轴固定于第i个执行关节末端铰接孔内，第i+1执行关节蜗轮左定位套可传动安装于第i个执行关节蜗轮安装轴左侧，第i+1执行关节蜗轮右定位套可传动安装于第i个执行关节蜗轮安装轴右侧。本技术采用绳驱技术与蜗轮蜗杆的结合实现机械臂刚性及多个自由度，关节之间之间由蜗轮蜗杆直接驱动，蜗轮蜗杆既实现了两个关节之间的自锁及刚性，同时蜗杆驱动蜗轮减速增矩，极大降低了驱动关节运动时驱动绳的输入力矩，同时也降低了驱动绳对所经过关节的作用力，使得机械臂自由度增加不受限制，同时采用集成化设计，将蜗轮与关节集成在一起，使得持械臂外形体积大大减小，极大降低了成本，结构简单巧妙，大大提高了机械臂的可靠性。附图说明图1为实施例1的整体结构示意图。图2为实施例1的内部剖视图。图3为实施例1的爆炸图。图4为实施例1的第二执行关节驱动绳组及执行关节组爆炸图。图5为实施例1的第二执行关节组第二执行关节结构示意图。具体实施方式下面对本技术的实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为楚明确的界定。实施例1参照附图1-5，多自由度绳驱刚性机械臂，包括基座1、关节部分2和绳驱部分3组成，所述基座1与所述第一执行关节A1一端固定连接，所述第一执行关节蜗杆安装轴A111通过第一执行关节贯穿孔g1与所述第一执行关节A1固定连接，所述第一执行关节蜗杆安装轴A111与所述第一执行关节蜗杆A112可转动连接，所述第一执行关节左驱动绳固定套B112固定于所述第一执行关节蜗杆A112左侧通孔z1内，所述第一执行关节左驱动绳固定套B112与所述第一执行关节左驱动绳B111固定连接，所述第一执行关节左驱动绳B111一端缠绕在第一执行关节蜗杆A112上，所述第一执行关节右驱动绳固定套B114固定于所述第一执行关节蜗杆A112右侧通孔y1内，所述第一执行关节左驱动绳固定套B112与所述第一执行关节右驱动绳B113固定连接，所述第一执行关节右驱动绳B113一端缠绕在第一执行关节蜗杆A112上，所述第一执行关节左驱动绳B111及第一执行关节右驱动绳B113另一端穿过第一执行关节A1轴向设置的穿线孔h1。所述第二执行关节蜗轮安装轴A201通过第一执行关节铰接孔j1与第一执行关节A1固定连接，所述第二执行关节蜗轮安装轴A201与所述第二执行关节蜗轮左定位套A202可转动连接，所述第二执行关节蜗轮安装轴A201与所述第二执行关节蜗轮右定位套A203可转动连接，所述第二执行关节A2通过蜗轮上的通孔k2与第二执行关节蜗轮安装轴A201可转动连接。所述第二执行关节蜗杆安装轴A211与所述第二执行关节蜗杆A212可转动连接，所述第二执行关节左驱动绳固定套B212固定于所述第二执行关节蜗杆A212左侧通孔z2内，所述第二执行关节左驱动绳固定套B212与所述第二执行关节左驱动绳B211固定连接，所述第二执行关节左驱动绳B211一端缠绕在第二执行关节蜗杆A212上，所述第二执行关节右驱动绳固定套B214固定于所述第二执行关节蜗杆A212左侧通孔y2内，所述第二执行关节右驱动绳固定套B214与所述第二执行关节右驱动绳B213固定连接，所述第二执行关节右驱动绳B213一端缠绕在第二执行关节蜗杆A212上，所述第二执行关节左驱动绳B211与第二执行关节右驱动绳B213另一端穿过第二执行关节A2轴向设置的穿线孔h2及第一执行关节A1轴向设置的穿线孔h1，所述第二执行关节蜗杆安装轴A211通过第二执行关节贯穿孔g2与所述第二执行关节A2固定连接。所述第三执行关节蜗轮安装轴A301通过第二执行关节铰接孔j2与第二执行关节A2固定连接，所述第三执行关节蜗轮安装轴A301与所述第三执行关节蜗轮左定位套A302可转动连接，所述第三执行关节蜗轮安装轴A本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.多自由度绳驱刚性机械臂，其特征在于，包括基座、关节部分和绳驱部分组成；/n所述关节部分包括n个执行关节组，n为大于2的整数，在第i个执行关节组包括第i执行关节、第i执行关节蜗杆安装轴、第i执行关节蜗杆、第i+1执行关节蜗轮安装轴、第i+1执行关节蜗轮左定位套、第i+1执行关节右定位套，其中第i+1个执行关节首端通过第i个执行关节蜗轮安装轴与第i个执行关节的末端铰接，所述第i+1个执行关节首端设置有蜗轮，所述i为1至n-1的整数；/n所述绳驱部分包括n-1组驱动绳，每个关节包括一组驱动绳组，在第i组驱动绳组包括第i执行关节左驱动绳，第i执行关节左驱动绳固定套，第i执行关节右驱动绳，第i执行关节右驱动绳固定套；/n所述绳驱部分第i组驱动绳组的第i执行关节左驱动绳、第i执行关节右驱动绳于驱动所述关节部分第i个执行关节蜗杆独立运动，所述第i个执行关节组蜗杆驱动与之啮合传动的第i+1个执行关节首端设置的蜗轮转动，从而实现各关节独立运动。/n
【技术特征摘要】
1.多自由度绳驱刚性机械臂，其特征在于，包括基座、关节部分和绳驱部分组成；
所述关节部分包括n个执行关节组，n为大于2的整数，在第i个执行关节组包括第i执行关节、第i执行关节蜗杆安装轴、第i执行关节蜗杆、第i+1执行关节蜗轮安装轴、第i+1执行关节蜗轮左定位套、第i+1执行关节右定位套，其中第i+1个执行关节首端通过第i个执行关节蜗轮安装轴与第i个执行关节的末端铰接，所述第i+1个执行关节首端设置有蜗轮，所述i为1至n-1的整数；
所述绳驱部分包括n-1组驱动绳，每个关节包括一组驱动绳组，在第i组驱动绳组包括第i执行关节左驱动绳，第i执行关节左驱动绳固定套，第i执行关节右驱动绳，第i执行关节右驱动绳固定套；
所述绳驱部分第i组驱动绳组的第i执行关节左驱动绳、第i执行关节右驱动绳于驱动所述关节部分第i个执行关节蜗杆独立运动，所述第i个执行关节组蜗杆驱动与之啮合传动的第i+1个执行关节首端设置的蜗轮转动，从而实现各关节独立运动。
2.根据权利要求1所述的多自由度绳驱刚性机械臂，其特征在于，所述第i组驱动绳组，第i执行关节左驱动绳一端固定于第i执行关节左驱动绳固定套内，第i执行关节左驱动绳固定套固定于第i执行关节蜗杆左侧，第i执行关节左驱动绳顺时针绕卷在第i执行关节蜗杆左侧，第i执行关节右驱动绳一端固定于第i执行关节右驱动绳固定套内，第i执行关节右驱动绳固定套固定于第i执行关节蜗杆右侧，第i执行关节右驱动绳顺时针绕卷在第i执行关节蜗杆右侧。
3....
【专利技术属性】
技术研发人员：曾林旺，
申请(专利权)人：北京仙进机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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